ターンアンドスリップインジケーター

航空学では、旋回およびスリップ指示器( T/S、別名旋回およびバンク指示器) と旋回コーディネーター(TC) の変種は、基本的に 1 つの装置に 2 つの航空機飛行計器が組み込まれています。1 つは旋回率、つまり航空機の進行方向の変化率を示します。もう 1 つは、航空機が協調飛行中であるかどうかを示し、旋回のスリップまたは横滑りを示します。スリップ指示器は実際には傾斜計であり、静止時には航空機の横軸の水平に対する角度を表示し、運動時には航空機の加速度によって変更されたこの角度を表示します。^[1]最も一般的に使用される単位は、度/秒(deg/s) または分/旋回(min/tr) です。^[要出典]

ターンアンドスリップインジケーターは、ターンアンドバンクインジケーターとも呼ばれますが、この計器はバンク角に直接反応しません。ターンコーディネーターも同様ですが、ロールレートには反応し、旋回の開始に素早く反応することができます。^[2]

方向指示器は、歳差運動の原理に基づいて動作するジャイロスコープ計器です。ジャイロはジンバルに取り付けられています。ジャイロの回転軸は航空機の横方向（ピッチ）軸と一致しますが、ジンバルは航空機の縦方向（ロール）軸の周囲で自由度が制限されています。

航空機がヨーイングすると、航空機のヨーイングにより、垂直軸の周囲にトルク力がジャイロに適用され、ロール軸の周囲にジャイロの歳差運動が発生します。ジャイロは、適用されたヨー トルク力の方向に対して 90 度の軸上で回転します。ジャイロとジンバルは、調整されたスプリングに対して、限られた自由度で (ロール軸の周囲に) 回転します。

バネに対するトルク力が平衡に達し、ジンバルとジャイロの位置する角度が表示針に直接つながり、旋回速度が表示されます。^[3]旋回コーディネーターでは、ジャイロは水平から30度傾いているため、ロールとヨーの両方に反応します。

ディスプレイには、旋回中のパイロットの参照用にハッシュマークが表示されます。指針がハッシュマークと一列になっている場合、航空機は「標準速度旋回」を行っています。これは 1 秒あたり 3 度と定義され、一部の国では「速度 1」として知られています。これは、360 度旋回 (完全な円) あたり 2 分に相当します。指示器には感度が示されており、^[4]ハッシュマークが標準速度または 2 分旋回に対応するものは「2 分旋回」、より高速な航空機で使用され、標準速度の半分または 4 分旋回を示すものは「4 分旋回」です。超音速のコンコルドジェット機や多くの軍用ジェット機は、4 分旋回指示器を使用する航空機の例です。ハッシュマークは、さまざまなメーカーの旋回指示器で独特の形状をしているため、「ドッグ ハウス」と呼ばれることもあります。計器飛行規則では、これらの数字を使用して、パイロットは必要な航空交通パターンに準拠するために時間指定旋回を行うことができます。 90 度の方向変更の場合、標準速度または「速度 1」の旋回を実行するには 30 秒間の旋回が必要になります。

協調飛行の表示は、傾斜計を使用して取得されます。傾斜計は「チューブ内のボール」として知られています。傾斜計には、湾曲したガラス管の中に密封されたボールが含まれており、この管には減衰媒体として機能する液体も含まれています。このインジケータの元の形式は、実質的に水準器で、管が反対方向に湾曲し、ボールの代わりに泡が使用されています。^[5]初期の航空機では、インジケータは減衰用のダッシュポットを備えた単なる振り子でした。ボールは、航空機がスリップしているか、横滑りしているか、または協調飛行しているかを示します。ボールの動きは、重力と航空機の求心加速度によって引き起こされます。ボールがチューブの中央にある場合、航空機は協調飛行していると言われます。ボールが旋回の内側 (翼の下側) にある場合、航空機はスリップしています。最後に、ボールが旋回の外側 (翼の上側) にある場合、航空機は横滑りしています。

グライダーで使用されるバランスインジケーターの簡単な代替品はヨーストリングです。これにより、パイロットはストリングの動きを航空機のバランスの基本的な指標として簡単に確認できます。

