Altimeter 高度計 Barometer 気圧計

1. 高度計は標準大気を基準とする必要がある

気圧高度計の原理は、大気圧を測定し、その圧力を高度の目盛に変換して表示するものです。 しかし、高度と大気圧の関係は単純な数式で表せるものではありません。 例えば、地面に近いほど空気の密度は高く、地面から離れるほど空気の密度は低くなります。 また、同じ大気圧でも、温度の変化は高度に明らかな影響を与えます。 そのため、単なる圧力の読み取り値だけでは、信頼できる高度の数値を得ることはできません。

この問題を解決するには、特定の気象条件、つまり標準大気を設定することです。 この条件下では、高度と気圧/温度の関係について、近似的に平均的な分布モデルを得ることができます。

標準大気に対するこの問題を理解すれば、なぜインターネット上で多くの人々が「気圧計や高度計が正確ではない」と疑問に思うのかを説明できます。

標準大気の定義は以下の通りです： 1。温度条件 海抜0メートル（海平面）で気温15度 11,000メートル以下では、高度が1,000メートル増加するごとに気温は6.5度低下する 11,000メートル以上では、気温はマイナス56.5度に保たれる 2。気圧条件 海平面の気圧は1気圧、つまり29.92インチ水銀柱（1013.2ヘクトパスカル）である。 3。重力加速度条件 緯度45度において、g=9.8メートル/秒^2 4。空気の成分 空気中には水蒸気を含まない

標準大気下では、以下のような高度、気圧、温度の変換関係が得られます:

近似的には「高度が1,000フィート増すごとに、大気圧は1インチ水銀柱低下し、気温は2摂氏度低下する」と覚えておけば十分です。

標準大気を参考として用いることで、気圧高度計の目盛は上記の条件に基づいて製造されます。 例えば、気温13度/気圧28.86インチ水銀柱では高度の目盛が1,000フィートに調整され、 気温9度/気圧26.81インチ水銀柱では高度の目盛が3,000フィートに調整される、といった具合です。

2. なぜ高度計を補正する必要があるのか

気象が標準大気の条件に合致していれば、高度計の読み値は正しい高度であると考えてよいでしょう。 問題は、現実の生活においてこのような理想的な天気は存在しないということです。 したがって、気圧高度計の読み値には常に誤差が存在すると考えられます。

結論として、気圧高度計を使用する際は、正しい結果を得るために必ず計器を補正しなければなりません！

しかし、気圧高度計を使用する目的は、正確な飛行高度の数値を得ることではないということも知っておく必要があります。 その真の目的は、飛行の安全を確保することにあります！

上空を飛行する航空機はすべて同じ補正値を使用しているため、 航空機間の高度差が保証されます： VFRで東行きの航空機は奇数倍の1,000フィート+500フィートの高度を使用し、 VFRで西行きの航空機は偶数倍の1,000フィート+500フィートの高度を使用します。 皆が互いに異なる高度を使用し、1,000フィートずつずれることで、衝突の危険が大幅に減少します。

3. 気圧を補正する

3.1 コルズマン窓（Kollsman window）

気圧高度計には通常、このような「高度計気圧設定窓（コルズマン・ウィンドウ）」が付いています。 左下部のノブを調整することで、高度計の気圧補正を行うことができます。

では、補正值をいくらに設定すればよいのでしょうか？ 一般的に、ここではQFE、QNH、QNEという3つの気圧値を使用できます。 この3つの用語は非常に覚えにくいですが、それらは何かの単語の略語ではなく、 ずっと昔から使われている3つの<a href=“http://en.wikipedia.org/wiki/Q_code"モールス符号コードであるため、丸暗記するしかありません。

3.2 QFE

「場面気圧QFE」は、空港の水平高度（標高）における気圧です。FEは"Field Elevation"で覚えるとよいでしょう。 パイロットがQFEの高度計設定を使って高度計を補正すれば、空港上空で高度計の針は0フィートを指します。

