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スティックシェイカーは、航空機の操縦桿( 「スティック」)を急速かつ大きな音で振動させて、航空乗務員に差し迫った失速が検出されたことを警告するように設計された機械装置です。通常、この装置は、民間の大型ジェット機の大半と、大型の軍用機のほとんどに搭載されています。
スティック シェイカーは、航空機の失速防止システムの重要なコンポーネントを構成しています。1963年の BAC ワンイレブン試験飛行の墜落事故などの事故は、空気力学的失速が原因であったため、航空規制機関は、そのような事故の発生を減らすために、特定の航空機にスティック シェイカーやスティック プッシャーなどの失速防止手段を装備することを求める要件を制定しました。スティック シェイカーは、旅客機や大型輸送機で比較的普及していますが、このような装置は絶対確実ではなく、乗務員は、その機能と起動時の対応方法について適切な訓練を受ける必要があります。スティック シェイカーが適切に機能していても、主にパイロットの不適切な対応により、航空機が失速に陥った事例がいくつか発生しています。
歴史
多くの小型航空機が、失速につながる臨界迎え角に近づくと、翼上の空気のスムーズな流れが妨げられ、翼の後縁で乱気流が発生します。航空機のサイズや設計によって異なりますが、バフェットと呼ばれる乱気流は、通常、航空機後端の昇降舵に影響を及ぼし、次に振動を引き起こします。この振動は操縦桿ケーブルを通じて伝わり、操縦桿を握っているパイロットは激しい揺れとして感じます。操縦桿のこの自然な揺れは、失速が進行していることをパイロットに早期に知らせる役割を果たします。
非常に大型の航空機、フライバイワイヤ航空機、および複雑な尾翼設計の航空機の場合、乱気流が昇降舵に到達しないか、または昇降舵のバフェットによる動きが操縦桿に伝達されないため、操縦桿にバフェット効果はありません。これにより、これらの航空機のパイロットは失速に陥るという重要な早期警告の 1 つを逃してしまいます。[引用が必要]
ボーイング社の航空機設計者は、スティックシェイカーと名付けた機械装置を考案してこの問題を解決した最初の人物である。この機械装置は、小型航空機が臨界迎え角に近づくと操縦桿が自然に揺れるのと同じように操縦桿を振る。[要出典]
スティックシェイカーは1949年にはすでに開発されていました。[1]
1963年、BACワンイレブン旅客機が失速試験中に墜落し行方不明となった。パイロットはT尾翼の飛行機を失速回復の限界を超えて押し進め、ディープストール状態に陥った。失速した翼からの乱気流により昇降舵が効かなくなり、制御不能と墜落に直接つながった。[2]この墜落事故の結果、生産されたBACワンイレブン旅客機すべてにスティックシェイカー/プッシャー複合システムが搭載された。この事故のより広範な影響は、パイロットが失速状態を識別して克服する能力に関する新しい要件が導入されたことであり、この要件の詳細に準拠しない輸送カテゴリの航空機の設計は、航空機にスティックプッシャーが装備されていれば許容される可能性がある。[3] [4]
1979年5月25日のアメリカン航空191便墜落事故を受けて、連邦航空局（FAA）は耐空性指令を発行し、三発ジェット旅客機であるマクドネル・ダグラスDC-10のほとんどのモデルの操縦装置の両方にスティックシェイカーの設置と作動を義務付けた。（それ以前は、DC-10では機長操縦装置にのみスティックシェイカーが装備されていたが、191便の場合、この単一のスティックシェイカーは事故の初期段階で部分的な電源障害により機能しなくなっていた。）[5]規制当局の圧力に加えて、さまざまな航空機メーカーが独自の改良型失速防止システムを考案しようと努めており、その多くがスティックシェイカーを組み込んでいる。[6]アメリカの航空宇宙企業ボーイングは、自社が製造した多数の航空機に失速警報システムを設計して組み込んでいた。[7] [8]
幅広い航空機のコックピットにスティックシェイカーが組み込まれている。[8] テキストロン・アビエーションのビジネスジェット「サイテーション ・ロンジチュード」がその一例である。[8]ピラタスPC-24ライトビジネスジェットもそうだ。 [9]ボンバルディア・アビエーションのビジネスジェット「チャレンジャー600」ファミリーもそうだ。[10]ボーイング737、ボーイング767、エンブラエルEジェットE2ファミリーの新型モデルなどの民間航空機にも、機体の失速防止システムにスティックシェイカーが組み込まれている。[11] [12] [13]
失速防止システムの機能
スティック シェイカーは、航空機の失速防止システムの主要な要素です。このシステムは、胴体または翼に取り付けられた迎え角(AOA) センサーで構成されており、アビオニクスコンピューターに接続されています。アビオニクス コンピューターは、AOA センサーやその他のさまざまな飛行システムからの入力を受け取ります。このデータが差し迫った失速状態を示している場合、コンピューターはスティック シェイカーと聴覚アラートの両方を作動させます。[8]シェイカー自体は、意図的にアンバランスにされたフライホイールに接続された電気モーターで構成されています。作動すると、シェイカーは操縦桿を強力かつノイズを伴い、完全に紛れもない振動を引き起こします。操縦桿のこの振動は、低速の航空機が失速に近づくときに気流の剥離によって発生するスティックの振動の周波数と振幅と一致します。スティックの振動は、飛行乗務員が気を取られている場合に、聴覚による失速アラートのバックアップとして機能することを目的としています。[8]