ターン コーディネーター (TC) は、ターン アンド スリップ インジケーター (T/S) をさらに発展させたもので、主な違いはディスプレイとジンバルが取り付けられている軸です。ディスプレイは、後ろから見たミニチュア飛行機のものです。これは、姿勢指示器のディスプレイに似ています。人工水平計から取得できる航空機のピッチに関する混乱を避けるために、通常、計器には「NO PITCH INFORMATION」と書かれています。

T/S とは対照的に、TC のジンバルは横軸から 30 度上向きに傾いています。これにより、計器はロールとヨーの両方に反応します。これにより、航空機がヨーイングを開始する前にロールの変化に反応するため、計器はより迅速に変化を表示できます。この計器は航空機のロールの変化に反応しますが、ロール姿勢は表示しません。

姿勢指示器が故障した場合、旋回コーディネーターはパフォーマンス計器として使用できます。これは「部分パネル」操作と呼ばれます。パイロットが計器が旋回速度だけでなくロール速度も表示していることを理解していないと、不必要に困難になったり、不可能になったりすることがあります。内部ダッシュポットが摩耗している場合も、有用性が低下します。後者の場合、計器の減衰が不十分で、乱気流では左右に大きく偏向しますが、これらはすべてロール速度の反応です。

旋回中に滑ったり横滑りしたりすることは、パイロットや乗客に知覚上の不快感を与える可能性があるため、ずさんな旋回と呼ばれることがあります。航空機がバランスの取れた旋回をしているとき (ボールが中央にあるとき)、乗客は座席と一直線に重力を感じます (座席に対して垂直な力)。バランスの取れた旋回では、乗客は航空機の外側の物体を見ていない限り、航空機が旋回していることに気付かないこともあります。

航空機のスリップや横滑りは、高度を維持する通常の旋回では望ましくないことが多いですが、航空機のスリップは実用的な目的で使用できます。航空機を意図的にスリップ状態にすることは、前方スリップと横滑りとして使用されます。これらのスリップは、エルロンとラダーのコントロールに反対の入力を適用することによって実行されます。前方スリップにより、パイロットは不必要な速度を上げることなく高度をすばやく下げることができます。一方、横滑りは、横風着陸を実行するために利用される1つの方法です。

ターン アンド スリップ インジケーター (および後にターン コーディネーター) は計器飛行規則に基づく飛行に必要かつ必須の計器であると考えられていましたが、連邦航空局(FAA) は最近、これらの計器は今日の飛行環境では時代遅れであると判断しました。2003 年 6 月 25 日に発行されたアドバイザリー サーキュラー No. 91-75 には、次のように記載されています。[セクション 5 b] 「...今日の航空交通管制システムでは、正確に測定された標準速度旋回や標準速度に基づく時間測定旋回の必要性はほとんどありません。」アドバイザリー サーキュラーにはさらに、「...FAA は、他のすべてのコメント投稿者も明らかに同意しているように、旋回速度計はもはや水平および垂直姿勢情報の両方を提供する計器ほど有用ではないと考えています。」と記載されています。したがって、ターン アンド スリップ計器またはターン コーディネーター計器を、できれば主要な飛行ディスプレイとは異なるシステムで駆動される第 2 の姿勢計器に合法的に置き換えることができるようになりました。したがって、航空機の主ディスプレイが真空駆動式である場合、2 番目の姿勢指示器は電気式である必要があり、その逆も同様です。これにより、旋回率指示器よりも多くの飛行情報が得られ、システムの冗長性の安全対策が提供されます。スリップ指示器 (「ボール」) は依然として必要です。スリップ指示器はパネルに別個に取り付けられる場合があり、一部の姿勢指示器にはディスプレイにスリップ指示器が含まれています。

• 飛行力学
• プライマリフライトディスプレイ

• アドバイザリサーキュラー AC 61-23C、パイロットの航空知識ハンドブック、米国連邦航空局、1997 年改訂。
• 2003 年 6 月 25 日発行のアドバイザリー回覧 AC 91-75
• FAA-H-8083-15計器飛行ハンドブック、米国連邦航空局(IFH)、(2005 年 11 月 25 日更新)
• ターン＆スリップインジケーターの動作デモンストレーション。インジケーターカバーを外し、ジャイロが動作している様子を表示します。