スポイラー（航空学）

航空学では、スポイラー（リフトスポイラーまたはリフトダンパーと呼ばれることもある）は、制御された方法で翼の揚力成分を意図的に減らす装置です 。ほとんどの場合、スポイラーは翼の上面にあるプレートで、気流に向かって上方に伸ばして流線型の流れを阻害することができます。これにより、スポイラーは翼の後ろの部分に制御された失速を作り出し、その翼部分の揚力を大幅に減らします。スポイラーは、エアブレーキが翼幅全体の揚力分布を乱さずに抗力を増やすように設計されているのに対し、スポイラーは抗力を増やすだけでなく揚力分布も乱すという点でエアブレーキとは異なります。

スポイラーは 2 つのカテゴリに分類されます。1 つは、降下率を上げるため、またはロールを制御するために飛行中に制御された角度で展開されるスポイラー、もう 1 つは、着陸時にすぐに完全に展開され、揚力を大幅に減らし (「リフト ダンパー」)、抗力を増やすスポイラーです。現代のフライ バイ ワイヤ航空機では、同じ制御面のセットが両方の機能を果たします。

1960 年代までは、ほとんどのグライダー(グライダー) で降下率を制御して制御された着陸を実現するためにスポイラーが使用されていました。それ以降、グライダーのスポイラーは、通常はシェンプ ヒルト型のエアブレーキにほぼ完全に置き換えられました。スポイラーとエアブレーキにより、速度を変えずに着陸時に滑空角度を変えることができます。

旅客機には、ほぼ常にスポイラーが装備されている。スポイラーは、速度を上げずに降下率を上げるために使用される。しかし、スポイラーの背後で発生する乱気流が騒音や振動を引き起こし、乗客に不快感を与える可能性があるため、その使用はしばしば制限される。スポイラーは、エルロンの代わりにロール制御のために差動操作されることもあり、マーティン・エアクラフト社は、1948年にそのようなスポイラーを開発した最初の会社である。 ^{[1]しかし、}着陸時には、スポイラーは、航空機の減速を助けるためにほぼ常に完全に展開される。スポイラーによって生じる形状抵抗の増加は、ブレーキ効果を直接的に助ける。しかし、最も大きな利点は、スポイラーによって揚力が劇的に失われ、航空機の重量が翼から着陸装置に移動され、車輪が機械的にブレーキをかけられてスリップしにくくなることである。

空冷ピストンエンジン航空機では、エンジンの急激な冷却を避けるためにスポイラーが必要になる場合があります。スポイラーなしで降下すると、気流速度が上昇し、エンジンの出力が低くなり、通常よりも熱の発生が少なくなります。エンジンが急速に冷却されすぎると、バルブの詰まり、シリンダーの亀裂、その他の問題が発生する可能性があります。スポイラーは、エンジンが急速に冷却されすぎないようにする出力設定でエンジンを稼働させながら、航空機を希望の速度で降下させることで、この状況を緩和します (特に、自然吸気エンジンよりも高温になるターボチャージャー付きピストンエンジンの場合に当てはまります)。

スポイラー コントロールは、ロール コントロール (アウトボード スポイラーまたはミッドスパン スポイラー) または降下コントロール (インボード スポイラー) に使用できます。

一部の航空機では、ロール制御のためにスポイラーをエルロンと組み合わせて、またはエルロンの代わりに使用します。これは主に、高速で方向舵の入力が制限される場合に逆ヨーを減らすためです。このようなスポイラーをスポイラーロンと呼びます。スポイラーロンの場合、操縦面として使用するために、片方の翼のみを持ち上げることにより揚力が減少し、抗力が増加し、ロールとヨーが発生します。専用のエルロンをなくすことで、操縦の逆転の問題も回避され、フラップが翼後縁の大部分を占めるようになります。

現代のジェット旅客機のほとんどには、降下中に降下率を高めて速度を制御するために一緒に使用されるインボード リフト スポイラーが装備されています。一部の航空機では、着陸進入時にリフト スポイラーを使用して、航空機の姿勢を変えずに降下を制御します。

