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2008年3月29日 (土)

墜落事故の原因

これまで長々と説明してきましたが、そろそろ結論にします。

[ 1:エンジン出力計のエラー ]

Overhdp ジェット・エンジンの出力 ( 換言すれば推力、Thrust ) を知るには、 コンプレッサー ( 空気圧縮機 ) 入り口の吸入圧力と、排気 タービン出口の圧力との比率を示す計器である、 イーパー ( EPR, Engine  Pressure  Ratio ) の値から読み取ります。Epr

これまで何度も述べたように、事故機は着氷する気象状態で エンジン防氷装置を作動させていませんでしたが、事故の原因はすべてここから始まりました。



Probe ジェット ・ エンジン先端内壁にある、吸入空気圧の 受感部 ( センサー、Sensor ) が着氷により塞がれてしまったために、EPR の示度が過大表示となり、離陸に必要な エンジンのパワーが十分に出ていないにもかかわらず、イーパー ( EPR ) の計器には 100パーセントの出力を表示してしまいました。黄色の円内は吸入空気圧の測定 センサー。

[ 2:離陸中止の決断をせず ]

離陸の際に操縦を担当した副操縦士は、離陸滑走中に出力 レバーの位置が通常と異なることから、イーパー ( EPR ) 計器の異常に気づきました。

15時59分58秒、[副操縦士]、オヤ  あれ ( EPR ) を見てくれ、正しいようには見えないが、どうですか?。正しくないけど。
16時00分09秒、[機長]、そのようだ。スピード、 80 ノット ( 秒速 40 メートル ) を通過。
16時00分10秒、[副操縦士]、今や ( EPR ) は正しいとは思わない。ウーン 正しいかもしれない。
16時00分21秒、[機長]、スピ-ド、 120 ノット ( 秒速 60 メートル ) を通過。
16時00分23秒、[副操縦士]、私には分からない。

エンジン計器の指示の異常に気付きながら機長は離陸中止の決断をせずに、漫然と飛行機を離陸させてしまいましたが、これが第二の事故原因でした。

[ 3:主翼の着氷 ]

Tsuraraa 事故機の生存者によれは、誘導路から離陸位置に向かう際には主翼に雪が積もっていましたが、除氷から 50分以上経過していたので、本来であれば機長は ゲートに戻り、再度除氷すべきでしたが、彼はしませんでした。これが第三の事故原因でした。

離陸滑走がはじまって 45秒後に、機が離陸速度に達すると不意に機首が持ち上がりましたがそれと共に、操縦桿が小刻みに振動して、パイロットに飛行機が危険な失速状態に近づきつつあることを示す スティック ・ シェイカー ( Stick Shaker 、失速警報装置 ) が、ブル ブル ブル と作動し始めました。操縦室内の音声録音 ( Cockpit Voice Recorder ) によれば

16時00分:39秒、失速警報装置の作動音が始まり、衝突するまで続く。
16時00分:41秒、[ 管制塔 ]、パーム90 ( 事故機のコールサイン ) 出発管制と交信せよ。

ちなみにどの機種であれ、失速警報装置が作動した際の回復操作とは、機首を下げて、エンジンに フル ・ パワー ( 最大出力 ) を加えることです。

16時00分:45秒、[ 機長の声 ]、操縦桿をゆっくり前へ、前へ、我々は 500 フィート ( 150メートル ) の高度が欲しいだけだ。
16時00分:48秒、[ 機長の声 ]、操縦桿を前へ、前へ、ほんの少し上昇するだけでよいから。
16時00分:59秒、[ 機長の声 ]、失速している、我々は落下している。
16時01分:00秒、[ 副操縦士の声 ]、ラリー ( 機長のこと ) 我々は墜落していく、ラリー。
16時01分:01秒、[ 機長の声 ]、わかっている。
16時01分:01秒、衝突音

Tail 事故機の パイロットは離陸後から墜落までの 22秒の間に、エンジンの出力を コントロールする スラスト ・ レバー ( Thrust Lever  ) を少しも動かしませんでしたが、私なら たとえ エンジンが壊れるのを覚悟のうえで、最大出力を得る為に スラスト ・レバー( Thrust Lever ) を最前方まで ( 車でいうならば アクセル ・ ペダルが床に着くまで踏み込んで ) 動かして、失速からの回復操作をしたでしょう。 

