飛行機の翼はこんなに薄いのに、なぜ何十トンものエンジンを支えることができるのでしょうか?

翼の主な構成要素には、リブ、スパー、ストリンガー、スキンが含まれます。翼構造の基本的な機能は、翼の流線型の形状を形成すると同時に、外部荷重を胴体に伝達することです。

翼構造は、外部荷重に対して十分な強度、剛性、寿命を備えている必要があります。十分な剛性とは、空力負荷下で翼型の形状を維持する外皮の能力と、ねじれや曲げの変形に抵抗する翼の能力の両方を指します。

翼の主な機能は、飛行中の航空機を支えるために揚力を発生させることですが、安定性と制御においても一定の役割を果たします。

飛行機の翼の設計は、主に翼が空中を飛行しているときに空気の流れを上部と下部の2つの部分に分割し、2つの部分の間に差を作ることを目的としています。

飛行機が上昇する主な理由は圧力差を利用することです。翼の上面と下面の形状は非対称であるため、空気は翼の上面に沿ってより長い距離を移動し、自然に流速が速くなります。速度が速いほど空気圧が低くなり、上面と下面の圧力差によって揚力が生じます。

飛行機の速度が速ければ速いほど、圧力差、つまり揚力が大きくなるため、離陸時には飛行機は高速で移動する必要があります。飛行機が降下する必要がある場合、前進速度を落とすだけで、揚力は自然に減少します。

飛行機の翼はどうやってこれほどの重量を支えるのでしょうか?翼自体の重量を考慮すると、動作荷重（設計時には設計荷重として拡大されます）に安全に耐える能力は、構造材料の正しい選択、構造部品の合理的な配置、構造寸法の慎重な設計、分析、最適化に依存します。

① 翼の材質の選択

翼の外皮は複合材料で作られる傾向にありますが、荷重支持構造には依然として金属材料が使用されています。炭素繊維複合材料は軽量で耐荷重性が高いという特徴があり、航空機の翼に使用するのに非常に適しています。

② 翼構造部品の合理的な配置とサイズの最適化 航空機の翼が重量の大部分を支えることができる理由は、主な耐荷重構造が翼ボックスであり、非常に軽くて強い炭素繊維材料で作られており、その内部が数百の骨格で構成されているためです。飛行機の翼の薄さに騙されないでください。実際、その内部構造と耐荷重能力は非常に強力です。

設計者は、設計の開始時に、翼の重量と航空機全体が運ぶ最大重量を設計と計算に含め、最大重量に基づいて翼全体を設計および最適化します。新しい航空機は、市場に投入される前に数え切れないほどのテストを受けることになります。

ほとんどの民間航空機の燃料タンクは翼の上にあります。多くの人が疑問に思うかもしれません。航空機は非常に大きく、スペースも十分にあるのに、なぜ燃料タンクを翼に取り付けなければならないのでしょうか?

実際、飛行機は非常に大きく見えますが、スペースの大部分は乗客と機内設備のために確保されています。燃料タンク用のスペースはほとんど残っていません。しかし、翼は十分な耐荷重性と広いスペースを備えているため、燃料を貯蔵するのに適した場所となっています。翼に燃料を補給すると、飛行中に飛行機を安定させるのにも役立ちます。一般的に、航空機の翼の優れた性能は、主に先進的な材料自体に依存しており、独自の翼設計と構造設計のターゲットを絞った最適化と相まって、飛行中の航空機の安全性と安定性を確保しています。