リフトスポイラーを装備していないジェット旅客機の 1 つに、ダグラス DC-8があります。この機は、飛行中に機内 2 つのエンジンの逆推力を利用して降下速度を制御します (ただし、機体にはリフトダンパーが装備されていました)。ロッキード トライスターには、着陸進入時にスポイラーを使用して降下を制御するダイレクト リフト コントロールと呼ばれるシステムが装備されていました。

フライバイワイヤ制御を備えたエアバス機は、降下制御、スポイロン、突風緩和、リフトダンパーにワイドスパンのスポイラーを使用しています。特に着陸進入時には、スポイラーの全幅が航空機の降下率と傾斜を制御しているのがわかります。

リフト ダンパーは、翼の長さの大部分に沿って伸びる特殊なタイプのスポイラーで、着陸時にできるだけ多くの揚力を放出するように設計されています。リフト ダンパーには、展開と格納の 2 つの位置しかありません。リフト ダンパーには、航空機の重量の大部分を車輪に乗せてブレーキ効果を最大化すること、形状抵抗を増やすこと、着陸時に航空機が「跳ね返る」のを防ぐことという 3 つの主な機能があります。

リフト ダンパーは、着陸時にほぼ常に自動的に展開されます。フライト デッキ コントロールには、オフ、自動 (「作動」)、手動 (まれにしか使用されない) の 3 つの位置があります。着陸進入時には「自動」が選択され、着陸時に、車輪重量スイッチと呼ばれるセンサーがリフト ダンパーを上げるように信号を送ります。フライト コントロール スポイラーも追加のリフト ダンパーとして上げられます。

現代のジェット機のほぼすべてにリフト ダンパーが装備されています。ブリティッシュ エアロスペース 146には、特に幅の広いスポイラーが装備されており、追加の抗力を発生させて逆推力を不要にします。

着陸進入時に誤ってリフトダンパーを展開したり、リフトダンパーを「自動」に設定するのを忘れたりしたことが原因で、多くの事故が発生しています。

• エア・カナダ621便- 1970年7月5日、トロント で低高度でのスポイラーの早期展開が原因で墜落した。
• ユナイテッド航空553便 – スポイラーを解除し忘れたことが、 1972年12月8日にシカゴミッドウェー国際空港で墜落の原因となった。
• ロフトレイディル・アイスランド航空509便 - 1973年6月23日、ジョン・F・ケネディ国際空港で滑走路上40フィートでリフトダンパーを作動させようとした際にリフトダンパーが展開され、事故が発生した。 ^[2]
• アメリカン航空965便 - 山を避けるために上昇中にスポイラーを解除し忘れたことが、1995年12月20日のこの墜落事故の原因となった。
• アメリカン航空1420便- 1999年6月1日、リトルロック・ナショナル空港 でスポイラーを展開し忘れたことが墜落の原因となった。
• アトランティック航空670便 – 2006年10月10日、かなり短い濡れた滑走路への着陸時にスポイラーが展開せず、オーバーランして崖から転落した。
• TAM航空3054便 - このエアバスA320のパイロットは、右舷エンジンの逆推力装置が停止していることを知っていたため^{[3] 、2007年7月17日に}サンパウロのコンゴニャス空港に着陸しようとした際に、ブレーキをかけるために逆推力装置を使わなかったようだ。原因の一説によると、パイロットは着陸に必要な滑走路長を短縮する古い手順を使用していたが、パイロットのミスを招いたため廃止された。逆推力ではなくエンジンをアイドル状態にしておく必要があり、誤ってエンジンを全開にしたままにしていた。^[4]飛行機のスポイラーは、高速でブレーキをかける唯一の方法だった可能性がある。飛行機は滑走路から滑り落ち、主要幹線道路を越えて倉庫に突っ込み、乗客186人全員と地上の数人が死亡した。これはブラジル最悪の航空事故であった。^[5]
• 2023年エルミナ・ビーチクラフト390墜落事故 – 2023年8月17日、マレーシアのセランゴール州スンガイ・ブローで、ビーチクラフト390プレミアIビジネスジェットのスポイラーが着陸前に展開しようとした際に誤って展開し、突然の揚力喪失とその後の墜落が発生した。^[6]

• エアブレーキ（航空機）

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