スティックプッシャー
その他の失速防止システムには、スティックプッシャーがあります。これは、操縦桿を自動的に前方に押して、航空機の迎え角を減らすように指示し、航空機が完全失速に陥るのを防ぐ装置です。ほとんどの場合、スティックプッシャーは、スティックシェイカーが失速に近い状態を検知したという警告を発した直後まで作動しません。また、乗務員が迎え角を下げて失速の可能性を減らす適切な措置を講じた場合も作動しません。[4] [8]ほとんどの規制体制では、航空機の失速防止システムは離陸前にテストされ、作動状態に設定され、飛行中は作動状態に維持される必要があります。このため、起動チェックリストには通常、このようなテストを日常的に実行することが含まれています。[8]
オーディオ
スティックシェイカーの振動は、失速状態に遭遇した航空機のコックピットボイスレコーダー（CVR）の録音でよく聞こえるほど大きい。このレベルの激しい動きは意図的なものであり、スティックシェイカーは無視できないように設計されている。 [8]慣れていない飛行乗務員にとって、失速警報システムは攻撃的でせっかちなものとみなされる可能性があるため、訓練生パイロットにこのシステムを紹介する際には、実際の航空機ではなくフライトシミュレーターを使用するのが一般的になっている。このシステムなしで飛行すると、航空機が失速イベントに遭遇し、不適切に反応する可能性が高くなる。[8]
フライトクルー係数
2000年代には、失速警報システムの作動に対する乗務員の不適切な対応が少なくとも一部原因とされた一連の事故がありました。[4] [14] 2010年代初頭、この一連の事故に対応して、FAAは運航者に、乗務員がこれらの補助装置の正しい使用方法について適切に訓練されていることを確認するよう促すガイダンスを発行しました。[15] [16]
参照
参考文献
- ^ 「パイロット警告装置」。Aviation Week。第51巻第16号。McGraw-Hill Publishing Company。1949年10月17日。21ページ。 2021年6月8日閲覧。
- ^ 1963年10月22日、ウィルトシャー州チックレイド近郊のクラットヒルで発生したBACワンイレブンG-ASHGの事故に関する報告書、航空省CAP 219、1965年。
- ^ 「ビョルンのコーナー：ピッチの安定性、パート6」。リーハムニュース。2019年1月18日。
- ^ abc 「Stick Pusher」. skybrary.aero . 2020年7月21日閲覧。
- ^ 「MCDONNELL DOUGLAS DC-10、-10F、-30、-30F、-40シリーズ」。rgl.faa.gov。2020年7月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年5月24日閲覧。
- ^ 「US5803408A: オートパイロット/フライトディレクター失速防止システム」 。 2020年7月22日閲覧。
- ^ ドミニク・ゲイツ、マイク・ベイカー（2019年6月22日）。「MCASの内部事情：ボーイング737MAXシステムはいかにしてパワーを獲得し、安全装置を失ったか」シアトル・タイムズ。
- ^ abcdefghi Mark, Rob (2017年8月14日). 「仕組み: スティックシェイカー/プッシャー」. Flying.
- ^ ガーザニクス、マイク（2019年5月10日）。「私たちはピラタスPC-24を飛ばします」。フライトインターナショナル。
- ^ Learmount, David (2019年10月18日). 「ビジネス航空の安全性はどのようにして行き詰まっているのか」Flight International。
- ^ ヘマーディンガー、ジョン（2019年12月23日）。「ボーイングに対する厳しい監視が、737 Maxの墜落事故から学んだ未解決の教訓に影を落とす」。フライト・インターナショナル。
- ^ ヘマーディンガー、ジョン（2019年3月12日）。「墜落したアトラス767は乱気流とエレベーターの動きにより急降下：NTSB」。フライト・インターナショナル。
- ^ Gerzanics, Mike (2018年7月17日). 「分析: E2シリーズでエンブラエルはループを閉じる」. Flight International.
- ^ Learmount, David (2009 年 12 月 7 日)。「多くの航空会社のパイロットは航空力学を理解していない、と会議で判明」。Flight International。
- ^ Mark, Robert P. (2013 年 2 月 4 日)。「トレーニング: 強化された失速およびスティック プッシャーのアップデート」。AIN オンライン。
- ^ 「NTSB、FAA、EASAにATR-42スティックプッシャーの推奨を勧告」aero-news.net、2012年6月28日。
外部リンク
- FAA アドバイザリーサーキュラー 120-109、失速およびスティックプッシャートレーニング
- 飛行機の不調防止と回復訓練に関するマニュアル（icao.int 経由）