フライトシミュレーター愛好家のノート

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旅客機操縦探秘5.7 降下中の操作まとめ

本節では、パイロットの降下操作について簡単にまとめます。機種は引き続きボーイング737を例とします。

まず注意が必要なのは降下プログラムです。降下開始点(TOD)の80海里手前から開始し、10,000フィート平均海面高度(MSL)で完了する必要があります。

降下の準備として、ATISまたはACARSを使用して目的地空港の最新の気象実況、アプローチ手順、滑走路の状況を取得し、気象レーダーで降下域の天候を観測し、アプローチ方式、空港資料図、アプローチ図などの準備を行います。

次に副操縦士がCDUへの着陸航路の設定、目的地空港の着陸高度の設定を行います。

その後、機長と副操縦士で操縦と通信の交代を行い、副操縦士が操縦を担当します。機長は航空機の残燃料とバランス燃料の確認を慎重に行い、必要に応じて防冰スイッチを入れ、CDU上の到着およびアプローチ手順の設定を確認し、各ウェイポイントの高度および速度制限を確認します。アプローチ基準ページで着陸重量/VREF/QNHまたはQFEの設定を確認し、降下予報ページに遷移高度層/予報風情報を入力し、ナビゲーション周波数(VOR/ILS/DMEなど)を設定し、オートブレーキを選択します(通常は1または2、滑走路の長さが短い場合や积水している場合は3またはMAXを選択)、そしてアプローチ・ブリーフィングを完了します。

その後、機長と副操縦士は再度、操縦と通信の交代を行い、降下チェックリストの実行を開始します。 降下チェックリストの内容には、着陸高度の確認、着陸データの設定と確認、およびオートブレーキの設定が含まれていることがわかります。

CDUで計算された降下開始点(TOD)に到達する前に、機長は副操縦士に管制への降許可の要求を指示します。許可を得た後、MCPで到着手順の初期点の降下高度を設定し、VNAVモードにより航空機を制御し、FMCが自動計算したTOD点まで飛行して自動降下を開始します。

高度が下がり遷移高度層に近づいたら、気圧高度計を標準大気QNEから修正海面気圧QNHに修正する必要があります。 <a href=<a href="/blog/ja/2012/10/ja-airline_pilot_43.html<a href=>" 4.3 飛行高度と気圧および最大飛行高度でこの設定について詳しく解説したため、ここでは繰り返しません。

航空機の垂直方向の平均降下率は通常400メートル/分、約24キロメートル/時であるため、巡航高度の10,000メートルから地上に降下するまでには約25分かかります。

航空機の主翼上部には、スポイラー(Spoiler、時にはリフトダンパーとも呼ばれる)と呼ばれる装置が装備されており、内側スポイラー(Inboard Spoiler)と外側スポイラー(Outboard Spoiler)の2つの部分に分かれています。空中で降下する際に外側スポイラーを上に開くと、揚力が減少し空気抵抗が増加し、減速の目的を達成できます。 上の写真は、私がANAのボーイング777-200に搭乗し北京首都国際空港へ向かう降下中に撮影したもので、主翼中央にあるスポイラーが一部だけ開いているのがわかりますが、これだけでも航空機に必要な抗力を得るには十分です。

別の角度、航空機の後ろ側から見ると、スポイラーが開いた時はこのようになります。 写真は千葉県上空で撮影されたもので、成田空港へのアプローチ中、機種は777-200ERです。

また、滑走路に着陸した後に撮影した以下の写真を参照してください。内側と外側のスポイラーがすべて開き、完全に直立しているのがわかります。このように着陸後、航空機に大きな抗力を与え、主翼が発生する揚力を急激に低下させ、機体とタイヤが完全に接地する目的を達成します。そうすると車輪のブレーキも作動し始め、より大きな減速効果を提供します。

しかし実際にはパイロットにとって、スポイラーを使用する主な目的は減速ではなく、垂直方向の降下率を増やすことにあります。 例えば、降下ルートの前方に積乱雲がある場合、回避機動を行う必要があり、積乱雲を回避してから降下を開始しますが、この時の降下開始点(TOD)はすでに予定地点を過ぎています。予定高度にできるだけ早く到達するため、ここでスポイラーを利用して降下率を大きくし、回避機動によって失われた時間を取り戻すことができます。しかし、スポイラーを使用すると機体の振動や騒音が発生し、乗客にとっては不快に感じる可能性があるため、パイロットは可能な限りスポイラーを使用しない降下計画を検討します。

