内容摘自FAA-H-8083-25A パイロット・ハンドブック

航空機が刚刚地面や水面を離れたとき、ある程度の高度での水平飛行状態と比べて、 わずかに遅い速度で十分な揚力を得ることができます。 この現象が地面効果です。

航空機が地上数フィートの高度で飛行する際、 主翼付近の垂直方向の気流が地面によって制限を受けるため、 航空機の3軸方向の気流パターンが変化します。 その結果、主翼の上洗流、下洗流、翼端渦流が変化します。 地表面が航空機の飛行中の気流パターンを妨害し変化させることにより、地面効果が生じます。

航空機が地面に接近すると、主翼の空力特性が変化し、 揚力係数が一定であれば、上洗流、下洗流、翼端渦流はすべて弱くなります。

航空機の飛行における揚力の原理は主に主翼の上下の圧力差によるものであることは周知の通りであり、 主翼は絶えず下向きの気団を生成して機体を支えています。 しかし、下洗流が強ければ強いほど、主翼は空気を下方向に押し流すことが困難になります。 離陸直後や着陸時の大きな迎角の条件下では、誘導抗力が大きくなり、飛行速度は遅くなります。 低速飛行時、誘導抗力は空力特性に影響を与える重要な要素となります（ただし、寄生抗力は基本的に変わりません）。

地面効果の作用により、翼端渦流が弱くなり、 それによって翼幅方向の揚力分布が変化するため、誘導迎角と誘導抗力がともに小さくなります。 上述したように、誘導抗力は低速・高迎角時（つまり離着陸時）に決定的な要素を持っているため、 誘導抗力が減少すると： 主翼はより小さな迎角で十分な揚力を得ることができます。 迎角が一定であれば、航空機の揚力係数は向上します。 明らかに、このとき推力もそれに応じて低減する必要があります。そうしなければ高度が上がってしまいます。

もう一つ注意すべき点として、 上洗流、下洗流、翼端渦流の変化により、 対気速度系（Airspeed system）の位置誤差（position error）の変化が生じ、速度計にも影響が出る可能性があります。 地面効果により静圧源のデータが大きくなり、 その結果、対気速度計と高度計の表示が実際の数値より低くなります。 そのため、パイロットは離陸昇降時の速度表示が、通常必要とされる速度よりも低く表示されることがあると感じることになります。

主翼が地面にかなり接近しているときにのみ、顕著な地面効果が発生します。 主翼の高度が翼幅に等しいとき、誘導抗力はわずか1.4%しか減少しませんが、 主翼の高度が翼幅の1/4のとき、誘導抗力は23.5%減少し、 主翼の高度が翼幅の1/10のとき、誘導抗力は47.6%減少します。 したがって、航空機が地面を離れた直後や着地直前のみに地面効果の影響を感じることになります。 セスナ172N型航空機の翼幅は36フィート、約11メートルですが、 上記のデータによると、高度が2〜3メートルに下がって初めて地面効果を感じることができます。

航空機が離陸して離陸昇降した後、地面効果が消滅することによる以下の項目に注意する必要があります： 同じ揚力を維持するためにシステムは迎角を高くする必要があること。 誘導抗力の増加およびそれに伴い必要となる推力の増加。 安定性の低下と瞬間的な機首の上がり込み。 静圧の低下による表示速度の上昇。

例えば、パイロットが地面効果の影響を正しく理解していない場合、 参照速度より低くても正常に離陸できると考えるかもしれませんが、 一度航空機が地面効果の高度を離れると、 離陸速度不足に陥る可能性があり、航空機の初期上昇性能の要件を満たせないおそれがあります。 特に、積載量が多い場合、高密度高度の場合、高温の条件下では、 航空機が十分な揚力を得られず、滑走路に引き戻される可能性があります。 パイロットは、航空機が一定の正の上昇率に達してから、降着装置（ランディングギア）とフラップを格納する必要があります。

同様に着陸の過程では、一定の迎角を維持した場合、 地面効果に入ることで揚力係数が向上するため、推力を低減する必要があります。 同時に、一種の浮遊効果（フローティング）が発生する可能性があります。 もしこのときの引き起こし速度が大きすぎると、長い浮遊距離が生じる可能性があります。