熱くて高い

航空の世界では、高温高気圧とは、外気温が高く空港の標高が高いために空気密度が低い状態を言います。空気密度は気温と高度の上昇とともに低下します。空気密度が低くなると、航空機のエンジンからの出力が低下し、航空機が飛行できるようになるまでに真対気速度を上げる必要があります。飛行士は密度高度を計算して空気密度を測定します。^[1]

空港は、他の条件が存在しないにもかかわらず、特に暑かったり高かったりすることがあります。気温と気圧高度は、1 時間ごとに変化することがあります。高度が上がると気温が下がるのが一般的であるため、「暑くて高い」という影響は多少緩和されます。

• 飛行機は離陸に長い距離を走行する必要があり、利用可能な滑走路の量を超える可能性があります。
• 離陸時の出力が低下すると、航空機の上昇能力が低下します。場合によっては、航空機が山岳空港周辺の地形を通過できるほどの速さで上昇できないことがあります。
• ヘリコプターは、高度速度図の網掛け部分で飛行しなければ、そもそも飛行できない場合があります。このため、エンジンが故障した場合に制御不能な降下が発生する可能性があります。
• 低温を利用して高高度の空港に着陸した航空機が、気温が上昇して空気密度が低下したために立ち往生してしまうケースもある。
• いかなる高度でも安全ではありませんが、過積載の航空機は高温高地の状況下ではさらに危険です。

高温高気圧条件下で航空機の性能を向上させるには、次のような方法があります。

• 航空機の重量を減らす。燃料タンクを完全に満たすのではなく、（低高度の）目的地に到達するのに十分な燃料だけを積むことで重量を減らすことができます。場合によっては、不要な機器を航空機から取り外すことができます。しかし、多くの場合、航空機の重量を十分に減らす唯一の実際的な方法は、乗客、貨物、または武器の積載量を減らして出発することです。その結果、出発空港の高温高気圧により、民間航空機が利益を上げるのに十分な積載量で運航できなくなったり、戦闘機が長距離空爆を行う際に発揮できる火力が制限されたりすることがあります。
• エンジン出力を増大します。エンジン出力を増大すると、飛行機の加速が向上し、離陸距離が短縮されます。エンジン出力が増大すると、一般的にサイズと重量が大きくなり、巡航中に燃料を多く消費するため、同じ目的地に到達するのに必要な燃料量が増加します。燃料とエンジンの重量が増加すると、潜在的なパフォーマンス向上が打ち消される可能性があり、追加燃料のコストが増加すると、商用航空機の収益性が制限される可能性があります。一方、効率の悪い古いエンジンを、より高度な設計の新しいエンジンに交換すると、出力と効率の両方が向上し、重量が減少することもあります。この状況では、唯一の本当のデメリットはアップグレードのコストです。
• ロケットなどの補助離陸装置を利用して、加速と上昇率を高めます。
• エンジンのコンプレッサーまたは燃焼器に蒸留水を注入します。ジェット エンジンに水を注入する主な目的は、加速される質量を増やし、エンジンによって生成される力を増やすことです。2 番目の目的は、燃焼温度を下げて、エンジン温度が制限を超えないように、より高い出力設定を使用できるようにすることです。

補助ロケットやジェット エンジンは、満載の航空機が滑走路内で離陸するのを補助します。ロケットは通常、離陸後に投棄される 1 回限りのユニットです。この方法は、軍用ターボジェットの推力が低いため、短い滑走路からの離陸や非常に重い積荷での離陸には不十分だった 1950 年代と 60 年代によく使用されていました。現在ではほとんど使用されていません。

補助ジェットやロケットは、使用中に何か問題が発生した場合に航空機が損傷したり制御不能になったりするリスクがあるため、民間航空機ではほとんど使用されていません。しかし、ボーイングは、メキシコシティ空港 ( MMMX ) とボリビアのラパスからの「高温高高度」運用を主な目的として、人気のボーイング 727に JATO を搭載したバージョンを製造しました。ブースターは、航空機の両側の主翼の付け根の主脚に隣接して配置され、離陸中にエンジンが故障した場合の緊急フォールバックとしてのみ機能することを目的としていました。^[2]

