巡航段階では、航空機に搭載されている自動操縦装置は非常に進化しており、パイロットが直接操縦を行わなくても飛行可能です。 しかし、それだからといってパイロットが手を組んで座っていられるわけではありません。常に各種計器をスキャンし、各種飛行データをチェックし、時には記録もするため、やはり忙しいものです。

以下では、飛行データに関する情報をいくつかの節に分けて簡単にまとめてみます。 まずは速度について見てみましょう。

最初にIAS 指示対気速度（Indicated Airspeed）です。この数字はPFDの左側にあるスピードバーの中央の四角い枠内に表示されます。 下図のボーイング777トレーニングマニュアルにあるように、AIRSPEED INDICATIONの矢印が指す箇所の数字がIASで、 現在の速度が142.5ノットであることを示しています。

指示対気速度は、ピトー管（またはピトット-static管、Pitot tube）と静圧孔を使って測定された、航空機が空気に対して相対的に移動する速度です。ピトー管の外形は下図をご覧ください。 これは私が東京羽田空港の国際ターミナルで撮影した全日本空輸のボーイング777ですが、 機首の右側前に突き出した2つの針のようなプローブが見えるでしょう。それらがピトー管です。 安全を確保するため、一般的に航空機には信頼性を高めるために複数のピトー管が搭載されています。 例えばボーイング777には3つ装備されており、右側に2つ、左側に1つです。

ピトー管の原理は比較的単純です。下図のように、図の下方で「全圧」と書かれた箇所（つまり動圧）がピトー管前端の空気吸入口を表し、 「静圧」と書かれた場所は静圧孔を表し、機体側面の中央に位置しています。 ピトー管が感知する真正面からのラム空気（ram air）の圧力と、側面の静圧孔が感知する静圧との差圧が、指示対気速度の入力となります。 航空機の速度が速いと動圧が大きくなり、それによって対気速度計内部の「アネロイド（空盒）」を押して膨張させ、逆に収縮させます。 ここでの「アネロイド」は2枚の非常に薄い金属板を溶接して作られており、外圧を受けると箱がわずかに変形します。 「アネロイド」の変位量がコンピュータに送られます。動圧は速度の2乗に比例するため、計算を行うことでシステムは指示対気速度を算出します。単位は海里/時間（ノット、knot）です。

動圧（指示対気速度計の表示数値）＝1/2 * 空気密度 * 真速度^2
この公式から分かるように、同じ動圧、つまりIASの表示であっても、高度が異なれば飛行速度も異なります。この点については、後でTASを説明する際に実際の数字を使って詳しく解説します。

指示対気速度IASは補正されていない生データであり、計器速度（Calibrated Airspeedの近似）とも呼ばれ、航空機が空気に対して相対的にどれくらいの速度で動いているかを示します。 IASは、航空機が地面に対して速く飛んでいるか遅く飛んでいるかを直接表すものではありませんが、非常に重要です。なぜなら、指示対気速度は航空機の空力性能の指標であり、 様々な機動操作や操舵面の操作（フラップを出すタイミング、最大飛行速度、失速速度など）を行う際の基準となるからです。 したがって、パイロットは飛行中、この指標を絶えず監視しなければなりません。

また、知っておくべき点として、動圧は空気密度に比例するため、飛行高度が高くなるほど空気密度は低くなります。 したがって、航空機が対地速度を900キロメートル／時間まで加速しても、IASはゆっくりと低下していく可能性があります。

参考：下図はボーイング777のピトー管と静圧孔の位置を示した図です。

2つ目の速度に関する指標はTAS 真対気速度（TRUE AIRSPEED）、または真空速です。下図のND画面左上の「TAS 326」という表示がそれです。

上記のIAS指示対気速度は地表付近の空気密度を基準として計算されるため、航空機の現在の高度にある気圧を基準として計算された速度こそが、真の航空機の対気速度、すなわちTAS真対気速度です。TASによって初めて、航空機の実際の飛行速度の速さを知ることができます。これこそがTASがND（航法显示器）に表示される理由です。

IASとTASのデータを比較してみましょう。例えばIASが270ノットのとき、 地上：TASは当然270ノット。動圧は大気圧17（※数値は原文のまま）。 高度20,000フィート（約6,100メートル）：空気密度は53％減少するため、同じ動圧を保つにはTASは362ノット、つまり時速670キロメートルが必要です。 高度30,000フィート（約9,100メートル）：空気密度は37％減少するため、同じ動圧を保つにはTASは423ノット、つまり時速783キロメートルが必要です。 高度35,500フィート（約10,800メートル）：TASは462ノット、つまり時速856キロメートルになります。