事故調査によれば、このとき主翼前縁と スラットに氷が張り付き、それが離陸直後の突然の機首上げの原因となったことが分かりましたが、ある実験 データによれば、飛行機の翼に 0.8 ミリ の氷が張ると、空気抵抗が増すために、揚力を 25 パーセント失うのだそうです。

Deiceb 今回の エア・フロリダ 90便の事故原因は前述のごとく、年齢の若い パイロットによる冬期運航の経験不足、知識不足が最大の原因でしたが、この事故が原因で エア ・ フロリダ 航空は二年後に倒産しました。

2008年3月22日 (土)

冬期運航の危険

Staxiway 航空界 には コールド・ウエザー・オペレーション ( Cold Weather Operations 、雪と氷の悪条件下での 運航 ) という言葉がありますが、雪で真っ白な滑走路に離着陸するのは、積雪 の 高速道路 を 走る車 と 同様 に、パイロット にとっては危険な事故との隣り合わせで気苦労なものです。  しかも着陸時には 時速  2 2 0 ~ 2 4 0 キロ 前後の、高 速で 接地  しますから----。

写真は降雪の中で、離陸の順番待ちをする飛行機の列ですが、エンジンの下だけ誘導路が黒いのは、排気 ガスの熱で雪が溶けているため。( 写真 は クリック で拡大 )

[ 1:エンジンの防氷装置 ]

雪が降る状態であれば、主翼 へ の積雪や エンジン へ の着氷に 用心 するのが当然のことですが、それに限らず 低温で 雪、雨、霧、雲 などの目に見える 水分 ( Visible Moisture  ) があれば、 エ ン ジ ン の 防 氷 装 置 を O N  ( 使用 ) にするのが パイロットの常識です。

ところが 1 9 8 2  年 1 月 1 3 日 に 起 きた エア ・ フロリダ 90 便.の, ワシントン ポ ト マ ッ  ク 川  への 墜 落 事 故 機 の 機長 は、 エンジン 防氷 スイッチ を  OFF  ( 不使用 ) のままで離陸 し、 エンジン に着氷する危険性については、機長も副操縦士も何の心配も しませんで  した。

Afla 二人の パイロットは冬も温暖な気候の フロリダ 半島を主基地にする エア・フロリダ 航空の乗員で したので、コールド ・ ウエザー ( 冬 期 ) の運航経験や知識に乏 しく、その怖さを知らなかったからで した。

ちなみに 金 野 内 蔵 氏 によれば、昭和 3 3 年 ( 1958 年 ) の 2 月に 米 国 海 軍 飛 行 学 校 の練習機で フロリダ 半島の先端にある  マイアミ 国際空港へ着陸 し宿泊  した際に、レンタカー 会社 から  キャデラック ( それ以外の車種がなかったから ) を借りま したが、例年になく寒い気候のため車に暖房を入れようとしたら、暖房装置が無かったそうです----。キャデラック にですよ---!。

めったに使わないものは装備 しないという、レンタカー 会社の節約、合理的思考 ( ? ) には驚いたとのことで した。同様に ハ ワ イ の マ ウ イ 島 の カ フ ル イ  ( Kahului ) 空港で借りた レンタカー には、助手席側 の サ イ ド ミ ラ ー  が装備されていませんで した。

当時の マイアミ は キューバ 難民が 2 0 万人 も流れ込む以前で したので、マイアミ  ・ シティー ( 市 内 ) の 治安 もよく、寒 い アメリカ北部から老人夫婦が大勢、 マイアミ  ・ ビーチ に建つ豪華 ホテル に避寒に来ていま した。

Jetenginea ところで ジェット ・ エンジン を動かすのに必要な要素は、圧縮空気、燃料、点火に必要な熱源ですが、このうちのどれかひとつが欠けても エンジンは フレーム・アウト ( Flame Out 、燃焼停止 )  したり、出力の低下をもたら します。

Jeteice 着氷する気象条件下で エンジン の防氷装置を使用 しなければ、エンジン ・ カバー の 先 端 ( カ ウ ル ) や空気吸入口内側、 写真の ス ピ ナ ー ( Spinner ) 付近に着氷 して しまい、空気の流入を妨げ、あるいは成長 した氷の塊を エンジン が吸い込み、高速で回転する エンジン の圧縮機 や  タービン の羽根を破損する危険があります。それだけではなく、事故機の パイロットが気付かなかった更に重大な事態 ( 事故原因のひとつ ) をもたら しま したが、次回に説明 します。