初期のジェット旅客機のメーカー数社は、高温高高度での運航に最適化された機種を提供していました。このような航空機は、一般的にモデルラインナップの中で最も大きな翼と最も強力なエンジンを備え、重量を軽減するために小型の胴体を採用していました。このような航空機には次のようなものがあります。

• BACワンイレブン 475 は、シリーズ 400 の短い機体と、シリーズ 500 のより強力なエンジンおよび改良された翼を組み合わせたものです。この航空機は、厳しい現場での作戦に対応するために、より強力な着陸装置も備えていました。
• ボーイング707-220は、707-120の機体に、軍用J75の民間版である、より強力なプラット・アンド・ホイットニーJT4Aエンジンを搭載した機体である。707-220は燃料消費量が極めて多く、わずか5機しか製造されず、すべてブラニフ国際航空向けであった。707-220は、はるかに低い燃料消費量でさらに大きな出力を持つターボファンエンジン搭載の707-120Bの発売により不要となった。
• コンベア880。コンベアはこの航空機の構成を 1 つしか提供しなかったが、ボーイングやダグラスの競合機よりもパワーがあり、機体は小型だった。コンベアは基本的に、高温高地での運用に最適化された航空機の魅力に 880 モデル ライン全体の成功を賭けた。この賭けは失敗し、880 はわずか 65 機しか売れず、コンベアの初期の航空機事業はすぐに崩壊した。
• デ・ハビランド・カナダ ダッシュ 8-200は、高温高地での運用に適した -100 機体に -300 の大型エンジンを搭載した機体です。この機体は成功を収め、最終的には -100 の生産ラインに取って代わりました。
• ロッキードL-1011-200は、L-1011-100 にさらに強力な RB.211-524B エンジンを搭載したものです。
• マクドネル・ダグラス DC-9-20は、DC-9-10 の小型胴体と DC-9-30 の大型翼およびより強力なエンジンを組み合わせたもので、販売台数では両者を大きく上回りました。
• マクドネル・ダグラス DC-10-15は、DC-10-10 の胴体と DC-10-30 の大型エンジンを組み合わせたものです。これらは特にアエロメヒコ航空とメキシカーナ航空向けに設計され、販売されました。製造されたのはわずか 7 機でした。
• ビッカースVC10は、南アジアやアフリカの短い滑走路から中距離飛行できる大型旅客機というBOAC の要件を満たすように設計された。エンジンを後部に搭載することで翼の効率が向上し、滑走路の破片による損傷を受けにくくなった。その結果、当時のボーイング 707 に比べて燃料消費量が多くなり、他のすべての大手航空会社は VC10 を却下した。
• マクドネル・ダグラスMD-82はMD-80の高性能版であり、売れ行きが良かったが、これは性能に特化した航空機としては非常に珍しいことである。

これらの航空機の大半がマーケティングに失敗したことから、航空会社は一般的に、特定の空港でのわずかな性能向上と引き換えに、巡航時の効率の低下や最大積載量の減少を受け入れたくないということが明らかになりました。航空会社にとっては、これらの欠点を受け入れるよりも、滑走路の延長を要求したり、状況に応じて積載量を減らして運航したり、採算の取れない目的地を単にやめたりする方が簡単でした。

さらに、1970 年代に第 2 世代のジェット旅客機が登場し始めると、一部の航空機は特別な「高温高高度」型の必要性を排除するように設計されました。たとえば、エアバス A300 は、前縁スラットを 15 度に調整し、フラップを格納したままにした 15/0 離陸を実行できます。この離陸技術は高温高高度空港でのみ使用されます。これは、より高い上昇制限重量を可能にし、第 2 セグメントの上昇性能を向上させるためです。

ほとんどのジェット旅客機メーカーは、モデルラインナップから「ホット＆ハイ」タイプを削除しました。

高温で高気圧に覆われた空港の代表的な例としては、以下のものがある。^[要出典]