QFEに設定した後の航空機の飛行高度は、QFE気圧高度と呼ばれます。

3.3 QNH

「修正海面気圧QNH」は、文字通り現地の気圧計の圧力を海平面レベルに修正した気圧です。 NHは"Not Here"で覚えるとよいでしょう。 パイロットがQNHの高度計設定を使って高度計を補正すれば、 機上の高度計の針はその空港の海抜高度（標高）を指します。これも航図に記載されている空港データです。 したがって、空港付近での離陸、上昇、降下、着陸の際には、QNH値を基準として高度計を撥正（調整）する必要があります。 これにより、離着陸するすべての航空機が同じ基準を使って飛行高度を測定することが保証され、 地面への衝突/航空機の衝突や異常接近などの事故を防ぐことができます。

QNHは塔（タワー）のATC、空港通報ATIS、気象通報METARなどの方法で取得できます。 本サイト内にもすでに多くの紹介記事があるため、ここでは詳しく説明しません。

ATIS 自動端末情報サービスについて <a href=<a href="/blog/ja/2012/06/atis-1.html<a href=>“台風時の空港通報ATISはどのようなもの？ <a href=METAR 航空例規気象通報 フォーマットまとめ <a href=<a href="/blog/ja/2013/06/noaa.html<a href=>“アメリカ国立海洋大気局NOAAが提供する無料天気情報

気圧補正と高度指示の関係には注意が必要です。 気圧補正の調整値が現在の設定値よりも大きい場合、飛行高度が変化していなくても、高度計の指示は増加します。 逆に、 気圧補正の調整値が現在の設定値よりも小さい場合、飛行高度が変化していなくても、高度計の指示は減少します。

例として、東京から大阪へ飛ぶ場合、東京のQNHは29.92、大阪のQNHは28.86とします。 東京で29.92に補正してから巡航高度4,000フィートまで上昇し、大阪に到着後に補正を行わなかったとします。 大阪の気圧は東京より低いため、高度計の指示は徐々に上昇します（高处ほど気圧が低いため）。 パイロットが4,000フィートの指示値を維持しようとすると、次第に航空機の高度を下げることになります。 そのため、現地のQNHに補正しなければ、航空機の飛行高度は4,000フィートよりも低くなり、 最終的に3,000フィートの高度に達してしまいます。

想像できる通り、これは非常に危険なことです。 パイロットは自分が4,000フィートの高度にいると思い込んでいますが、実際の高度は3,000フィートです。 もし航空機が夜間や雲の中を飛行していて周囲の障害物が見えず、 進路前方に3,100フィートの山があれば、間違いなく航空機は山に衝突して墜落します。 同様に、航空機が高温地帯から低温地帯へ飛んだ場合、 高度計の指示は実際の高度よりも高くなるため、パイロットは周囲の観察に注意を払い、事故を防ぐ必要があります。

次に、パイロットが大阪の情報区に入った後で補正を調整した場合に何が起こるかを見てみましょう。 2992から2886に設定すると、飛行高度は変化しませんが、計器の指示値は小さくなります。 パイロットが4,000フィートの高度を維持するには、スロットルを増やし、その高度へ上昇しなければなりません。

上記の例から分かるように、気圧高度計の指示は相対的に正確な高度データを提供するに過ぎず、 飛行の各段階で、パイロットは絶えず補正を行い、必要に応じて飛行高度を調整し続ける必要があります。

3.4 QNE

「標準気圧QNE」とは、標準大気条件下における海面の気圧を指し、その値は1013.2ヘクトパスカル（29.92インチ水銀柱）です。 QNEの覚え方は本当にないので、QFEとQNHを覚えて、残りがQNEだと覚えるしかありません。

空港の近くではQNH値を基準にできますが、空港間の飛行では気圧が変動し、 地上や海上に無数の測定所を設けてQNHを測定することも不可能です。 そのため、この時すべての航空機がQNEという統一された基準を使用すれば、 高度計の撥正（設定）を簡素化し、空中の安全を保証できます。

では、どのような条件下でQNHをQNEに調整するのでしょうか？ 規定には過渡高度があり、 QNHがこの高度を超えた後、パイロットは高度計の設定をQNE、 つまり29.92インチ水銀柱、1013.2ヘクトパスカルにする必要があります。 また、各国で過渡高度の規定は異なり、例えば上昇時において中国は3,000メートル、 日本は14,000フィート、アメリカは18,000フィート、イギリスは6,000フィート、シンガポールとタイは11,000フィートです。 時々、日本の航図で"altimeter setting changing line”（高度計設定変更線）を見ることができます。 この線を通過する際、過渡高度を調整する必要があります。

