旋回の基本練習

2015-02-17 | 航空知识笔记

－－－重点－－－前回スリップとスキッドについての記事を書いて以来、基本的な技術の練習からずっと遠ざかっていました。そこで、X-Plane 10でセスナ172を使って数時間、旋回の飛行に専念しました。自分の弱点に基づいて、訓練の重点を以下の点に置きました：

姿勢指示器に合わせてラダーの力を変化させ、針路の変化に応じて脚舵を調整し、スリップやスキッド状態に入らないようにコーディネートされたターンを維持する。
飛行高度の安定を維持する。特に高度を落とさないこと。
ヨークとラダーの操作を手足同時に使い、かつ柔和に操作する。
外部の参照物を参考にし、計器と組み合わせて、視線が一点に集中しないように注意する。
飛行中は単に教程に従って機械的に操作するのではなく、旋回中の揚力の成分と重力の成分の存在、および推力、プロペラ後流、プロペラ効果、ジャイロ効果の歳差運動が飛行姿勢に与える影響を意識する。
体の姿勢を正しく保ち、無意識のうちに体や頭が傾かないように注意する。
時々深呼吸をして、両肩をリラックスさせ、手足の操舵力を緩める。

－－－旋回への進入－－－ 水平飛行状態から左へ旋回する場合を例に挙げます。旋回バンクを形成するためにまずヨークを左に回しますが、 それと同時にバランスの取れた旋回を保ち、機体が滑らないように、左足でラダーを踏みます。

一般的にバンク角が20度以下のものをgentle turnと呼びます。この場合、機体の安定性設計の特徴により、機体は反対方向、つまり自動的に右側へロールしようとする傾向があります。したがって、操作時は絶えず左側への操舵力を調整する必要があり、この角度は練習や一般飛行には適しません。

バンク角が45度を超えるものをsteep turnと呼びます。この状態では、機体の左右の気流速度差、つまり外側の速度が内側より大きいため、左右の両翼の揚力が異なり、右側が左側より大きくなります。そのため、機体は旋回する側へ傾き続ける傾向があります。したがって、操作時は絶えず右側への操舵力を調整する必要があり、これも一般の飛行や練習には適しません。

最適なバンク角は30度から35度の間、つまりnormal turnであるべきです。こうすれば条件が良ければ、旋回中に手を放したとしても、機体は調和の取れた状態を保つことができます。

前述のジャイロ効果の歳差運動の説明によると、左へ旋回し始めると、機首は上方へ偏移する傾向があります。もちろんこれはプロペラの出力にも関係し、スロットルの推力が大きければ、この上方への偏移効果は顕著になります。練習では実際の状況に基づき、偏移量が大きい場合は、高度を維持するために適切に操舵桿を押すことができます。

歳差運動による偏移方向はどうやって覚えればよいでしょうか？上の図を見るのは確かに良い記憶法です。例えばコックピットから見たプロペラの回転方向は、一般的にアメリカの航空機は時計回りです。したがって、矢印の方向――左上右下に従い、左に旋回する時、偏移の方向は上方になります。覚えやすいでしょう？

旋回時の操縦（ヨークとラダー）は決して急激に行ってはいけません。徐々に舵位置に圧力を加えていく感覚を想像できます。操舵量は最初はきっと心中で掴めませんが、何度も練習した後、手足で使う力や杆を動かす距離をだいたい覚えることができるはずです。こうして慣れてくれば、いつも計器や外部の参照物を凝視する必要はなく、記憶、あるいは身体感覚に頼って、適切な角度まで旋回できるようになります。

－－－旋回中－－－機体が旋回に入り、目標のバンク角30度に近づいたら、先行量を考慮して杆を戻す、つまりバンクを戻す必要があります。左旋回でバンクが30度の時、自分は普通25度くらいから右へ杆を戻し始めます。杆を戻す時にも歳差運動によるジャイロ効果が発生し、右に転じる時に機首は下方へ偏移します。したがって、状況に応じて、適切に杆を引く操作も必要です。

旋回の過程で、翼が提供する揚力は垂直方向の分力しか持たないため、高度を落とさないために、適切に後ろへ杆を引き、迎え角を増やします。

安定した旋回に入った後、内側や外側への滑り（slip/skid）がないか、高度、針路をチェックし、外部の空中交通状況を観察します。もちろん手では同時に杆を引き、足ではラダーを踏み、舵力を緩めずに維持します。この一連の操作に慣れるにはやはり時間がかかります。

安定した旋回中にもう一つ意識すべきは、プロペラ効果の不均衡です。左旋回を例に挙げると、左側のプロペラと右側の旋回半径が異なるため、右側の速度は左側より大きくなります。つまり下図のVr>Vlです。プロペラの断面を翼と想像すると、気流とプロペラの角度、つまり迎え角も異なり、左側の迎え角は右側より大きく、αl>αrとなります。左側のプロペラが発生する牽引力（揚力）は右側より大きいことが分かり、こうして左右両側の不均衡が生まれます。

左旋回の場合、この不均衡のため、機首が下がる効果が生じます。したがって、適切に後ろへ杆を引き、高度の維持に注意してください。（右旋回の場合は正反対で、機首が上がる効果が生じ、揚力成分の減少をちょうど相殺するため、操作は容易になります。）

プロペラ効果の記憶方法はやはり図と結びつけて覚えると良く、上記の歳差運動の場合と似ていますが、左右の位置が逆です。したがって、左へ旋回する時、機首は下方へ偏移します。本当に覚えやすいですね。

－－－ 水平飛行状態への復帰－－－例えば目標の磁気針路が300度の場合、330度になったら右へ旋回する準備をする必要があります。もちろん、ラダーも同時に操作し、左足を緩め、右足でラダーを踏み、バランスの取れた旋回を保ちます。最初は右へ旋回する時のジャイロ歳差運動により機首が下方へ偏移するため、少し杆を引き、高度の維持に注意してください。

水平に近づく時も同様に杆を戻し、左側へバンクを取る必要があります。ここでの操作は前と同じです。

－－－旋回の練習方法－－－ X-Plane 10で旋回を練習する際、よく使う便利な機能の一つがマップモードです。なぜなら、いつでも自分の飛行軌跡や飛行高度を確認できるからです。飛行の弧が滑らかかどうか、高度を失っていないか、地図上で一目瞭然です。

具体的な練習方法としては、最初は片方向の360度または720度旋回を飛び、慣れてきたらS字を描く練習をすると良いでしょう。こうすれば左右両側の旋回技術を連続して操作する訓練が同時にでき、難度は上がりますが、非常に効果的です。

水平旋回をマスターした後は、上昇中の旋回と降下中の旋回をマスターする必要があります。この点については今後時間があれば書きます。

完