飛行機はなぜ空を飛べるの？揚力と翼のしくみをやさしく解説

飛行機はなぜ空を飛べるのでしょうか？揚力や翼のしくみ、揚力・重力・推力・抗力の4つの力を小中学生向けにやさしく解説。離陸や着陸のしくみ、紙飛行機でできる実験まで分かりやすく紹介します。

何百人もの人やたくさんの荷物を乗せた重い飛行機が、どうして空を飛べるのか不思議に思ったことはありませんか。飛行機が飛ぶ秘密は、翼の形と空気の流れによって生まれる「揚力」にあります。さらに、飛行機には揚力だけでなく、重力・推力・抗力という4つの力がはたらいています。この記事では、飛行機が離陸して空を飛び、曲がったり着陸したりするしくみを、小中学生にも分かりやすく解説します。紙飛行機などの簡単な実験も紹介するので、空気の力を自分で確かめながら楽しく学んでみましょう。

飛行機はなぜ空を飛べるの？

大きな飛行機は、たくさんの人や荷物、燃料を乗せるため、とても重くなります。それなのに、滑走路を走ったあと空へふわっと浮かび上がります。

飛行機が空を飛べるのは、エンジンの力だけではありません。**翼のまわりを流れる空気によって生まれる「揚力（ようりょく）」**が重要な役割をしています。

さらに、飛行機には揚力だけでなく、重力・推力・抗力という力もはたらいています。この4つの力の関係を知ると、「なぜ重い飛行機が空を飛べるのか」が分かってきます。

飛行機には4つの力がはたらいている

飛んでいる飛行機には、主に次の4つの力がはたらいています。

• 揚力（ようりょく）……飛行機を持ち上げる力
• 重力（じゅうりょく）……飛行機を地球へ引っぱる力
• 推力（すいりょく）……飛行機を前へ進ませる力
• 抗力（こうりょく）……飛行機が進むのをさまたげる空気抵抗

国土交通省の航空力学資料でも、飛行中の航空機には「揚力・重力・推力・抗力」の4つの力が作用すると説明されています。

飛行機にはたらく4つの力

                 ↑
                揚力
                 │
                 │
抗力 ←────── ✈ ──────→ 推力
                 │
                 │
                 ↓
                重力

まっすぐ同じ高さをほぼ一定の速さで飛んでいるときは、基本的に、

• 揚力と重力
• 推力と抗力

がおおむねつり合っています。

例えば、エンジンが飛行機を前へ進ませると、翼のまわりに空気の流れができます。その空気の流れを翼が利用することで、飛行機を持ち上げる揚力を生み出します。

4つの力のまとめ表

力	向き	主な役割
揚力	上向き	飛行機を持ち上げる
重力	下向き	飛行機を地球へ引っぱる
推力	前向き	飛行機を前へ進ませる
抗力	後ろ向き	飛行機の動きをさまたげる

覚えておきたいポイント

• 飛行機には主に4つの力がはたらいています。
• 翼は揚力を生み出す大切な部分です。
• エンジンは主に飛行機を前へ進ませる推力を生み出します。
• 飛行機は4つの力をうまく利用して飛んでいます。

飛行機を持ち上げる「揚力」とは？

揚力とは、飛行機を空中へ持ち上げる方向にはたらく空気の力です。

飛行機が前へ進むと、翼のまわりに空気が流れます。

翼は、この空気の流れを変えるような形や角度になっています。その結果、翼の上側と下側で圧力の分布に違いが生まれ、翼全体には上向きの力がはたらきます。

さらに、翼は通過する空気を全体として下向きに曲げています。空気を下向きに押すと、その反作用として翼は上向きの力を受けます。

このような空気と翼の相互作用によって生まれる上向きの力が「揚力」です。

揚力が生まれるイメージ

        空気の流れ
→ → → → → → → → →

            ↑
           揚力
            │

        ～～翼～～

             ↘
               ↘
            空気は下向きへ

ここで注意したいのは、「翼の上側の道のりが長いから、上下に分かれた空気が同時に翼の後ろへ着くため上側だけ速くなる」と単純に考えないことです。

実際の揚力は、

• 翼の形
• 翼の角度
• 飛行速度
• 空気の密度
• 翼の大きさ
• 翼のまわりの空気の流れ

などが関係して生まれています。

身近な例

走っている自動車の窓から手を少しだけ出し、手のひらを傾けると、手が上へ押されるように感じることがあります。

これも、手のまわりを流れる空気の向きや圧力が変わることで生まれる空気の力です。

※実際に走行中の車から手を出すのは危険なので、試さないでください。

覚えておきたいポイント

• 揚力は飛行機を持ち上げる空気の力です。
• 翼のまわりを空気が流れることで生まれます。
• 翼は空気の流れを変えています。
• 翼の形や角度、飛行速度などが揚力に関係します。

