飛行機の安定
定常飛行で、機体が一方に傾いた場合、主翼の揚力の方向も同方向に傾き、横向きの分力が生じ、傾いた方向に横滑りが起こる。主翼に上反角があれば、横滑り側の片翼は下側から、反対側の片翼は上側から気流が当たり、横滑り側の片翼は迎え角の増加、反対側の片翼は減少が生ずる。したがって、横滑り側の片翼の揚力が反対側よりも大きくなり、エルロン操作を行なわなくとも傾きは回復する。
上反角の大きさは、主翼の中央(機軸)と翼端を結んだ線と水平面との角度である。上反角が大きいほど、一定の横滑りに対する両翼の迎え角の差が大きくなるため、傾きを回復させる力は大きくなる。また、上反角が同じであっても、主翼の中央部を水平のままにして、翼端部だけ大きな角度の上反角を付けた場合は、両翼の揚力差が翼端部に集中し、ロールのモーメントアームが長くなるので回復力は増加する。
したがって、横滑り方向の片翼の揚力は減り、反対側の片翼は増え、機体を横滑り方向に傾ける力、すなわち、最初に生じたバンク角を増やす向きの力が発生する。
横滑りに起因する、上反角による迎え角差の揚力差(機体を横滑りと反対方向にロールさせる)と垂直尾翼の働きで機軸を横滑り方向に振ることによる、両翼の速度差に起因する揚力差(機体を横滑り方向にロールさせる)では、双方のローリングモーメントのどちらが大きいかによって、機体の動きが変わってくる。前者の上反角起因のローリングモーメントが強い場合は、傾きが回復する。それに対して後者の垂直尾翼起因のローリングモーメントが強い場合は、傾きが増加する。この場合、傾き方向の旋回が急になり、ますます傾きが増し、機首を下げる、「スパイラル・ダイブ」に陥る。つまり、横滑りによる横揺れモーメントが小さく、偏揺れモーメントが大きすぎるときは、非周期発散となって次第に急螺旋状態に陥る。これを「螺旋不安定」といって垂直尾翼が大きすぎるときに相当する。
上記の横滑りが生じた場合、垂直尾翼は横滑り方向から気流を受け、横滑りと反対方向に揚力を発生する。その結果、機首は方向舵操作なしで横滑り方向に向き、機軸は気流に正対する。この効き方は「風見鶏」が風に向かう場合と同様なので風見安定効果「ウエザーコック・スタビリティー」と呼ばれる。
静安定とは、突風などの外乱によって本来の釣り合いからずれた場合、元に戻ろうとする力(モーメント)の大きさである。例えば、迎え角5度で飛んでいた機体が、突風によって上を向き、10度になってしまった場合、それを元の5度に戻そうというモーメントの大きさで静安定の強さを示す。
量的に示す場合は、角度に対する復元モーメント(一般化されたモーメント係数)、あるいは、単位角度(例えば1度)当たりのモーメントになる。この値が、元に戻る方向(10度より5度へ)ならば安定なのであるが、逆の方向に働けば機体はますます上向きになるため、釣り合いは更に大きく崩れ、このような状態は、不安定である。