[  2 :チェックリスト ]

パイロットの仕事は出発前におこなう飛行機の外部点検に始まり、次いで飛行機の内部点検を終えてから操縦席に座ります。目的地に到着 し操縦席から離れるまで、チェックリスト ( 点検項目表 ) に従 い計器や スイッチ 類などの点検、確認 をおこないますが、副操縦士が チェックリスト を読 みあげ ( Challenge )て 、機長が応答 (  Reply )  します。

もちろん機種により、航空会社の方針により内容が異なりますが、一例として事故機と同じ二人乗務の  B-737 型機の最新 モデルである、- 800 型 の フライト  ・ シミュレーター 用の チェックリスト を参考に して下さい。

http://www.atlanticsunairways.com/training/checklist_b737.pdf

そこには エンジン ・スター ト 前から目的地に到着 し飛行の終了まで、14 種類の チェックリスト ( 点 検 項 目 表 ) がありますが、問題 の  エンジン の 防氷装置 の 項目 は 離陸前におこなう Before Take-off Check List の下から 三行目 に、 De - Ice の項目と  してあり、その答は As Requred  ( 必要に応 じ ) とありま した。

2008年3月15日 (土)

ポトマック川

アメリカの首都ワシントンD.C. ( District of Columbia 、コロンビア特別区、コロンビアとは アメリカ大陸発見者の コロンブスの名前 )  には 主に国際線用で、市街から西へ 4 3 キロ離れた バージニア州にある ダレス 国際空港と、北に 50 キロ離れた メリーランド州の ボルティモアにある ボルティモア/ワシントン国際空港がありますが、日本から便利なのは、全日空が 唯一 ノン ・ ストップ便を運航する ダレス 国際空港です。

Yoshida 後期高齢者 ( 7 5才以上 ) であれば昭和 26 年 (  調印式をおこなった立役者で、後の アメリカの国務長官、ジョン ・ F ・ ダレス の名前をご存じと思いますが、ダレス 空港の名は彼に由来します。写真は日本側代表の吉田首相の署名の様子です。 (  クリック で写真が拡大 )

ワシントンD.C. の 市街地の近くには 主に国内線用 の ナショナル 空港がありますが、ここも ワシントン D. C. にあるのではなく、ポトマック 川の対岸にあるので バージニア 州になります。

Nationalap かつては ワシントン ・ ナショナル空港 ( Washington National Airport ) という名前でしたが、政界を引退後に認知症を患い死亡した レーガン大統領にちなんで、平成10年に ロナルド ・ レーガン ・ ワシントン ・ ナショナル空港 ( Ronald Reagan Washington Nationl Airpor ) と改名されました。

しかし長い名前なので一般には レーガン ・ ナショナル空港、もしくは ナショナル空港と呼んでいます。

ところで昭和 57 年 ( 1982年 )  1 月13日午後 4時頃のこと、ワシントン ・ ナショナル空港から フロリダ州 タンパに向かう エア ・ フロリダの 90便、ボーイング 737 型機が、ナショナル 空港を離陸直後に、滑走路端から僅か 1.2  キロメートル のところにある ポトマック 川に墜落しま した。

写真の空港の周囲は ポトマック川ですが、写真の長い滑走路を上 ( 北 ) に向けて離陸しました。

乗員、乗客、計 74 名と地上の 4 名の合計 78 名が死亡し、6 名が重傷、4 名が軽傷を負いましたが、墜落現場は ホワイトハウスから僅か 2 マイル ( 3.2 キロメートル ) 以内の所で、ジェファソン 記念堂や ペンタゴン ( 国防省 ) を望める場所でした。

[  プッシュ・バック、牽引車による後進  ]

Pushback 空港の ゲートから飛行機が出発する場合には、まず トウ ・ トラクター ( または タグ、Tow  Tractor 、Tug )で、飛行機を駐機場内の自力走行ができる位置まで押し出し、バックさせますが、この動作を航空業界では プッシュ ・バック ( Push Back  ) といいます。

写真は出発準備のため、 プッシュ ・バック用の トウ ・ トラクター( Tow  Tractor ) および、機首の車輪部分と トラクターを連結する トウ ・バー( Tow  Bar  ) を用意するところです。