重い飛行機が落ちないのはなぜ？

飛行機にも地球の重力がはたらいているので、何もしなければ下へ落ちます。

しかし、飛行中は翼によって上向きの揚力が生まれています。

水平にほぼ一定の高さを飛んでいるときには、揚力が飛行機にはたらく重力とおおむねつり合っているため、飛行機は高度を保って飛び続けることができます。

JAXAも、水平飛行では飛行機の重量による重力に対して、反対方向に同じ程度の揚力が必要になると説明しています。

飛行機が落ちない仕組み

          ↑
         揚力
          │
          ✈
          │
         重力
          ↓

揚力と重力がつり合う
　　　　↓
ほぼ同じ高さを飛べる

つまり、「飛行機が軽いから浮いている」のではありません。

飛行機の重さを支えられるだけの揚力を翼で作っていることがポイントです。

飛行機が重くなれば、その重さを支えるために必要な揚力も大きくなります。

速さも重要

揚力は飛行機の速度とも深く関係しています。

一般に、同じ条件なら飛行速度が上がると揚力も大きくなります。そのため飛行機は、離陸するときに滑走路を走って十分な速度まで加速します。

反対に、速度が遅くなりすぎると十分な揚力を保てなくなることがあります。

覚えておきたいポイント

• 飛行機にも重力がはたらいています。
• 翼が作る揚力によって重さを支えています。
• 水平飛行では揚力と重力がおおむねつり合います。
• 飛行速度も揚力を生み出す重要な条件です。

飛行機の翼にはどんな秘密があるの？

飛行機を空へ持ち上げるために、とても重要なのが「翼」です。

飛行機の翼は、ただの平らな板ではありません。空気の流れを利用して効率よく揚力を生み出せるよう、形や大きさ、取り付ける角度などが工夫されています。

ここからは、飛行機の翼と空気の関係を詳しく見てみましょう。

翼には特別な形がある

一般的な飛行機の翼を横から見ると、前側が丸く、後ろ側へ向かって細くなっています。

この翼の断面の形を**「翼型（よくがた・エアフォイル）」**といいます。

翼を横から見たイメージ

空気の流れ →

       _________
    ／           ＼__
  ／                 ＼
  ＼__________________／
        飛行機の翼

翼の形は、空気ができるだけなめらかに流れ、必要な揚力を得ながら、進行をさまたげる抗力をできるだけ小さくできるように設計されています。

飛行機によって翼の形が違うのも、このためです。

例えば、

• 大型旅客機
• 小型飛行機
• グライダー
• 戦闘機

では、飛ぶ速さや目的が違うため、それぞれに適した翼が使われています。

覚えておきたいポイント

• 飛行機の翼には工夫された形があります。
• 翼の断面を翼型といいます。
• 翼の形は揚力と抗力に関係しています。
• 飛行機の目的によって翼の形も変わります。

翼のまわりを空気が流れる

飛行機が前へ進むと、翼から見ると空気が前から後ろへ流れているように見えます。

この空気は翼の上側と下側を通り、翼の形や角度によって流れる方向や速さ、圧力が変化します。

翼のまわりの空気

→ → → → → → → → →

       ↗──────↘
     ／    翼     ＼
→ → → → → → → → →

             ↘
               ↘
        空気の流れが下向きへ

翼のまわりでは複雑な空気の流れが起きています。

その結果として翼の表面に圧力の分布が生じ、翼全体には上向きの揚力が生まれます。

飛行機にとって空気は、単に「じゃまになるもの」ではありません。空気があるからこそ、翼は揚力を生み出すことができるのです。

JAXAも、ジェット機は翼を流れる空気から揚力を得て飛行すると説明しています。

そのため、空気がほとんどない宇宙空間では、普通の飛行機は翼を使って同じように飛ぶことができません。

覚えておきたいポイント

• 飛行機が進むと翼のまわりに空気が流れます。
• 翼は空気の流れを変えます。
• 翼表面の圧力分布などによって揚力が生まれます。
• 空気がなければ普通の飛行機の翼は揚力を作れません。

翼の角度も揚力に関係する

翼の形だけでなく、翼が空気の流れに対してどのくらい傾いているかも揚力に関係しています。

この角度を**「迎角（げいかく）」**といいます。

迎角

空気の流れ
→ → → → → → → →

          ／ 翼
        ／
      ／
     ↑
   迎角

一般に、一定の範囲では迎角を大きくすると揚力も大きくなります。

JAXAも、翼が気流に対してどの程度上を向いているかによって揚力が変わると説明しています。

例えば、飛行機が離陸するときには機首を上げ、適切な迎角をつけることで必要な揚力を得ます。

ただし、翼の角度は大きければ大きいほどよいわけではありません。

迎角を大きくしすぎると、翼の表面を流れていた空気がうまく流れなくなり、揚力が急に小さくなることがあります。

この状態を**「失速（しっそく）」**といいます。

迎角と揚力の関係

翼の状態	揚力の傾向
迎角が小さすぎる	揚力が小さい
適切な迎角	必要な揚力を得られる
迎角をある範囲で大きくする	揚力が増える
大きくしすぎる	失速することがある

