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2012年7月21日 (土)

キネマ航空CEO オスプレイについて考える。ティルト・ローターはイカロスのつばさか

実話かどうか知らないが皮肉屋のイギリス人劇作家ジョージ・バーナード・ショーがフランスの名花サラ・ベルナールに「わたしと結婚すればあなたの頭脳とわたしの美貌を兼ね備えた子供ができますわ」と言い寄られたとき、「君と結婚すれば君の頭脳とわたしの容貌を持った子供になるかも知れない」と断ったという。

米軍が配備を始めているV-22オスプレイは垂直に離陸できる回転翼機(ヘリコプター)と高速で飛行できるプロペラ牽引式の固定翼機の特徴を備えているティルト・ローター形式のV/STOL機です。ベクター・スラストでそれを達成したハリヤージェット戦闘攻撃機と同じく用兵者もしくは技術者の工学上の夢を実現した航空機とされています。

しかし工学的製品の多くはすべてが技術者の夢どおりということはめったにない。ただその欠点もしくは短所を何らかの方法で軽減したり押さえ込むことで商品として成立している、もしくは成立をさせていくのが技術であり工学であります。

工業商品の長所については製造メーカーのパブリシティ・カタログに基づいたマス・コミュニケーションの媒体で展開されます。加えて、多くの場合は許認可という政府の裏書で保障されることになります。

そしてオスプレイに関しては先ほどの逸話ではないが「良いとこどり」ができるかどうかの工学的な検証はかなりあやふやなまま導入されようとし、またあやふやな感情論で反対されている。

ここではごくフツーの航空機ファンがその公表された情報のなかからこれについては技術的にどう解決しているのだろうという点を羅列してみようと考えます。メーカーがマドモワゼル・ベルナールならこちらはミスター・シニカル・ジョージとなってみよう、という趣向であります。(なおサラ・ベルナールではなくアメリカのモダンダンサー、イサドラ・ダンカンという説もありますが)

オスプレイを進化系統樹に当て込むとV/STOLでしか離着陸できないヘリコプターの流れに派生した固定翼機でありヘリコプターの性能としては類似機より劣り、固定翼機のコスト・パフォーマンス性能としては劣っていても離着陸地「点」間の巡航速度と航続距離を大幅に拡大した特化用途の機体といえます。したがい民間機として成功するかについてはきわめてあやしいといえます。

そしてヘリコプターはエンジン出力ゼロの場合にオート・ローテーションができて安全であるという誤解も含む認識からオスプレイをヘリコプターの範疇に入れることで固定翼機モードでもヘリコプターによる安全性を要求して導入を否定する論調があるがこの点に関しては極めて意図的と思われます。

最初に報じたのは「赤旗」か沖縄の左翼誌か?それに乗っかった朝日新聞を筆頭に全国紙、NHK、民放が飛びついたといった構図か

ヘリコプターはオート・ローテーションができるから安全といわれるがエンジンが止まればそのまま垂直に降りて安全に着地できるなどということはない。オート・ローテーションの手順は、

エンジン停止→プッシュ・オーバー(機体を前傾)→ダイブ(急降下でローター回転速度を増やす)→フレア(機首を上げて前進速度と降下速度を押さえ)→(つづいてローターの迎え角を大きくして抵抗を増やし、さらに減速して)→接地 の4段階で行われる。したがい十分な高度と目標着地点まで適切な空間と距離が必要です。

ヘリコプターでは機種ごとにオート・ローテーションの高度-速度線図が付けられてパイロットの訓練が行われる。

このグラフには縦軸に高度、横軸に対気速度をとりオート・ローテーションのできない範囲を示している。少なくとも低速度の場合は極低高度を除きかなり上の高度まで不可範囲があり、高速になると低高度域が不可範囲となる。その範囲をはずしたせまい回廊を通る推奨離陸経路が示されている。

またヘリコプターの航空輸送事業では運行カテゴリィがあり、双発以上のエンジンで片側エンジンが停止しても飛行場(ヘリポート)外着陸を含めて着陸まで飛行ができる構造と認定された機種はTAクラスとして必ずしもオート・ローテーションの機能は要求されていない。

TBクラスの単発機ではエンジン停止の場合に直ちに緊急着陸ができる、すなわちオート・ローテーション性能が要求され、先の高度-速度線図の飛行禁止領域を避けた飛行技術や計画が要求される。

双発のオスプレイの場合はヘリコプター・モードでエンジンが二つ同時に喪失する確率は低くオート・ローテーション機能はとくに要求されるものではなさそうである。また固定翼機モードの場合は通常の飛行機と同じ滑空着陸で対応をするのに異論はないと考えられるがそのあたりの解説は見かけない。

この問題はむしろオート・ローテーションを問題視して報道する報道各社が持つ単発機のほうが技術論、運用論からは危険であることを浮き彫りにする背景があるので火を点けたままで、そのうちうやむやと消えると思われます。

オスプレイ特有の技術上の疑問では、サイド・バイ・サイドのローター配置は前例がすくなく、外乱に対する安定については熟成しているとはいえないようです。われわれが稲田の上を吹きぬける野分の風で観察できるように風は幅を持って流れている。低速のヘリコプター・モードで風に向かって正対して飛行あるいは静止するオスプレイの翼やローターに時間差で突風を受けた場合にフライ・バイ・ワイヤのコンピュータが処理できるのか

高速で回転するターボ・シャフト・エンジンと減速方式や段数はわからないが減速比40前後のトランスミッションを一体で毎秒7.7度の角速度で回転させてモード変換を行うが慣性に起因する潤滑をはじめとしたトライボロジーの問題、エンジン直立時に地面による排気の背圧増加が出力に与える問題などの市井の航空機ファンの具体的想像の及ばない懸念もある。

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結論からいえばオスプレイはフライ・バイ・ワイヤでしか存在しえないデュアル・モード・エアクラフトであり、現時点ではそれゆえ、あるいはだからこそ、発注者の構想どおり、もしくは技術者の思い通りには行かない航空機といえそうです。

アメリカのNSTBが民間機としての運用を認めないのは主にヘリコプターと固定翼機の間にある遷移モードを制御するフライ・バイ・ワイヤのソフトウェアのプログラムの成熟度が民間機としては疑問をもっているからと思われます。ただ軍用機として民間機の常識もしくは基準が要求されるかどうかは別の問題です。

この点については日本人も先の大戦末期の軍用機開発を振り返れば苦い納得をすることになるとおもいます。

いっぽうでは「日本の空は民間機の基準を満たした航空機でなければ飛行を認めない」を根拠とする反対は航空機の安全性ではなく国の安全保障への意見表明としての問題となるはずです。

ただし、主にソフトウェアを含めた技術的な熟成度からすれば戦場もしくは敵地で何が起ころうとも軍用機としての想定内の問題として、発進基地となる日本国政府はオスプレイの導入にあたって遷移モードで飛行をする空域を決め滑走路への進入あるいは離陸飛行経路には人家の少ない飛行場を提案するなどの努力はなされなければならないと考えられます。

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機会を見つけて以上の結論に対するフツーの航空機ファンの常識的な知識すれすれの論拠?を織り交ぜてオスプレイを考察していこうと思います。これも飛行機好きにとっては楽しみの一つです。当キネマ航空CEOの浅学をさらけ出し、おまけに長くなるとおもいますがお付き合いくだされば幸いです。

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