通常、遷移高度層でアプローチ手順を開始し、初期アプローチ固定点(IAF)またはレーダー誘導の開始前にアプローチ手順を完了します。

アプローチ手順には、客室サインの設定(シートベルトの点灯。10,000フィート以下では地表温度が高く、それによって生じる大気対流現象により乱気流が発生しやすいため)が含まれます。10,000フィートに到達した後、着陸灯およびストロボライトのスイッチを入れます(識別能力を高め、他の航空機または鳥類との空中衝突の確率を減らすため);高度の遷移層で高度計を設定し相互チェックを行います;必要な通信とナビゲーション周波数(VOR/ILS/DMEなど)を設定します。完了後、アプローチチェックリストを実行します。 内容は上記の通りで、アプローチ手順で説明した各項目となります。 また、パイロットはシートの調整、ショルダーベルトの装着、客室乗務員への降下準備の連絡を行う必要があります。

航空機の高度は低下し続け、初期アプローチ固定点(IAF)に徐々に接近します(前の節の紹介を例にすると、高度4,000フィート)、垂直方向の降下率も徐々に低下し、航空機の姿勢は水平飛行状態に近づき始めます。

降下しなくなったため、エンジンはアイドリングのままにできず、スロットルを増やし、航空機が十分な揚力を保持する必要があります。もちろん、これはコンピュータのオートスロットルによって自動的に制御されます。そのため、客室内の乗客も、降下段階より外のエンジン音が大きくなったと感じることができ、経験豊富な乗客はすぐに着陸することを知るでしょう。

最後に、航空機の防氷システムに関する知識を少し補足します。

航空機が高い航路を飛行する際、航空機の表面温度は0℃以下になります。航空機の降下中に湿った空気に遭遇した場合、この時の環境温度が氷点以上であっても、透明の氷や霜が形成され、航空機の正常な飛行に影響を与える可能性があります。

過冷水滴(supercooled water droplet)は、負の温度で凍結していない液状の水滴です。地上条件では零度を下回ると水が凍ることは誰もが知っていますが、高空にはこの特殊な水が存在し、水の中に凝結核が不足しているため、零下10度甚至数10度でも液状のまま保たれています。航空機が過冷水を含む雲層を通過する際、雲中の過冷水が航空機に接触すると、凝結核がある場所ですぐに氷となり、航空機の機体がその凝結核となります。

航空機の主翼に氷が付着すると、空気力への影響は非常に大きくなります。風洞試験によると、主翼の前縁に半インチ厚の氷が付着すると、揚力が50%減少し、抗力が60%増加し、深刻な場合は機体の破壊や人の死につながる重大な事故を引き起こす可能性があります。同じように深刻なのはエンジンの結氷です。もしエンジンカウルに氷が付着し、氷の塊がエンジン内部に吸い込まれると、ファンなどの重要な部品を破損し、エンジン故障を引き起こす可能性があり、その危害は言うまでもありません。

ボーイング737を例にすると、 機上の防氷システムには通常、コックピットの風挡加温、風挡ワイパー、プローブおよびセンサー加温、エンジン防氷、主翼防氷、および着氷検出などのサブシステムが含まれます。

ピトー管(ピトー管)プローブ、大気全温プローブ、および迎角ブレードはいずれも飛行データを取得する重要なセンサーであり、もし結氷のために飛行速度/気圧/温度などのデータを取得できない、または正しく取得できない場合、飛行コンピュータとパイロットは航空機を正しく操縦することができなくなります。そのため、これらの設備はすべて電気加熱を採用し、結氷しないように保っています(静圧孔は加熱しません)。

エンジン防氷システムは、エンジン内の高温高圧空気をエンジンカウルの前縁に導き、熱気を利用してカウルを加熱し、結氷を防ぐ目的を達成できます。コックピット内のENG ANTI-ICEスイッチでこのシステムの作動を制御できます。

主翼防氷システムもエンジンの熱気を使用します。このシステムは内側の前縁スラットのみに保護を提供し、前縁フラップや外側の前縁スラットにはサービスしません。コックピット内のWING ANTI-ICEスイッチで制御されます。

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