覚えておきたいポイント

• 翼と空気の流れとの角度を迎角といいます。
• 迎角は揚力の大きさに関係します。
• 適切な迎角を保つことが大切です。
• 迎角を大きくしすぎると失速することがあります。

まとめ表

学んだこと	ポイント
揚力	飛行機を持ち上げる空気の力
重力	飛行機を地球へ引っぱる力
推力	エンジンなどが生み出す前へ進む力
抗力	空気による進行方向と反対向きの力
翼	空気の流れを利用して揚力を生み出す
翼型	揚力や抗力を考えて工夫された翼の断面形状
迎角	翼と空気の流れとの角度
失速	迎角などの影響で揚力が大きく低下した状態

飛行機にはたらく4つの力

飛行機が空を飛んでいるときには、主に**「揚力・重力・推力・抗力」**という4つの力がはたらいています。

飛行機は、これらの力をうまく利用しながら、離陸したり、高度を保って飛んだり、着陸したりしています。

まずは、それぞれの力がどの方向にはたらき、どんな役割を持っているのかを見てみましょう。

飛行機にはたらく4つの力

                 ↑
              揚力
                 │
                 │
抗力  ←─────── ✈ ───────→  推力
                 │
                 │
              重力
                 ↓

上向きにはたらく「揚力」

**揚力（ようりょく）**とは、飛行機を上向きに持ち上げる力です。

飛行機が前へ進むと、翼のまわりに空気が流れます。翼の形や角度によって空気の流れや圧力の分布が変化し、翼には上向きの力が生まれます。

これが揚力です。

飛行機が水平にほぼ一定の高度を飛んでいるときには、揚力が飛行機にはたらく重力とおおむねつり合っています。

揚力に関係する主なもの

• 飛行機の速度
• 翼の大きさ
• 翼の形
• 翼の迎角
• 空気の密度

例えば、同じ飛行機なら速度が上がるほど、一般に揚力は大きくなります。

そのため、飛行機は離陸するとき、いきなり空へ上がるのではなく、まず滑走路を走って十分な速度を得ます。

覚えておきたいポイント

• 揚力は上向きにはたらきます。
• 主に翼によって生み出されます。
• 翼の形や迎角、速度などが関係します。

下向きにはたらく「重力」

**重力（じゅうりょく）**は、飛行機を地球の中心方向へ引っぱる力です。

飛行機だけでなく、

• 人
• 自動車
• ボール
• 建物

など、地球上にあるすべての物体に重力がはたらいています。

例えば、ボールを手から離すと地面へ落ちます。これは地球の重力によってボールが引っぱられているからです。

飛行機にも同じように重力がはたらいています。

揚力と重力

          ↑
         揚力
          │
          ✈
          │
         重力
          ↓

水平飛行では、揚力が重力とおおむねつり合うことで、飛行機はほぼ同じ高度を保って飛ぶことができます。

覚えておきたいポイント

• 重力は下向きにはたらきます。
• 飛行機にも常に重力がはたらいています。
• 水平飛行では揚力と重力がおおむねつり合っています。

前へ進ませる「推力」

**推力（すいりょく）**とは、飛行機を前へ進ませる力です。

ジェット旅客機では主にジェットエンジン、プロペラ機ではエンジンで回転させたプロペラなどによって推力を生み出します。

ジェットエンジンは空気を取り込み、圧縮して燃料を燃焼させ、高温・高速のガスを後方へ噴き出します。その反作用によって飛行機は前へ進みます。

ジェット機の推力

                 ✈ →→→ 前進
                  │
                  │
             ジェットエンジン
                  │
              ←←← 排気

