フライトシミュレーター愛好家のノート

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旅客機の操縦探訪4.8 気象と乱気流について(続編)

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前回の解説では乱気流の原因として積乱雲について触れませんでしたので、ここで補足しておきます。

積乱雲は外見上非常に壮観であり、自然景観としては非常に魅力的ですが、航空機にとって積乱雲に飛び込むことは非常に危険なことです。積乱雲の中では非常に強い上昇気流と下降気流が交互に存在しており、そのエネルギーは航空機の机体に大きな損傷を与え、墜落という惨事を引き起こす可能性さえあります。たとえ積乱雲に飛び込まなくても、雲の上を飛行したり、その横を通過するだけでも、乗客が負傷するような強い乱気流に遭遇することがあります。また、雲の中の雹(ひょう)や、雲層に近い雷も航空機の机体に被害を与えることがあります。

パイロットは主として気象レーダーを用いて積乱雲を回避しますが、もし巨大な壁のように航空路の前方にそびえ立っているような場合は、前回紹介したような航空路を大幅に変更する方法をとることができません。そのため、パイロットは客室のシートベルトの灯を点灯させ、乗客および客室乗務員に座席に着くよう求めます。このとき、パイロットは主に手動操縦を行い、雲の中の隙間を探すことに集中し、左右に機体を動かしながら、できるだけ乱気流の少ない空域を探して、雲域を通り抜けるまで続けます。ときにはパイロットが奮闘した結果、雲域を無事に通過しても機内では一度も揺れが生じないことがあります。しかし、その場合、内情を知らない乗客は「わざわざ座席にじっとしてさせるくせに、全然揺れていないじゃないか」と不満を漏らし、まるでパイロットの予測が外れたかのように思うことがあります。これこそがパイロットの懸命な努力の結果なのですが、皆さん、どうか誤解しないでください。

積乱雲の成因や形状は地域によって様々であり、大陸や海上、温帯や熱帯、昼間や夜間など、パイロットは多くの気象条件を理解する必要があります。例えば、アメリカ大陸の積乱雲は非常に特徴的です。メキシコ湾上空で発生した大量の水蒸気を含んだ気流が、大陸中部の乾燥した空気と出会うことで、直径200キロメートルにも及ぶ巨大な単一の積乱雲が発生します。これほど巨大な雲の場合、飛行ルートは必ずこのエリアを回避しなければなりません。また、例えば日本海の冬の積乱雲は、雲高がそれほど高くないため、遠くから見てもその存在は目立ちません。海上には広い範囲に層雲が広がっていることがあり、積乱雲がその層雲に隠れていることがあります。このとき、上空から見下ろすと、雲の中に多くの空洞があることがありますが、これらが積乱雲である可能性があります。

パイロットの乱気流に対する対策についても、ここで少し補足しておきます。

乱気流が発生した後、パイロットは同じ高度での飛行を継続するか、それとも上昇または降下して新しい高度で巡航するかを判断する必要があります。このとき、パイロットは天気図、特に立体的な天気図の情報を記憶し、乱気流の原因を正しく分析する必要があります。そのため、飛行中、パイロットは常に風速・風向や外気温度の変化に注意を払い、外部の雲の形状を観察し、ATCの交信を聞くことで、正しい判断を下すために様々な情報を収集します。

例えば、寒気団と暖気団が接触する狭い遷移地帯である「前線」は、傾斜した角度を持っています。一般的に、外気温度が低下した後に乱気流が始まった場合は、高度を下げれば乱気流域をより早く通り抜けることができます。逆に温度が上昇した後に乱気流が始まった場合は、高度を上げればその前線帯を早く通り抜けることができます。

高空のジェット気流についてですが、これは高速で流れる空気のパイプのような形状を形成します。このパイプの中に飛び込むときや抜け出すときにはある程度の揺れが生じますが、一般的にその中心部に入れば非常に安定しており、乱気流は発生しません。しかし、風速が時速90キロメートルを超えると、乱気流が発生する可能性が高くなります。このときの飛行は非常に慎重に行う必要があり、特にPFD(プライマリ・フライト・ディスプレイ)上のマッハ数表示に注意を払う必要があります。音速は温度によって変動するため、もしマッハ数の値が大きくなったり小さくなったりし始めたら、それは付近の空気の温度が微妙に変化し始めていることを示しており、航空機が気団と気団の間を穿っているときに乱気流が発生する可能性があります。

上空の航空機雲の形状を観察することも非常に重要です。航空機雲が形成された後、長時間その形状に大きな変化がない場合は、その高度の気流は安定しており、飛行も非常に安定しています。一方、航空機雲の形状がすぐに変形したり散らばったりする場合は、その高度では乱気流が発生する可能性が高いです。

航空路上に積乱雲が現れ、回避措置を講じる必要がある場合、レーダー管制下ではしばしば新しい針路を申請します。ND(ナビゲーション・ディスプレイ)で積乱雲の位置を確認できるため、例えばパイロットは磁方位250度へ進めば積乱雲を回避できると判断すれば、ATCを通じて管制官に以下のように申請します。 「ABC Air 37、Request heading 250 due to cloud(積乱雲のため針路250を要求)」。 管制官がこの申請に同意した場合、しばしば「ABC Air 37、Flying heading 250、report clear of weather(針路250で飛行せよ、天候を抜けたら報告せよ)」と回答し、パイロットに回避完了後に再度状況を報告するよう求めます。したがって、パイロットは航空路を変更した後、前方に積乱雲が存在しないことを確認すると、管制官に「ABC Air 37、Clear of weather(天候を抜けた)」と報告します。回避を完了し、右へ旋回して元の航空路に戻る準備ができれば、「ABC Air 37、Accept right turn(右旋回可能)」と報告し、管制にいつでも旋回できる準備ができていることを伝えると、管制官はパイロットに新しい方位角またはウェイポイント情報を指示します。

航空機が大洋の上空を飛行している場合や、レーダー管制のないエリアにいる場合、パイロットは航空路からどれくらい離れるかという方法で回避ルートを申請することができます。例えば、「ABC Air 37、request deviate 10 miles right of track(現航路の右側10マイルに逸動することを要求)」という具合です。管制官は「ABC Air 37、10 miles deviation right of track approved(現航路右側10マイルの逸動を許可する)」のように回答して、パイロットの要求を承認します。

2.7 離陸許可の節で、現代の旅客機は空中衝突防止装置TCAS(Traffic Alert and Collision Avoidance System)を装備していることを紹介しましたが、パイロットはTCASを通じて自分の周囲を飛行する航空機や高度を確認することができます。大多数の航空機の飛行高度は一般的に比較的安定した高度ですので、これらのデータを参考にすることも巡航高度を判断する良い方法です。

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