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道路車両、航空機、その他の車輪付き車両のタイヤによるハイドロプレーニングまたはハイドロプレーニングは、車両の車輪と路面の間に水の層が形成され、トラクションが失われ、車両が制御入力に反応しなくなるときに発生します。すべての車輪で同時に発生すると、車両は事実上、制御不能なそりになります。ハイドロプレーニングは、路面の水が単に潤滑剤として作用する場合とは異なる現象です。ハイドロプレーニングが発生していない場合でも、濡れた路面ではトラクションが低下します。[ 1 ]
方向や速度を変える車両のあらゆる機能は、タイヤと路面との摩擦に依存しています。ゴムタイヤの溝は、タイヤの下から水を排出するように設計されており、濡れた路面でも高い摩擦力を発揮します。ハイドロプレーニング現象は、タイヤが排出できる量以上の水に遭遇したときに発生します。車輪の前方の水圧によって、タイヤの先端の下に水のくさびが押し込まれ、タイヤが路面から浮き上がります。するとタイヤは水の膜の上を滑走し、路面との直接的な接触はほとんど、あるいは全くなくなり、制御不能に陥ります。複数のタイヤがハイドロプレーニング現象を起こすと、車両は方向制御を失い、障害物に衝突するか、あるいは速度が十分に低下して1つ以上のタイヤが再び路面に接触し、摩擦力が回復するまで滑り続けます。
水たまりの深さ、速度、車両の水深に対する感度が高くなるにつれて、ハイドロプレーニング現象のリスクが高まります。[ 2 ] [ 3 ]
車両がハイドロプレーニングを起こす速度を正確に決定する方程式はありません。既存の取り組みでは、経験的テストから経験則を導き出しています。[ 6 ] [ 7 ]一般的に、車は72～93 km/h (45～58 mph)以上の速度でハイドロプレーニングを起こし始めます。[ 8 ]
オートバイは、丸みを帯びたカヌー型の接地面を持つ細いタイヤの恩恵を受ける。細いタイヤは、車両の重量がより小さな面積に分散されるため、ハイドロプレーニング現象を起こしにくく、また、丸みを帯びたタイヤは水を押し流しやすい。しかし、スーパースポーツクラスのような、もともと幅広のタイヤを装着した軽量なオートバイでは、これらの利点は薄れる。さらに、濡れた路面では、タイヤが滑る前に支えられる横方向の力が減少する。四輪車ではスリップを修正できる場合もあるが、オートバイで同じスリップをすると、一般的にライダーは転倒してしまう。したがって、濡れた路面ではハイドロプレーニング現象の危険性は比較的低いものの、路面が濡れていると全体的なトラクションが低下するため、オートバイのライダーはより一層注意を払う必要がある。
以下の式を用いることで、ハイドロプレーニング現象が完全に発生する速度を近似的に求めることができる。
どこタイヤの空気圧はpsiで、その結果は、車両が完全にハイドロプレーニング状態になる速度（mph）です。[ 9 ]タイヤの空気圧が35psiの車両を例にとると、タイヤが路面との接触を失う速度は61mph と概算できます。
しかし、上記の式はあくまでも大まかな近似値にすぎません。ハイドロプレーニング現象への耐性は、主に車両重量、タイヤ幅、トレッドパターンなど、いくつかの異なる要因によって左右されます。これらの要因はすべて、接地面の一定面積においてタイヤが路面に及ぼす圧力に影響を与えるためです。例えば、幅の狭いタイヤに多くの重量がかかり、かつアグレッシブなトレッドパターンを持つタイヤは、軽量車両に幅広タイヤを装着し、トレッドが最小限に抑えられている場合よりも、はるかに高速でのハイドロプレーニング現象への耐性が高くなります。さらに、ハイドロプレーニング現象の発生確率は、水深が深くなるにつれて大幅に増加します。
車両がハイドロプレーニング現象を起こした際にドライバーがどのような感覚を覚えるかは、どの車輪がトラクションを失ったか、そして進行方向によって異なります。
車両が直進している場合、わずかに不安定な感覚が生じる可能性があります。通常走行時に路面感覚が良好だった場合、突然路面感覚が低下する可能性があります。小さな修正操作を行っても効果はありません。
駆動輪がハイドロプレーニング現象を起こすと、車輪が空転し始めるため、エンジン回転数と表示速度が急激に上昇することがあります。高速道路の広いカーブで前輪がトラクションを失うと、車は突然カーブの外側に流れていきます。後輪がトラクションを失うと、車の後部が横滑りします。4輪すべてが同時にハイドロプレーニング現象を起こすと、車は直線的に滑り、カーブの場合はやはりカーブの外側に流れていきます。いずれかの車輪、またはすべての車輪がトラクションを取り戻すと、その車輪が向いている方向に急激な衝撃が生じることがあります。