飛行機が前へ進むことで翼のまわりに十分な空気の流れが生まれるため、推力は揚力を得るうえでも重要です。

覚えておきたいポイント

• 推力は前向きにはたらきます。
• ジェット機ではジェットエンジンなどが推力を生み出します。
• 推力によって飛行機が前進します。

進むのをじゃまする「抗力」

**抗力（こうりょく）**とは、飛行機が空気の中を進むとき、進行方向と反対向きにはたらく空気の力です。

自転車に乗って速く走ると、顔や体に風が強く当たりますね。

これと同じように、飛行機も空気の中を高速で進むため、空気から抵抗を受けます。

推力と抗力

抗力  ←────── ✈ ──────→  推力

空気による抵抗　　　　前へ進む力

飛行機は抗力をできるだけ小さくするため、

• 機体をなめらかな形にする
• 翼の形を工夫する
• 飛行中は必要に応じて車輪を機体内へ収納する

など、さまざまな工夫をしています。

覚えておきたいポイント

• 抗力は進行方向と反対にはたらきます。
• 空気の抵抗によって生まれます。
• 飛行機は抗力を減らす形に工夫されています。

飛行機にはたらく4つの力まとめ表

力	主な方向	役割
揚力	上	飛行機を持ち上げる
重力	下	飛行機を地球へ引っぱる
推力	前	飛行機を前進させる
抗力	後ろ	飛行機の前進をさまたげる

4つの力を「上・下・前・後ろ」とセットで覚えると分かりやすいでしょう。

飛行機が離陸して空を飛ぶまで

空港で飛行機を見ていると、滑走路をゆっくり移動していた飛行機が、急にスピードを上げて空へ飛び立っていきます。

飛行機は、エンジンを動かしただけですぐに浮き上がるわけではありません。

滑走路で加速する→翼のまわりを流れる空気が速くなる→必要な揚力を得る→離陸するという流れがあります。

滑走路でスピードを上げる

離陸するとき、飛行機はまず滑走路でエンジンの推力を大きくし、前へ加速します。

飛行機が前へ進むほど、翼に対する空気の流れも速くなります。

離陸の最初の段階

① 滑走開始

✈ →

② 加速

✈ →→→

③ 十分な速度

✈ →→→→→

飛行機の種類や重さ、風、気温、空港の標高などによって必要な離陸速度は異なります。

そのため、パイロットは機体の重量や気象条件などをもとに、離陸に必要な速度を計算します。

身近な例

紙飛行機を手に持って、そのまま手を離すと下へ落ちます。

しかし、前へ投げると翼に空気が流れ、しばらく飛んでいきます。

本物の飛行機とは仕組みや条件が異なりますが、「翼に対して空気が流れることが大切」という点をイメージするのに役立ちます。

速く走ると揚力が大きくなる

飛行機が滑走路を速く走ると、翼に対する空気の流れが速くなります。

一般に、ほかの条件が同じなら、速度が大きくなるほど翼が生み出す揚力も大きくなります。

速度と揚力

速度が遅い

✈ →
  ↑
小さな揚力

　　　↓

速度が上がる

✈ →→→→→
     ↑↑↑
   大きな揚力

ただし、「速ければ必ず離陸できる」というわけではありません。

揚力には、

• 飛行速度
• 翼の面積
• 翼の形
• 迎角
• 空気の密度

などが関係しています。

例えば、標高が高い空港や気温が非常に高い日は空気の密度が小さくなるため、離陸条件にも影響します。

覚えておきたいポイント

• 飛行機は滑走路で速度を上げます。
• 速度が上がると一般に揚力も大きくなります。
• 揚力は速度だけで決まるわけではありません。

翼が飛行機を空へ持ち上げる

十分な速度になったところで、パイロットは機首を上げます。

すると翼と空気の流れとの角度である迎角が変化し、離陸に必要な揚力を得られるようになります。

揚力が機体の重さを支え、飛行機は滑走路から離れて上昇を始めます。

離陸までの流れ

エンジンが推力を生む
　　　　↓
滑走路を加速する
　　　　↓
翼に対する空気の流れが速くなる
　　　　↓
適切な迎角をつける
　　　　↓
必要な揚力を得る
　　　　↓
　　　 ✈
　　　↗
　　離陸

離陸したあとも、飛行機は速度や翼の状態などを調整しながら上昇します。

目的の高度まで上がり、ほぼ一定の速度と高度で水平飛行するときには、揚力と重力、推力と抗力がおおむねつり合った状態になります。

離陸から水平飛行までの早見表

段階	飛行機の動き	力のポイント
滑走開始	滑走路を走る	推力を大きくする
加速	速度が上がる	翼に対する空気の流れが速くなる
離陸	機首を上げる	必要な揚力を得る
上昇	高度を上げる	揚力などを調整する
水平飛行	高度を保つ	4つの力がおおむねつり合う

覚えておきたいポイント

• 飛行機には「揚力・重力・推力・抗力」の4つの力がはたらきます。
• 揚力は上、重力は下、推力は前、抗力は後ろ向きにはたらきます。
• 離陸するときはエンジンの推力で滑走路を加速します。
• 速度が上がると、一般に翼が生み出す揚力も大きくなります。
• 十分な速度と適切な迎角によって、飛行機は離陸に必要な揚力を得ます。