• アディスアベバ、エチオピア-ボレ空港
• アルバカーキ、ニューメキシコ州、アメリカ合衆国–アルバカーキ国際空港、特に晩春から初秋にかけて
• ブラジル、ブラジリア–ブラジリア空港
• ボゴタ、コロンビア–エルドラド空港
• カナダ、アルバータ州カルガリー–カルガリー国際空港、特に晩春から初秋にかけて
• 中国四川省稲城県–稲城亜頂空港。海抜 4,411 メートル (14,472 フィート)の稲城亜頂は、世界で最も標高の高い民間空港です。
• ダウラト・ベグ・オルディ、ラダック、インド–ダウラト・ベグ・オルディ高度着陸場（標高16,700フィート（5,100メートル）の世界最高高度の滑走路。気候は夏季最高気温35℃（95℉）、冬季最低気温-35℃（-31℉）^[3]）
• コロラド州デンバー–デンバー国際空港、特に晩春から初秋にかけて
• エドワーズ空軍基地、カリフォルニア州、アメリカ合衆国
• グアテマラシティ、グアテマラ–ラ・アウロラ国際空港、中央アメリカで最も標高の高い国際空港（4,951フィート（1,509メートル））。2月下旬から10月下旬までは暑いです。
• ハラレ、ジンバブエ–ロバート・ガブリエル・ムガベ国際空港
• 中国チベット自治区シガツェ市ジャンダム郷–シガツェ平和空港、標高: 3,782 m (12,408 フィート)
• ヨハネスブルグ、南アフリカ– ORタンボ国際空港
• アフガニスタン、カブール–カブール国際空港
• ウガンダ、カンパラ–エンテベ国際空港
• 康定、四川省、中国–康定空港;標高: 4,280 m (14,042 フィート)
• 中国雲南省昆明–昆明長水国際空港
• クウェート市、クウェート–クウェート国際空港（標高206フィート（63メートル）しかないが、夏の平均気温は114°F（46°C）に達するため、世界で最も暑い空港の1つとして広く考えられている）^[4]
• ボリビア、ラパス–エル・アルト国際空港（年間を通じて平均最高気温が 15 °C (59 °F) を超えることはなく、一般的に「暑い」空港ではありませんが、13,325 フィート (4,061 m) の標高にある、国際定期便が発着する世界で最も標高の高い商業空港です）
• ラスベガス、ネバダ州、アメリカ合衆国–ハリー・リード国際空港
• インド、ラダック地方、レー–クショク・バクラ・リンポチェ空港– (標高10,700フィート（3,300メートル）で世界で最も高い商業空港の1つ。高い山々に囲まれ、気温は冬は-42℃（-43.6°F）、夏は33℃（91.4°F）に及び、^[5]飛行するには非常に難しい空港です。)
• 中国、チベット、ラサ–ラサ・クンガル空港
• ルサカ、ザンビア–ケネス・カウンダ国際空港
• コロンビア、メデジン–ホセ・マリア・コルドバ国際空港（エアバスA380の高温試験がここで行われた^[6]）。
• メキシコシティ、メキシコ–メキシコシティ国際空港、フェリペ・アンヘレス国際空港
• ケニア、ナイロビ-ジョモ・ケニヤッタ国際空港
• 中国、チベット、ンガリ県のグンサ郡–ンガリ・グンサ空港;標高: 4,274 m (14,022 フィート)
• 中国チベット自治区ニンティのメインリン–ニンティメインリン空港; 標高: 2,949 m (9,675 フィート)
• アメリカ合衆国アリゾナ州フェニックス–フェニックス・スカイハーバー国際空港（標高1,135フィート（346メートル）は極端ではありませんが、この地域の暑い砂漠気候は、年間の大半で暑く高い特徴をもたらします）
• 中国チベット自治区カムド–カムド・バンダ空港; 標高: 4,334 m (14,219 フィート)
• エクアドル、キト-マリスカル・スクレ空港
• リヤド、サウジアラビア–キング・ハーリド国際空港
• ソルトレイクシティ、ユタ州、アメリカ合衆国–ソルトレイクシティ国際空港、特に晩春から初秋にかけて
• イエメン、サナア-サナア国際空港
• シアチェン氷河、インド– ソナムポスト、世界最高地点のヘリポート（標高21,000フィート（6,400メートル））世界最高地点の有人ポスト。^[7]
• テヘラン、イラン–テヘラン・エマーム・ホメイニ国際空港
• アルメニア、エレバン–ズヴァルトノツ国際空港
• ナミビア・ウィントフック–ホセア・クタコ国際空港^[8]