ハイドロプレーニング現象発生中は、操作操作が逆効果になる傾向があります。車がカーブを曲がっていない場合は、アクセルペダルを緩めることで、トラクションを回復できるほど減速できる可能性があります。ステアリング操作を行うと、車がスリップしてしまい、そこから立て直すのが困難または不可能になる場合があります。ブレーキ操作が避けられない場合は、ドライバーはスムーズにブレーキをかけ、不安定な状態になることを覚悟しておく必要があります。
後輪がハイドロプレーニング現象を起こしてオーバーステアになった場合、後輪がグリップを取り戻すまで、ドライバーはスリップした方向にハンドルを切り、その後、車体をまっすぐにするために素早く反対方向にハンドルを切る必要があります。
最善の対策は、ハイドロプレーニング現象を引き起こす要因を避けることです。適切なタイヤ空気圧、幅が狭く摩耗していないタイヤ、乾燥路面で適度と判断される速度よりもさらに減速した速度は、ハイドロプレーニング現象のリスクを軽減します。また、水たまりを避けることも有効です。
電子式横滑り防止装置は、防御運転技術や適切なタイヤ選択に取って代わるものではありません。これらのシステムは選択的な車輪制動に依存しており、それは路面との接触状況によって左右されます。横滑り防止装置は、車両が十分に減速してトラクションを取り戻した際にスリップからの回復を助けることはできますが、ハイドロプレーニング現象を防ぐことはできません。
水たまりや路面状況の変化によっては、スムーズかつ適切な減速が必要となる場合があるため、濡れた路面や凍結した路面ではクルーズコントロールを使用しないでください。
ハイドロプレーニングとも呼ばれるハイドロプレーニングとは、航空機の車輪が滑走路上の荷重支持面との接触を失い、車輪のブレーキ操作が航空機の対地速度を効果的に減速できなくなる現象です。ハイドロプレーニングは、着陸時や離陸中止時に航空機の車輪ブレーキの効果を低下させ、滑走路の端から航空機が逸脱する原因となることがあります。ハイドロプレーニングは、2007年にサンパウロで豪雨の中、滑走路の端から逸脱して墜落したTAM航空3054便の墜落事故など、複数の航空機事故の原因となっています。逆噴射ブレーキを使用できる航空機は、このような状況では道路車両よりも有利です。このタイプのブレーキはハイドロプレーニングの影響を受けないためですが、乾燥した滑走路での車輪ブレーキほど効果的ではないため、作動させるにはかなりの距離が必要です。
ハイドロプレーニングとは、航空機が水たまり、シャーベット状の雪、または湿った雪で汚染された滑走路に着陸した際に発生する現象です。ハイドロプレーニングは、地上での操縦性や制動効率に深刻な悪影響を及ぼす可能性があります。ハイドロプレーニングには、動的ハイドロプレーニング、反転ゴムハイドロプレーニング、粘性ハイドロプレーニングの3つの基本的なタイプがあります。これら3つのいずれかが発生すると、着陸滑走中にいつでも航空機が部分的に、あるいは完全に制御不能になる可能性があります。
しかし、滑走路に溝を設けることでこれを防ぐことができます。1965年、米国代表団がファーンバラの王立航空研究所を訪れ、ハイドロプレーニング現象を軽減するための溝付き滑走路を視察し、 FAAとNASAによる調査を開始しました。[ 10 ]それ以来、溝は世界中のほとんどの主要空港で採用されています。コンクリートに細い溝を刻むことで、水が排出され、ハイドロプレーニング現象の可能性がさらに低減されます。
粘性ハイドロプレーニングは、水の粘性特性によるものです。深さ0.025 mm [ 11 ]以下の薄い流体膜があれば十分です。タイヤは流体を貫通できず、膜の上を転がります。これは動的ハイドロプレーニングよりもはるかに低い速度で発生する可能性がありますが、アスファルトや過去の着陸で蓄積されたゴムで覆われた接地面など、滑らかまたは滑らかな表面が必要です。このような表面は、濡れた氷と同じ摩擦係数を持つことがあります。