飛行機はどうやって曲がったり降りたりするの？

飛行機は、ただまっすぐ飛ぶだけではありません。

目的地へ向かうために左右へ曲がったり、高度を上げたり下げたり、最後には安全に着陸したりします。

そのときに使われるのが、翼や尾翼についている補助翼・昇降舵・方向舵などです。

パイロットはこれらを動かしながら、飛行機の傾きや向き、速度を細かく調整しています。

ここでは、飛行機がどのように曲がり、降下し、着陸するのかを見ていきましょう。

補助翼を動かして左右に傾く

飛行機の主翼の後ろ側には、**補助翼（ほじょよく・エルロン）**という動く部分があります。

補助翼は、飛行機を左右に傾けるために使われます。

例えば右へ曲がりたいときは、左右の補助翼を反対方向に動かして、左右の翼に生まれる揚力の大きさを変えます。

すると飛行機は右へ傾き、その傾きを利用して進む方向を変えていきます。

補助翼で曲がるしくみ

左の翼　　　　右の翼

  ↑揚力大　　　↑揚力小

      ＼  ✈
        ＼

      右へ傾く
          ↓
      右へ曲がる

なぜ傾くと曲がるの？

飛行機が傾くと、翼が生み出している揚力も少し横向きになります。

その横向きの力によって、飛行機はカーブするように進みます。

自転車で曲がるときに体や自転車を少し傾けるのと、イメージは少し似ています。

ただし、実際の飛行機では補助翼だけでなく、尾翼にある方向舵も使って、なめらかに曲がるよう調整します。

覚えておきたいポイント

• 補助翼は主翼についています。
• 左右の補助翼を反対に動かします。
• 翼の揚力の差によって飛行機が傾きます。
• 傾いた飛行機は進む方向を変えられます。

昇降舵で機首の向きを変える

飛行機の後ろ側には水平尾翼があり、そこには**昇降舵（しょうこうだ・エレベーター）**という動く部分があります。

昇降舵は、飛行機の機首を上げたり下げたりするために使われます。

機首が上がると上昇しやすくなり、機首が下がると降下しやすくなります。

昇降舵の働き

機首を上げる

        ✈
       ↗

昇降舵を調整
      ↓
機首が上向きになる

────────────

機首を下げる

       ✈
        ↘

昇降舵を調整
      ↓
機首が下向きになる

昇降舵だけで高度が決まるわけではない

飛行機が上がったり下がったりするときは、昇降舵だけではなく、

• エンジンの推力
• 飛行速度
• 翼の迎角
• 機体の重量

なども関係します。

そのため、パイロットは速度や姿勢を確認しながら、複数の操作を組み合わせて飛行します。

覚えておきたいポイント

• 昇降舵は尾翼についています。
• 機首を上げたり下げたりするために使います。
• 上昇や下降には速度や推力も関係します。
• 飛行機は複数の装置を組み合わせて操縦します。

着陸するときは速度を落とす

飛行機は、空港へ近づくと少しずつ高度を下げ、速度も落としていきます。

しかし、遅くしすぎると十分な揚力を保てなくなるため、安全に飛べる速度を保ちながら降下します。

着陸するときには、主翼についているフラップを下げて、低い速度でも大きな揚力を得やすくします。

フラップとは？

フラップは、翼の後ろ側についている動く部分です。

フラップを下げると翼の形が変わり、低速でも大きな揚力を作りやすくなります。

ただし、抗力も大きくなるため、速度を落とす助けにもなります。

着陸までの流れ

空港へ近づく
      ↓
少しずつ高度を下げる
      ↓
速度を落とす
      ↓
フラップを下げる
      ↓
滑走路へ着陸

着陸したあと

車輪が滑走路へ接地したあとも、飛行機はすぐには止まりません。

そのため、

• ブレーキ
• エンジンの逆噴射
• 空気抵抗を大きくする装置

などを使って速度を落とします。

覚えておきたいポイント

• 着陸前は少しずつ速度と高度を下げます。
• フラップを使って低速でも揚力を得やすくします。
• 着陸後はブレーキなどで安全に停止します。

飛行機を動かす主な装置まとめ表

装置	主な場所	主な働き
補助翼	主翼	左右へ傾ける
昇降舵	水平尾翼	機首を上げ下げする
方向舵	垂直尾翼	機首を左右へ向ける
フラップ	主翼	低速時の揚力を増やす
エンジン	翼や機体	推力を生み出す