Jikokia 事故機は吹雪のために滑走路が閉鎖されたこともあり、 ナショナル空港からの出発が二時間近く遅れました。ゲートで機体に除氷液を散布し、出発のために ゲートから トラクターで、機体を プッシュ ・バック ( Push back  ) しようとしましたが、チェイン を巻いてない タイア が雪で滑って飛行機を押し出すことができませんでした。

そこで機長は パワー ・ バック ( Power  Back ) を管制塔に要求しました。写真は ゲートから出発前の事故機ですが、この写真撮影から 50 分後に墜落 しました。

パワー ・ バック とは トラクター を使わずに、着陸の際に使う エンジン の逆噴射を使用 して、ゲートから自力で機体を バック させる方法ですが、危険なために日本の空港では許可されていません。

Conti737 金野内蔵氏によれば 3 6 年の パイロット 生活で たった 一度だけ、 グアム の空港で コンチネンタル 航空の飛行機が パワー  ・ バック  したのを見たそうですが、逆噴射で生じた排気 ガス の強風が 搭乗に使う ボーディング ・ ブリッジを大きく揺らせ、整備事務所前にあった連絡用自転車を吹き飛ば したとのことで した。

エンジン の位置が低い B-737 の機体で パワー ・ バック の為に エンジン の逆噴射をすれば、地上の雪や氷を巻き上げてしまい、折角 除雪や防氷液を散布 した機体や主翼にそれが付着 したのは当然のことでした。

機長は エンジンの逆噴射 ( スラスト ・ リバーサー、Thrust Reverser ) を 1 分半ほど使用 しましたが、それでも機体は バック  しませんで した。そのために パワー ・ バックを諦めて、タイアに チェイン を巻いた別の トラクター を呼び、ようやく誘導路に出ることができました。( 続く )

2008年3月 8日 (土)

新千歳空港 (その3)

飛行機の機体、特に 主翼、尾翼を除氷、防氷する必要性を説明する前に、まずは 流体力学 ( Fluid Dynamics )  の初歩の説明です。

[  A:野球の変化球は、なぜ曲がるのか ]

Maru5 野球で投手が投げる カーブ、スライダー、フォーク・ボールなどの変化球や、ゴルフで クラブを スイングする際の フック、スライスなど 意図的であろうとなかろうと、ボールに与えた回転が、その後の ボールの軌道に直接関係することをよくご存じのはずです。

1 : 図の回転する ボールの表面に接する空気は、 ボールと共に回転する動きをします

2 : ボールの表面にある B点では気流の流れに対して、 ボールと共に回転する空気の方向が逆になるため、抵抗となるので気流の流れが遅くなり、その場の圧力が高くなります。

3 : A点では逆に、気流の流れと ボールの回転により生じる空気の流れとが同じ方向のため、気流が スムーズに流れるので、流れる速度も速く、その場における空気の圧力も低くなります。

4 : つまり A点、B点では空気が流れる 速さの違い   から圧力に差が生じ、ボールには A点に向かう力が作用するので、その方向に曲がることになります。

5 : 要点は 「 同じ流線上で 」 、流体の速度が遅い所では圧力が高くなり、流速が速い所では圧力が低くなることです。 その昔、高校時代に物理の時間で習った  スイスの 物理学者  ベルヌ-イ  ( Bernoulli )  の定理 ( 法則 ) を思い出してください。

[ B:飛行機の翼では ]

Airp2 1 : 同じことが飛行機の主翼でも起きます。 C点は翼の前縁、D点は後縁ですが、飛行機が飛ぶのと同じ速度で C点、D点を空気が流れます。

2 : 問題は C点以後の空気が流れる経路で、 C点から翼の上面を流れる経路をみると、翼の下面に比べて上方に湾曲  ( カーブ )  しているために、流れる距離が長く、従って単位時間内に流れる空気の速度が下面よりも速くなります。

3 : これでお分かり頂けたと思いますが、 ベルヌーイの定理をもう 一度思い出してください。翼上面の空気の流れが翼の下面よりも速いということは、翼上面の圧力が低くなり、遅い流れの翼下面の圧力は高いということです。 その圧力差が揚力となって、飛行機が空中に浮揚します。

[ C:ようやく結論に到達  ]
Airfoil

1 : もし翼の上面に雪や氷が付着したまま離陸すると、空気の流れは翼面でどうなるのでしょうか?。

2 : 今まで説明したように、本来は翼面上をスムーズに流れる空気が、邪魔物により大きく妨げられるために、流れの速度が遅くなり、翼の上面に発生するはずの、十分な揚力 ( Lift ) が得られなくなります。 ここまで読むだけでも、アー ・ シンド !。