動的ハイドロプレーニングは、滑走路に少なくとも2.5 mm ( 1 ⁄ 10インチ)の深さの水膜がある場合に発生する比較的高速な現象です。[ 11 ]航空機の速度と水の深さが増加すると、水の層は移動に対する抵抗を増大させ、タイヤの下に水のくさびが形成されます。ハイドロプレーニング速度 (V p ) と呼ばれるある速度で、水圧によって発生する上向きの力が航空機の重量と等しくなり、タイヤが滑走路面から浮き上がります。この状態では、タイヤは方向制御に寄与しなくなり、ブレーキ作用はゼロになります。動的ハイドロプレーニングは一般的にタイヤの空気圧に関連しています。テストの結果、タイヤに大きな荷重がかかり、トレッドの量に対して十分な水深があり、速度による動圧が接地面全体に適用される場合、動的ハイドロプレーニングの最小速度 (V p ) は、タイヤの圧力 (ポンド/平方インチ (PSI)) の平方根の約 9 倍であることがわかっています。[ 11 ]航空機のタイヤの圧力が 64 PSI の場合、計算されたハイドロプレーニング速度は約 72 ノットになります。この速度は、転がって滑らない車輪の場合です。車輪がロックされると、V p は圧力の平方根の 7.7 倍に減少します。したがって、ロックされたタイヤがハイドロプレーニングを開始すると、他の手段 (空気抵抗または逆推力) によって速度が低下するまで続きます。[ 11 ]
リバートゴム（蒸気）ハイドロプレーニングは、長時間のタイヤのロックスリップを引き起こす激しいブレーキング中に発生します。この種のハイドロプレーニングを促進するには、滑走路に薄い水の膜があるだけで十分です。タイヤのスリップによって十分な熱が発生し、水の膜が蒸気のクッションに変化して、タイヤが滑走路から離れるのを防ぎます。熱の副次的効果として、滑走路に接触しているゴムが元の未加硫状態に戻ります。リバートゴムハイドロプレーニングが発生した航空機の兆候は、滑走路表面に特徴的な「蒸気洗浄」された跡と、タイヤにリバートゴムのパッチがあることです。[ 11 ]
逆方向のゴムハイドロプレーニングは、動的ハイドロプレーニングに続いて発生することが多く、その間、パイロットは機体を減速させようとしてブレーキをロックしている場合があります。最終的に機体は十分に減速し、タイヤが滑走路面に接触して横滑りを始めます。このタイプのハイドロプレーニングの対処法は、パイロットがブレーキを解除して車輪を空転させ、適度なブレーキをかけることです。逆方向のゴムハイドロプレーニングは、パイロットがいつ発生したか分からない場合があり、非常に低速（20ノット以下）まで続く可能性があるため、厄介です。
ハイドロプレーニング現象を起こすタイヤは、制動効果と方向制御の両方を低下させる。[ 11 ]
ハイドロプレーニング現象の可能性に直面した場合、パイロットは溝付き滑走路（利用可能な場合）に着陸することが推奨されます。着陸速度は、安全性を確保しつつ可能な限り遅くする必要があります。前輪が滑走路に降りた後、適度なブレーキをかけます。減速が確認できず、ハイドロプレーニング現象が疑われる場合は、機首を上げ、空気抵抗を利用してブレーキが効くまで減速する必要があります。
適切なブレーキ操作が不可欠です。ブレーキは、スキッドの直前までしっかりと踏み込みます。スキッドの兆候が見られたら、パイロットはブレーキ圧を緩めて車輪を空転させます。方向制御は、可能な限りラダーで維持します。横風の中でハイドロプレーニングが発生すると、横風によって機体は風上に向かって風向計のように動き（つまり、機首が風上を向く）[ 11 ]、同時に風下に向かって滑ります（機体は空気の流れの方向に滑りやすくなります）。 小型機の場合、軟弱地着陸を行うように機首を上げ、ラダーを使って空力的に方向制御を維持しながら、風上側のエルロンを翼が持ち上がらないように最適な位置に保持すると効果的です。ただし、横風成分がパイロット操作ハンドブックに記載されている最大実証横風よりも大きい大雨の中での着陸は避けてください。
このリスクを軽減するために、メンテナンス作業では路面摩擦と路面表面のテクスチャの回復に重点が置かれています。広く用いられている方法の一つが超高圧（UHP）水ブラスト洗浄です。これは、化学薬品や研磨剤を使用せずにゴムの堆積物を除去し、路面のテクスチャを再生する技術です。この技術では、通常2,000バール以上の圧力の水を用いて路面を洗浄し、粗面化することで、効果的な排水路と滑り抵抗を回復させます。UHP水ブラスト洗浄は、空港の滑走路のゴム除去や、道路の路面テクスチャ改善によく用いられています。例えば、特殊な移動式ユニットを使用すれば、加圧水のみでゴムの除去、路面標示の消去、路面テクスチャの再生を一度に行うことができます。これらのシステムは、特に濡れた路面状況において、安全な摩擦レベルを維持し、ハイドロプレーニング現象のリスクを低減するのに役立ちます。
路面が濡れている場合、水の層が潤滑剤として働き、車両のトラクションと安定性を大幅に低下させる可能性があります。タイヤの下に十分な水があると、ハイドロプレーニング現象が発生する可能性があります。
{{cite web}}: CS1 maint: タイトルとしてアーカイブされたコピー (リンク)タイヤの場合は 0.25 mm、新品タイヤの場合は 0.76 mm。