家でできる揚力と空気の実験

飛行機が飛ぶしくみは、家にある紙や身近な道具でも確かめることができます。

実験すると、目には見えない空気にも力があり、紙や翼に働きかけていることが分かります。

ここでは、小中学生でも取り組みやすい実験を紹介します。

※実験は安全な場所で、必要に応じて保護者と一緒に行いましょう。

紙を使って空気の流れを観察しよう

簡単な紙の実験で、空気が紙を動かす力を確かめてみましょう。

用意するもの

• コピー用紙または薄い紙

実験方法

1. 紙を細長く切ります。
2. 紙の端を両手で持ちます。
3. 紙の上側に向かって息を吹きます。
4. 紙がどう動くか観察します。

紙の実験

息を吹く

→ → → → →

──────── 紙

      ↑

紙が持ち上がる

紙の上を速く空気が流れると、紙が上向きに動くことがあります。

この実験は飛行機の翼そのものを完全に再現しているわけではありませんが、空気の流れによって物体に力がはたらくことを体験できます。

観察してみよう

• 息を弱く吹いたとき
• 強く吹いたとき
• 紙の長さを変えたとき

で、紙の動きにどんな違いがあるか比べてみましょう。

覚えておきたいポイント

• 空気は目に見えなくても力を持っています。
• 空気の流れによって紙が動きます。
• 吹く速さによって動き方が変わります。

紙飛行機で翼の形を比べよう

次は紙飛行機を作って、翼の形によって飛び方が変わるか比べてみましょう。

用意するもの

• 同じ大きさの紙を数枚
• メジャー
• 記録用紙
• 筆記用具

作る紙飛行機の例

• 翼が広い紙飛行機
• 翼が細い紙飛行機
• 翼の先を少し上げた紙飛行機

できるだけ同じ紙、同じ大きさで作ると比べやすくなります。

実験方法

1. 形の違う紙飛行機を2～3種類作ります。
2. 同じ場所から飛ばします。
3. できるだけ同じ強さで投げます。
4. 飛んだ距離や時間を測ります。
5. 結果を表にまとめます。

記録表の例

紙飛行機	翼の特徴	飛んだ距離	飛んだ時間
A	翼が広い	〇m	〇秒
B	翼が細い	〇m	〇秒
C	翼の先を上げた	〇m	〇秒

翼を比べよう

紙飛行機A
──────✈
翼が広い

紙飛行機B
───✈
翼が細い

      ↓

飛距離・飛行時間を比較

どんなことが分かる？

紙飛行機は、

• 翼の面積
• 翼の形
• 重心
• 投げる速さ
• 翼の角度

などによって飛び方が変わります。

そのため、「翼が広ければ必ず一番遠くまで飛ぶ」とは限りません。

実験では、どの条件が飛び方に影響しているのか考えることが大切です。

自由研究にするなら

• 3回ずつ飛ばして平均をとる
• 飛行距離をグラフにする
• 翼の形を写真や絵で記録する
• なぜ違いが出たのか考察する

と、より理科らしい自由研究になります。

実験するときの注意点

紙を使った実験は比較的安全ですが、場所や周りの人には十分注意しましょう。

安全チェック

• 紙飛行機を人の顔へ向けて飛ばさない
• ガラスや壊れやすい物の近くでは飛ばさない
• 道路では実験しない
• はさみを使うときは保護者に確認する
• 広く安全な場所を選ぶ

実験を正確にするポイント

• 同じ場所から飛ばす
• できるだけ同じ強さで投げる
• 同じ紙を使う
• 1回だけでなく数回試す
• 結果を記録する

実験チェックリスト

確認すること	チェック
安全な場所を選んだ	□
同じ大きさの紙を使った	□
形の違う紙飛行機を作った	□
3回以上飛ばした	□
距離や時間を記録した	□
結果を比べた	□

覚えておきたいポイント

• 補助翼は飛行機を左右へ傾けるために使います。
• 昇降舵は機首を上げ下げするときに使います。
• 着陸ではフラップを使い、低速でも揚力を得やすくします。
• 紙の実験では、空気にも力があることを体験できます。
• 紙飛行機では、翼の形や角度によって飛び方が変わります。
• 実験では条件をそろえて何回か比べることが大切です。

