Loading article…
制御衝突実証実験（通称「砂漠での墜落」）は、 NASAと連邦航空局（FAA）の共同プロジェクトで、乗客と乗員の生存を支援するためのデータ収集と新技術のテストを目的として、遠隔操作のボーイング720型機を意図的に墜落させた。この墜落実験には、 NASAエイムズ研究センター、ラングレー研究センター、ドライデン飛行研究センター、FAA、ゼネラル・エレクトリックによる4年以上の準備期間が必要だった。数多くのテスト飛行の後、1984年12月1日に飛行機は墜落した。テストは概ね計画通りに進み、消火に1時間以上かかる大きな火球が発生した。
FAAは、乗客の約4分の1は生存できたであろうこと、防曇灯油の試験燃料では火災のリスクを十分に低減できなかったこと、そして航空機の客室設備にいくつかの変更が必要であることを結論付けた。NASAは、ヘッドアップディスプレイとマイクロ波着陸システムがあれば、パイロットはより安全に航空機を操縦できたであろうと結論付けた。
NASAと連邦航空局（FAA）は、大型の4発エンジン搭載の遠隔操縦輸送機を用いた制御衝突実証（CID）により、輸送機の乗員の衝突生存率を向上させる技術の取得、実証、検証を行う共同プログラムを実施した。CIDプログラムは、カリフォルニア州エドワーズにあるNASAエイムズ研究センター（エイムズ・ドライデン）のドライデン飛行研究施設で、遠隔操縦のボーイング720輸送機を使用して実施され、1984年末に完了した。CIDプログラムの目的は、防曇燃料の使用による衝突後の火災の減少を実証すること、輸送機の衝突構造データを取得すること、既存の改良された座席拘束装置とキャビン構造システムの有効性を実証することであった。[ 2 ]
ボーイング 720（機体番号N833NA [ 1 ]）は、1960年にFAAによって訓練機として新造購入されました。[ 3 ] 20,000時間以上、54,000回の離着陸サイクルを経て、耐用年数を終えました。[ 3 ] この機体は1981年にCIDプログラムのためにNASAエイムズ/ドライデン飛行研究センターに引き渡されました。[ 3 ]
添加剤であるICIのFM-9は、高分子量長鎖ポリマーであり、ジェットA燃料と混合すると防曇灯油（AMK）を形成します。AMKは、模擬衝撃試験において、放出された燃料の着火と火炎伝播を抑制する能力があることが実証されています。AMKは、フィルターの目詰まりなどいくつかの問題が発生する可能性があるため、ガスタービンエンジンに直接導入することはできません。AMKは、エンジンに導入して燃焼させる前に、ほぼジェットAの状態に戻す必要があります。この復元は劣化と呼ばれ、ボーイング720では劣化装置と呼ばれる装置を使用して行われました。4基のプラット・アンド・ホイットニーJT3C -7エンジンのそれぞれに、 AMKを分解してジェットAに近い品質に戻すために、ゼネラル・エレクトリック（GE）によって製造および設置された劣化装置が搭載されていました。
AMKの研究に加え、NASAラングレー研究センターは、客室と操縦席に計測機器を組み込んだ衝突ダミー人形を使用する構造荷重測定実験にも携わった。1984年の最終飛行に先立ち、FAAが生存可能と判断する最終衝突条件を確立するために、4年以上の努力が費やされた。
14回の飛行シリーズで、ゼネラル・エレクトリック社は4つの減速装置（各エンジンに1つずつ）を設置してテストしました。FAAはAMKを改良し、混合、テスト、そして実物大の航空機に燃料を供給しました。飛行中、航空機は遠隔操作で、準備された墜落現場の上空約150フィート（46メートル）まで約69回のアプローチを行いました。これらの飛行は、エンジンの性能を監視しながら、AMKを燃料タンクとエンジンに段階的に導入するために使用されました。同じ飛行中に、NASAのドライデン飛行研究センターは、ボーイング720をドローン航空機として飛行させるために必要な遠隔操縦技術も開発しました。実物大のテストの最初の試みは、720へのアップリンク接続の問題により、1983年後半に中止されました。アップリンクが故障すると、地上のパイロットは航空機を制御できなくなります。