3 : その結果は言うまでもなく飛行機は浮揚できずに、離陸の直後に墜落する事態になります。だから機体、特に主翼などの除氷 ( 雪 )  防氷が必要なのです。

以前 ワシントン ・ ナショナル空港から離陸した飛行機が、直後に ポトマック川に墜落した事故が起きました。( 続く )

2008年3月 1日 (土)

新千歳空港(その2)

Shinchitosetower_2 風雪による悪天候で視界500 メートルの状態では、滑走路 1R の南端にいた飛行機の姿は、管制塔からは多分肉眼では見えなかったはずです。

前回の ブログで述べた テネリフェ 空港における、航空史上最悪の事故の教訓から生まれた事故防止策によれば、管制指示 ( Clear for take off 、Clear to land 、Taxi into position 、 hold short of runway、etc.---) を パイロットは 「 必ず復唱する 」、 復唱しない パイロットに対して管制官は 「 復唱させる 」 ことでした。

ところが今回問題となった、 ラジャー ( Roger、了解 ) だけしか言わなかった日航 502便の パイロットに対して、管制官は当然  「 復唱させ 」 管制指示の 「 確認 」 をすべきでしたが、彼はしませんでした。

I  say again, Japan Air 502 ,stand by  ( または、expect ) immediate take off , acknowledge.  ( もう一度言うが、日航502便は、速やかな離陸を準備 ( 予想 ) せよ、アクナレッジ ) と彼は言うべきでした。

Acknowledge とは アメリカの、 Glossary for Pilots and Air Traffic Service Personnel ( パイロット及び航空管制業務に従事する人のための用語集 ) によれば、

Let me know that you have received and understood this message. ( あなたがこのメッセージを受信し、了解したことを知らせよ )という意味の航空用語です。

[ 除氷、防氷の問題 ]

航空・鐵道事故調査委会の調査官の質問に答えた機長は、出発直前に散布した防氷液の効果が失われるのを気にして、早く離陸したい気持ちがあったため、管制指示の一部 ( Stand by 、もしくは Expect ) を聞き逃したと述べました。

つまり早く帰宅したい気持ちがあったので、車を運転中に交差点で赤信号を見落としたというのと同じでした。しかも操縦室には機長 (58才)、交信担当の見習副操縦士 (27才)、正規の副操縦士 (32才) がいたのに---。誰も自分達のミスに気が付きませんでした。

Icecovered やや専門的になりますが、飛行機の機体にとって大敵である氷と雪につての説明をします。

除氷 ( De-Icing )とは機体の重要な表面 ( たとえば翼面 )、隙間、その他の開口部、ヒンジ ( Hinge、ちょうつがい ) などから、雪や、霜、雪と氷の混合物、氷などの付着物を取り除くことであり、

防氷 ( Anti-Icing )とは防氷液を事前に散布することにより上記の各部分への、雪や氷の付着や蓄積を防ぐことをいいます。

Deicing1 雪国の空港では降雪があれば、駐機中の機体に雪が積もります。通常の場合は 「 除氷、防氷をまとめて 」 一緒に 除氷液の  エチレン・グリコール ( Ethylene glycol )液をお湯に溶かした液体を、高圧にして機体に吹き付けて雪や氷を取り除きます。時には除氷後に、改めて防氷液を散布する場合もあります。

この作業時間は1回当たり時間にして 30分から 45分、費用は 50万円ほど掛かります。

この液にはやや毒性があるので環境上の問題から、最近では モノプロピレン・グリコール ( Nonopropylene glycol ) に変更するようになりました。

Americandeice 問題は防氷効果がどの程度継続するかですが、丁度車の エンジンの ラジエーター ( 放熱器 ) に使用する不凍液と同じで、濃度が濃い不凍液を使用すればより低温でも凍結しませんが、飛行機の翼に散布する防氷液の場合も濃い濃度であれば、降雪などにより液が薄められても防氷効果の持続時間が長く、薄い濃度の場合は短時間で効果が減少します。

降雪の程度により左右されますが、防氷の有効時間は翼への防氷液散布終了から一般に 30分以内とされます。ではなぜ翼の氷や雪を パイロットは恐れるのでしょうか?。墜落の危険が生じるからです。 ( 続く )

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