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離陸（りりく, takeoff）とは、航空機などが地表面を離れて、浮上した状態を保持すること、あるいは、浮上ののち安定した上昇体勢を維持することである。
目次 |
概要
多くの固定翼機では、滑走路などの表面で動力を始動し、必要な揚力が得られる速度に達するまで滑走することで浮き上がり、離陸を行う。機体が重いほど、また翼が小さいほど、離陸に要する滑走距離が長くなる。一方、垂直離着陸機やヘリコプターなどの回転翼機、飛行船などの軽航空機では滑走手順は原理的には不要であるが、行なう場合も多い(後述)。
離陸手順
滑走路端への移動
離陸に用いる滑走路の端に位置を合わせ滑走路方位に向きを合わせる動作をタキシングとよぶ。移動は、固定翼機の場合地上走行によって行なう。固定翼機の車輪は動力を持たないため、飛行に用いる動力 (プロペラエンジンやジェットエンジンなど) をタキシングのためにも用いる。空中より抵抗が大きいため、タキシングには移動距離・速度の割には多大な燃料を必要とする。
離陸許可が出ている場合、滑走路端で止まらずにそのまま離陸する(ローリングテイクオフ)場合と、いったん停止してから離陸する(スタンディングテイクオフ)場合があり、それぞれ一長一短がある。
滑走開始
動力源を定められた離陸推力まで上げ、浮上できる速度 (VR) まで加速する。このとき揚力増加と抗力増加のバランスによっては、フラップ(補助翼)を少し降ろしていることが多い (航空機の種類で定められている)。
航空機の種類や条件(重量・気温など)と滑走路の長さによっては、その速度から・その速度に達する位置から残りの滑走路を使って着陸中止 (RTO) できる離陸決心速度V1がVRより低く先に到達することがある。V1を超えての停止操作は危険であるため、V1を超えたらいかなる事態(エンジン片発故障など)でも離陸操作を継続しなければならない (反射的に停止操作をしないようにV1とともにスラストレバーから手を離す決まりがある場合もある)。
離陸・上昇
VRを超えたらエレベータを引き、機首を上げる。機首上げ動作に大きな力が必要ないように、このときまでにエレベータトリムはやや下がり気味(離陸位置)にしてある。地面から離れた直後に大きく機首を上げると失速の原因になるため、加速を継続して上昇可能な速度 (V2) に達してから大きく機首を上げ上昇に転じる。またこのときまでに高度がやや上がっていなければ、尾部を擦ることもある。
離陸後は着陸装置・フラップは抗力増加の原因になるため、定められたタイミングで引き込む。また、キャブレターヒート(排気の一部で吸気を暖めエンジンが詰まらないようにする・低空で必要ないことが多い)など推力を低下させる原因になるものはオフにしておく。このように、離陸ではすべての使えるエネルギーを加速と高度上昇にあてる必要がある。機体重量は航空機の離陸-巡航-着陸という運行において最も重い状態(燃料を消費していない)であるため、着陸時よりより厳しい上昇の条件が必要になるからである。
滑空機の上昇
滑空機は自身では動力を持たないため、滑空に入る前に他の動力機に牽引されて上昇しなければならない。
固定翼機の離陸
固定翼機の離陸について、まず、一般的な通常離着陸機 (CTOL機)の離陸について述べる。 巡航や着陸は自動操縦が実現されているが、固定翼機において、離陸の完全な自動化はいまだに実現されていない。また、多くの操縦士にとって、一連の操縦操作において離陸は、もっとも重圧を感じる操作のひとつといわれている（事故の多い着陸よりも、離陸の方が重圧を感じるという者もいる）。これらの要因として、離陸はやり直しができないという点があげられる。離陸滑走を始めた航空機は、加速して離陸決心速度を一旦超えてしまうと、離陸動作を完了してしまわなければならない。離陸決心速度に達するまでに、自身の航空機の状態のみならず他の航空機や気象状態（霧・雲や突風）に五感を駆使して細心の注意を払い、離陸するか離陸中止（RTO; Rejected TakeOff）するかを判断しなければならない。このような重大な判断を自動化するのは現状では難しいとされ、人間にゆだねられている。
特殊な固定翼機の離陸
固定翼機には、垂直離着陸機 (VTOL機)や短距離離陸垂直着陸機 (STOVL機)、垂直/短距離離着陸機 (V/STOL機)、短距離離着陸機 (STOL機)といったカテゴリーに属する、特殊な離着陸性能を有する航空機もある。
これらは、滑走路を使用せずに垂直に離陸したり、短距離の滑走で離陸が可能である。
回転翼機の離陸
回転翼機では原理的には垂直上昇ができるが、ほとんどの場合は固定翼機同様に滑走路上で低空の滑空をしてから上昇する。着陸同様に空港の管制設備を使い、定められた経路を取るためという理由もあるが、技術的にはほとんどの回転翼機が上昇のための余剰パワーをそれほど持っていないこと、デッドマンズ・カーブに突入しないように制御すること(着陸の項参照)が大きな理由である。
まず地上からやや浮上し (スキッドを装備した回転翼機では駐機場から滑走路端へのタキシングですでに浮上していることが多い)、機を滑走路方向に前進させて加速して速度が乗ってきたら機首を上げ(エレベータを引く)上昇に転じる操作を行なう。
回転翼機が上昇できる余剰のパワーは、ホバリング (空中静止状態) ではエンジンの実用最大出力の数%程度である。また高度が高い・気温が高いときはこの余剰パワーはほとんどなくなる。対して移動状態では、固定翼機同様に移動のエネルギーを高度に変換することができる。上昇して移動しないのと移動して上昇しないのではパワーの使い方は同じように思えるが、地上付近では地面効果によりより少ないエネルギーで浮上したまま移動できるため、いわば空港の敷地の横方向の広さを利用して、後で上昇のエネルギーに転じるための横移動のエネルギーを蓄えるのが回転翼機の離陸操作といえる。条件によってはホバリングができないほどの高地にある空港からでも離陸できる場合がある。
なお回転翼機は最初に接地状態からパワーを上げ、地上すれすれでホバリングするためにも複雑な操作手順を必要とする。まずメインロータのパワーを上げると (さらに着陸装置と地面の摩擦抵抗がなくなる)、機首はメインロータと逆方向に回転しようとする。機体にこれと逆向きの回転を加え抑制するのがテールロータであるが (操作としてはラダーを当てる)、今度はテールロータが風を噴出するのと逆向きに機体が左右水平移動しようとする。これをメインロータの傾きで抑制する (操作としてはエルロンを傾ける)。
関連項目
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この「離陸」は、航空に関連した書きかけ項目です。この記事を加筆・訂正などして下さる協力者を求めています（航空CP/航空PJ）。 |