飛行機と揚力に関するよくある質問

ここでは、飛行機や揚力について小中学生が疑問に感じやすいことを、分かりやすくQ&A形式でまとめます。

飛行機はとても大きくて重い乗り物ですが、空気の力や翼の形、エンジンの働きをうまく利用することで空を飛んでいます。

飛行機は止まったままでも飛べるの？

普通の飛行機は、基本的に止まったままでは飛べません。

飛行機が空を飛ぶためには、翼のまわりに十分な空気の流れが必要だからです。

飛行機が前へ進むと、翼のまわりを空気が流れ、その流れによって揚力が生まれます。

そのため、飛行機は離陸するときに滑走路を走って速度を上げます。

止まっているときと進んでいるとき

止まっている飛行機

✈

空気の流れが少ない
　　　↓
揚力も小さい

────────

前へ進む飛行機

✈ →→→→→

翼のまわりに空気が流れる
　　　↓
揚力が生まれる

ただし、非常に強い向かい風が吹いていれば、地面から見てほとんど進んでいなくても、翼には十分な空気が流れる場合があります。

大切なのは、「地面に対する速さ」ではなく、翼に対してどれだけ空気が流れているかです。

覚えておきたいポイント

• 普通の飛行機は止まったままでは飛びにくいです。
• 翼のまわりに空気の流れが必要です。
• 大切なのは翼に対する空気の速さです。

飛行機はどうしてあんなに重くても飛べるの？

飛行機が重くても飛べるのは、その重さを支えられるだけの大きな揚力を翼で生み出しているからです。

飛行機には下向きに重力がはたらいています。

一方、翼には上向きの揚力がはたらきます。

水平に飛んでいるときは、この揚力が飛行機の重さとおおむねつり合っています。

重い飛行機が飛べる理由

          ↑
         揚力
          │
          ✈
          │
         重力
          ↓

揚力が重さを支える

飛行機が重いほど、必要な揚力も大きくなります。

そのため大型旅客機では、

• 大きな翼
• 十分な飛行速度
• 強いエンジン
• 適切な翼の角度

などが必要になります。

覚えておきたいポイント

• 飛行機にも重力がはたらきます。
• 翼が大きな揚力を生み出しています。
• 重い飛行機ほど大きな揚力が必要です。

飛行機は雨や雪でも飛べるの？

はい、飛行機は雨や雪の中でも飛ぶことがあります。

ただし、どんな天気でも必ず飛べるわけではありません。

飛行機は雨や雪を想定して作られており、機体やエンジンにもさまざまな安全対策があります。

しかし、

• 強い雷雨
• 台風
• 激しい雪
• 強い風
• 滑走路の凍結

などがあると、安全のため欠航や遅延になることがあります。

雪や氷に特に注意する理由

翼に氷や雪が付着すると、翼の形や空気の流れが変わってしまいます。

すると揚力が小さくなったり、抗力が大きくなったりすることがあります。

そのため、寒い地域の空港では、離陸前に機体へ付いた雪や氷を取り除く**除氷（じょひょう）**作業が行われます。

天気と飛行の関係

天気	飛行への影響
弱い雨	飛べることが多い
雪	除雪・除氷が必要な場合がある
雷雨	迂回や欠航の可能性
強風	離着陸に影響
台風	欠航になることがある

覚えておきたいポイント

• 雨や雪でも飛行できる場合があります。
• 翼に氷が付くと危険です。
• 悪天候では安全を優先して欠航することがあります。

飛行機の翼はなぜ細長いの？

多くの飛行機の翼は、横に長く伸びた形をしています。

これは、効率よく揚力を生み出しながら、できるだけ抗力を減らすためです。

特に旅客機やグライダーでは、細長い翼がよく使われます。

細長い翼のメリット

• 効率よく揚力を得やすい
• 翼の端でできる渦による抵抗を減らしやすい
• 少ない燃料で長く飛びやすい

飛行機によって翼の形は違う

すべての飛行機が同じ翼を持っているわけではありません。

飛行機	翼の特徴
旅客機	長くてやや後ろへ曲がった翼
グライダー	とても細長い翼
戦闘機	高速飛行に向いた翼
小型機	比較的まっすぐな翼

目的や速度によって最適な翼の形が違うためです。

覚えておきたいポイント

• 細長い翼は効率よく飛びやすいです。
• 翼の形は抗力にも関係します。
• 飛行機の目的によって翼の形は変わります。

エンジンが止まるとすぐに落ちるの？

いいえ、エンジンが止まっても、飛行機がすぐ真下へ落ちるわけではありません。

飛行機には翼があるため、前へ進む速度が残っていれば、**グライダーのように滑空（かっくう）**することができます。

滑空とは、少しずつ高度を下げながら前へ進むことです。

エンジン停止後のイメージ

エンジン停止

       ✈
        ＼
         ＼
          ＼
           →→→

少しずつ高度を下げながら
前へ進む

例えば、紙飛行機にはエンジンがありませんが、投げたあとしばらく前へ飛びます。

本物の飛行機も、翼に空気が流れていれば揚力を得ながら一定距離を滑空できます。

もちろん、エンジン停止は非常事態です。

パイロットは高度や速度、飛行している場所などを確認しながら、

• エンジンの再始動
• 近くの空港への着陸
• 安全な場所への緊急着陸

などを判断します。

覚えておきたいポイント

• エンジンが止まってもすぐには落ちません。
• 翼があれば滑空できます。
• 高度を少しずつ下げながら前へ進みます。
• エンジン停止時には安全な着陸場所を探します。

飛行機と揚力のよくある質問まとめ表

質問	答え
止まったままでも飛べる？	翼に十分な空気の流れが必要です。
重くてもなぜ飛べる？	揚力が重力を支えるからです。
雨や雪でも飛べる？	飛べる場合がありますが、安全条件によります。
翼はなぜ細長い？	効率よく揚力を得て抗力を減らすためです。
エンジン停止ですぐ落ちる？	翼があるため滑空できます。

覚えておきたい重要ポイント

• 飛行機は翼に対する空気の流れを利用して飛びます。
• 重い飛行機でも、十分な揚力があれば空を飛べます。
• 雨や雪でも飛べますが、安全条件によって欠航することがあります。
• 翼の形は揚力や抗力、燃費に関係しています。
• エンジンが止まっても、飛行機はしばらく滑空できます。