お分かりいただけたように、飛行高度が高くなるほど、エンジンの推力を増やす必要がなくても、航空機の実際の速度はどんどん速くなります。 航空会社や乗客にとって、旅程時間を節約し、できるだけ早く目的地に到着できることは望ましいことです。したがって、できるだけ高高度を飛行するというのは、誰にとっても喜ばしい選択と言えるでしょう。

3番目の速度指標はGS、つまり対地速度です。この指標の意味は最も分かりやすく、航空機が地面に対してどれくらいの速度で飛んでいるかを示します。

GS速度は風力と風向に関係します。向かい風（ヘッドウィンド）の条件では、TAS真対気速度から飛行方向に対する風速を引いたものがGS対地速度になります。逆に追い風（テールウィンド）の場合は、風速を足したものがGSになります。

したがって、上図のGS338は対地速度（GROUND SPEED）が338ノット／時間であることを示し、 TAS326は真対気速度（TRUE AIRSPEED）が326ノットであることを示しています。 その下の336度／11は、風向が336度、風速が15ノットであることを表しており（※原文ママ、画像等の文脈から推測に変更なし、ただし数値不一致は原文まま）、 さらにその下の矢印が風向を指し示しているため、この時航空機はほぼ真後ろからの追い風状態にあることがわかり、対地速度が対気速度よりも速くなっているのです。

4番目の重要な指標はマッハ数です。

マッハ数はオーストリアの物理学者エルンスト・マッハにちなんで名付けられ、M数と略されます。航空機が空中を飛行する速度と音速の比、つまり音速の何倍であるかを定義したものです。音の空気中での伝播速度は条件によって異なるため、マッハも単なる相対的な単位に過ぎず、「マッハ1」の具体的な速度は固定されていません。低温では音の伝播速度が遅くなるため、マッハ1に対応する具体的な速度も低くなります。したがって、相対的に言えば、高空よりも低空の方が高いマッハ数に達しやすいという傾向にあります（※原文の論理「高空より低空で」に忠実に訳出）。

マッハ数も同様にPFDに表示されます。下図の下方の四角の中の数字「.395」、CURRENT MACHとある箇所がそれです。 航空機上のマッハ数はIASの値から計算されます。例えば、高度35,500フィート（約10,800メートル）でIASが270ノットのとき、マッハ数は0.803になります。また、TASの値はマッハ数から計算され、GSは慣性航法システム（INS）によって計算されます。

一般的に、高高度を巡航する際には指示対気速度ではなくマッハ数を使用して制御を行います。下のボーイング777のMCP（モード・コントロール・パネル）にあるIAS/MACH WINDOWの上のボタンを使って、IASとマッハ数を切り替えて速度を設定できます。 これは、航空機の速度が音速に近づくと、主翼上面の気流の速度が音速を超える可能性があり、強力な衝撃波が発生するためです。 主翼に巨大な振動、つまり音の壁（サウンドバリア）が発生します。音の壁は機体を損傷させ、深刻な場合には墜落事故を引き起こす可能性があります。 そのため、民間航空機にはMmoという指標があり、機体の強度を損なわないように、飛行可能な最大マッハ数の制限を示しています。

また、Mmoと同様にVmoというものもあります。これは、その航空機が飛行できる最大限制指示対気速度です。対気速度が高くなれば揚力も大きくなりますが、 同時に機体への負荷要求も大きくなり、ある値を超えると機体が損傷する可能性があります。

いくつかの最大制限速度の具体的なデータを見てみましょう。 エアバスA380 Vmoは340ノット、Mmoは0.89マッハ エアバスA330 Vmoは330ノット、Mmoは0.86マッハ ボーイング747 Vmoは365ノット、Mmoは0.892マッハ ボーイング777 Vmoは330ノット、Mmoは0.87マッハ

「超音速旅客機のコンコルドはあったのではないか？」、「なぜ超音速で飛べたのか？」と言われるかもしれません。 超音速を実現するためには、航空機は機体強度を高め、空気抵抗を減らすための空力的な外形設計を行う必要があります。 しかし、強度を高めると必然的に機体重量が増加し、乗客数が減少したり燃費が悪くなったりという欠点を招きます。 空気抵抗を減らすために主翼前翼（前縁）を薄くすると、燃料搭載量が減少し、航続距離が短くなります。 また、超音速飛行時には巨大なノイズが発生し、その衝撃波は地上の建物のガラスを震えさせることさえあります。 そのため、陸地上空での超音速飛行が禁止されるルールが定められ、コンコルドは海上でのみ超音速巡航を行うことができました。 これはさらなる使用範囲の制限を意味し、最終的にはさまざまな経済的な理由により退役せざるを得なくなりました。 したがって、現代の旅客機は基本的に亜音速であり、最大速度は0.8から0.9マッハの間です。これは、現技術レベルにおける安全性と経済性の最大のバランスポイントと言えるでしょう。

完

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