QNEで補正された計器の指示高度は「圧力高度PA(Pressure Altitude)」と呼ばれます。

圧力高度では、気圧の変化により、航空機の飛行高度も絶えず変化します。 例えばサンフランシスコから東京へ飛ぶ場合、航空機の実際の高度は下図のように高低差が生じる可能性がありますが、 すべての航空機が同じ2992の補正值を使用していれば、それらの垂直間隔は保証され、 飛行の安全も確保されます。

4. 実際の飛行高度をどうやって知るのか？

一般的に小型機の飛行ではQNH気圧高度と圧力高度PAで十分ですが、 実際の飛行高度の計算方法や、航空機の性能に影響を与える密度高度の計算方法などの知識は習得しておく必要があります。 以下に、それらについてまとめてみます。

PA（Pressure Altitude）圧力高度 上記で言及したQNE気圧高度、つまり標準大気圧条件下において、補正設定を2992にした際の高度計の指示高度。

IA（Indicated Altitude）指示高度 高度計の指示値。

CA（Calibrated Altitude）修正高度 計器の誤差に対してIAを補正して得られる高度値。 一般的に、すべての機械式・電子式計器には多かれ少なかれ誤差が存在します。例えば、標高100フィートの空港で、 QNH設定後に高度計が120フィートを示した場合、この高度計には+20フィートの誤差があると考えられます。 この誤差はメンテナンス期間中に調整できますが、工場でのメンテナンス前まであれば、この誤差をIAに加算または減算することで、 この高度計を使い続けることができます。 したがって、ここで誤差修正後に得られる高度がCAとなります。

TA（True Altitude）真高度 海面に対する航空機の実際の飛行高度。 一般的に小型機には真高度を直接測定できる計器はありませんが、 PAとCA（またはIA）を測定した後、外部温度に基づいてフライトコンピューター（計算尺）を使ってこの高度を計算できます。

DA（Density Altitude）密度高度 密度高度は、PAを温度補正して得られる高度値です。 なぜ密度高度という指標が必要なのでしょうか？ 密度高度は航空機の性能を計算するために使用され、 多くの航空機のフライトマニュアルや操作マニュアルにある指標は密度高度に基づいているため、 この高度を知ることはパイロットにとって非常に重要です。 例えば、気温の低下は空気の収縮を引き起こし、空気密度が増加します（密度高度が低くなる）。これにより航空機の性能は向上します。 逆に、気温の上昇は空気の膨張を引き起こし、空気密度が低下します（密度高度が高くなる）。これにより航空機の性能は低下します。 小型機では密度高度を計算するために、まずPAを測定し、その後フライトコンピューターを使ってこの高度値を計算する必要があります。

フライトコンピューター（計算尺）について： <a href=<a href=“2012/12/e6b.html<a href=>”">自作ナビゲーション計算尺E6B <a href=<a href=“2012/12/e6b-diy.html<a href=>”">より良い無料ナビゲーション計算尺E6B DIYモデル <a href=<a href=“2013/01/iose6bapp-ie6b.html<a href=>”">iOS用E6B計算尺アプリ – iE6-B

完

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2018/04/19 更新 温度が気圧高度計に与える影響について、関連記事2つを紹介します 我が国の民用航空における低温修正の現状分析

低温が航空機の運行に与える影響は無視できません。 出発航路、巡航、降下、アプローチ、復飛の段階のいずれにおいても多かれ少なかれ影響があります。 特に最終アプローチ段階では、着陸に備えて飛行高度がますます低くなります。 安全余裕が要求を満たさない場合、地上接近警報が作動したり、制御可能飛行地上衝突（CFIT）を引き起こす可能性が極めて高くなります。

ある専門家が国際民間航空機関（ICAO）が提供する8168（目視計器飛行方式設計）にある衝突モデルを使って計算したところ、 ある空港の極端な低温条件下では、気圧式高度計の低温修正を行わない手順に従って飛行した航空機の衝突確率は約10^-4であり、 規定に基づく許容可能な衝突確率は10^-7です。 これによりわかるように、低温条件下での運行における航空機の衝突確率は、常温条件下よりも驚くほど1000倍高くなります。

なぜ高温修正はないのか？