1984年12月1日の朝、試験機はカリフォルニア州エドワーズ空軍基地から離陸し、左旋回して高度2,300フィート（700メートル）まで上昇した。この機体は、NASAドライデン遠隔制御機施設からNASAの研究パイロット、フィッツヒュー・フルトンによって遠隔操縦された。すべての燃料タンクには合計76,000ポンド（34,000キログラム）のAMKが充填され、すべてのエンジンは始動から着陸まで（飛行時間は9分）改造ジェットAで稼働した。その後、着陸装置は格納されたまま、約3.8度の降下角でロジャース乾湖の東側に特別に準備された滑走路に着陸した。
地上高度150フィート（46メートル）の決定高度を過ぎた時点で、機体は目標経路からわずかに右に逸れた。機体はダッチロールと呼ばれる状態に陥った。パイロットが着陸復行を行うべき決定点よりわずかに高い高度では、滑走路の中心線まで戻るのに十分な高度があるように見えた。機体はグライドスロープを下回り、目標対気速度を下回っていた。データ収集システムが作動しており、機体は衝突に向かっていた。
航空機は左翼を下げ、全開スロットルで地面に接触し、機首は滑走路中心線の左側を向いていた。当初の計画では、航空機は翼を水平にし、スロットルをアイドルに設定し、CID（衝突回避）中に滑走路中心線上に正確に着陸し、滑走路にセメントで固定された8本の支柱（支柱に溶接された「角」の形状から「サイ」と呼ばれている）によって翼が切り裂かれても胴体は 無傷のままになるはずだった。ボーイング720は斜めに着陸した。サイのうちの1本がバーナー缶の後ろにある3番エンジンを切り裂き、エンジンは翼のパイロン上に残された。これはこの種の衝突では通常起こらないことである。同じサイがその後胴体を切り裂き、燃焼した燃料が胴体内に流れ込んだことで客室火災が発生した。
3番エンジンの停止と全開スロットル状態は、試験範囲外であったため重要であった。3番エンジンは約1/3回転の間作動し続け、[ 4 ]衝突後に燃料を劣化させて着火し、大きな熱源となった。火と煙の消火には1時間以上かかった。CID衝突は壮観で、右側の3番エンジンによって大きな火球が発生し、機体を包み込んで燃やした。AMKの立場からすると、この試験は大きな後退であった。NASAラングレーにとっては、耐衝撃性に関する収集データは成功とみなされ、同様に重要であった。
実際の衝突試験では、試験した防曇添加剤はあらゆる状況下での衝突後の火災を防ぐのに十分ではないことが示されたが、初期火災の強度の低下はAMKの効果によるものとされた。[ 5 ] [ 6 ]
FAAの調査官は、機体に乗っていた113人のうち23～25％が墜落から生還できた可能性があると推定した。前方キャビンでは、スライドが出てから煙で視界が完全に遮られるまでの時間は5秒、後方キャビンでは20秒だった。ドアにたどり着いて開け、スライドを操作するのに必要な時間を考慮すると、避難にかかった合計時間はそれぞれ15秒と33秒だった。調査官は、濃い煙の中を脱出できる可能性についての推定を「非常に推測的なもの」と評した。[ 7 ]
墜落事故の分析の結果、FAAはシートクッションの難燃性に関する新たな基準を制定し、防火層の使用を義務付けた。その結果、テストで使用されたものよりも優れた性能を発揮するシートが製造された。[ 8 ]また、衝突時に2種類の接着剤で固定された非常灯が外れたため、床面近接照明を機械的に固定することを義務付ける基準も導入した。[ 9 ]ピッチ、ロール、加速度のフライトデータレコーダーのサンプリングレートに関する連邦航空規則は不十分であることが判明した。[ 10 ]
NASAは、衝突時の操縦作業は異常に高い作業負荷を伴うものであり、ヘッドアップディスプレイの使用、より多くの作業の自動化、高解像度モニターの使用によって軽減できた可能性があると結論付けた。また、標準的な計器着陸システムよりも追跡精度を向上させるためにマイクロ波着陸システムの使用を推奨した。実際には、全地球測位システム（GPS）ベースの広域増強システムがこの役割を果たすようになった。[ 11 ]
これは、4発エンジンのジェット機（ボーイング720）が遠隔操縦で飛行に成功した初めての事例でした。また、航空機が曇り止め灯油（AMK）のみで飛行に成功した初めての事例でもありました。
CID プログラムの目的は、(1) 防曇燃料の使用による墜落後の火災の減少を実証すること (Klueg、1985 年)、(2) 輸送機の墜落構造データを取得すること (Hayduk および Alfaro-Bou、1985 年)、(3) 既存の改良された座席拘束装置およびキャビン構造システムの有効性を実証すること (Hayduk および Alfaro-Bou、1985 年) であった。