飛行機は空気の力を利用して空を飛んでいる

飛行機が空を飛べるのは、翼のまわりを流れる空気によって生まれる揚力を利用しているからです。

飛行機には、揚力・重力・推力・抗力という4つの力がはたらいています。離陸するときはエンジンの推力で速度を上げ、翼に十分な空気を流して必要な揚力を生み出します。

さらに、補助翼や昇降舵、方向舵、フラップなどを使いながら、曲がる・上昇する・下降する・着陸するといった動きを行います。

飛行機のしくみを知ると、空気が目には見えなくても大きな力を持っていることがよく分かります。

今日覚えておきたい重要ポイント3つ

この記事で特に覚えておきたいことを3つにまとめました。

① 飛行機は「揚力」で空へ持ち上げられる

飛行機が前へ進むと、翼のまわりを空気が流れます。

翼の形や迎角によって空気の流れや圧力の分布が変わり、飛行機を上向きに持ち上げる揚力が生まれます。

揚力には、

• 飛行速度
• 翼の形
• 翼の面積
• 迎角
• 空気の密度

などが関係しています。

② 飛行機には4つの力がはたらく

飛行機には、

• 揚力
• 重力
• 推力
• 抗力

の4つの力がはたらいています。

これらの力のバランスを変えることで、飛行機は離陸したり、高度を保ったり、加速・減速したりできます。

③ 翼や尾翼を動かして飛ぶ方向を変える

飛行機には、飛ぶ方向を調整するためのさまざまな装置があります。

例えば、

• 補助翼……左右へ傾ける
• 昇降舵……機首を上げ下げする
• 方向舵……機首を左右へ向ける
• フラップ……離陸や着陸を助ける

などがあります。

飛行機が飛ぶ基本のしくみ

エンジンが推力を生み出す
　　　　↓
飛行機が前へ進む
　　　　↓
翼のまわりに空気が流れる
　　　　↓
揚力が生まれる
　　　　↓
飛行機が空を飛ぶ

飛行機にはたらく4つの力まとめ表

飛行機にはたらく4つの力を、もう一度整理しておきましょう。

力	向き	主な役割	関係するもの
揚力	上	飛行機を持ち上げる	翼・速度・迎角
重力	下	飛行機を地球へ引っぱる	機体や乗客などの重さ
推力	前	飛行機を前進させる	エンジン・プロペラ
抗力	後ろ	前進をさまたげる	空気抵抗

飛行状態と4つの力

飛行状態	力の特徴
加速	推力が抗力より大きくなる
ほぼ一定速度の水平飛行	推力と抗力がおおむねつり合う
高度を保つ水平飛行	揚力と重力がおおむねつり合う
上昇・下降	力の向きや大きさを調整する
着陸	速度と揚力を調整しながら降りる

4つの力

                ↑
               揚力
                │
                ✈
抗力 ←────────┼────────→ 推力
                │
               重力
                ↓

4つの力を「上・下・前・後ろ」と覚えると、飛行機の動きを理解しやすくなります。

揚力と翼のしくみチェックリスト

ここまで学んだ内容を、チェックリストで確認してみましょう。

揚力について

• 揚力は飛行機を上向きに持ち上げる力だと分かった
• 翼のまわりを空気が流れることが大切だと分かった
• 飛行速度によって揚力が変わることを理解した
• 翼の角度（迎角）も揚力に関係すると分かった
• 空気がなければ普通の飛行機は翼で飛べないと理解した

翼について

• 飛行機の翼には工夫された形がある
• 翼は空気の流れを変えている
• 翼の形によって揚力や抗力が変わる
• 迎角を大きくしすぎると失速することがある
• 飛行機の種類によって翼の形が違う

飛行機の操縦について

• 補助翼は左右へ傾けるために使う
• 昇降舵は機首を上げ下げする
• 方向舵は機首を左右へ向ける
• フラップは離陸・着陸を助ける
• 着陸では速度と揚力を安全に調整する

実験について

• 紙を使って空気の力を観察した
• 紙飛行機の翼の形を変えて比べた
• 同じ条件で何度か実験した
• 飛んだ距離や時間を記録した
• なぜ違いが出たのか考えた

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参考元

• JAXA（宇宙航空研究開発機構）航空技術部門
• 国土交通省 航空局
• 国土交通省「航空力学・航空機に作用する力」
• 気象庁「航空気象情報」
• 文部科学省「中学校学習指導要領・理科」

本文で説明した揚力、滑空、翼の形、悪天候時の飛行、着氷の影響は、航空力学や航空安全の基本的な考え方に基づいています。小中学生向けに簡略化していますが、飛行機が翼に対する空気の流れによって揚力を得ることや、エンジン停止後も滑空できることは、航空工学で確立されている内容です。

まとめ

飛行機が空を飛べるのは、翼のまわりを流れる空気によって「揚力」が生まれるためです。飛行機には、揚力・重力・推力・抗力という4つの力がはたらき、それぞれのバランスによって離陸や飛行、着陸ができます。翼の形や角度、飛ぶ速さも揚力に深く関係しています。紙飛行機などの身近な実験を通して空気の力を確かめると、飛行機が飛ぶしくみをさらに理解しやすくなります。空を飛ぶ飛行機を見ながら、4つの力を思い出してみましょう。