パイロットとして、私たちのほとんどは、構造物の着氷と、それが引き起こす危険な、時には致命的な状況についてよく知っています。しかし、水平安定板に氷結が生じると、尾翼が失速する可能性があり、失速回復のためのテクニックが必要になることをご存知でしたか？
影響を受ける航空機
尾翼とは水平安定板のことです。操縦桿をニュートラルに保つために無動力操縦（空気力学的バランスを利用する操縦桿）を使用する航空機は、尾翼のアイシングの影響を最も受けやすい。一般的には、前縁が固定された水平安定板を持つ航空機がこれに当てはまり、エレベーターが動き、飛行中はエレベータートリムタブによってニュートラルに保たれます。
尾翼の失速は、水平安定板の前縁に氷がたまることで起こります。そのため、除氷装置や凍結防止装置のない飛行機が、凍結した状態で飛行することが最も危険なのです。また、氷結防止装置を装備している機体であっても、装置が故障していたり、適切に使用されていなかったりすれば、同じように影響を受けやすくなります。この記事を通して、尾翼の着氷失速は珍しいことであり、中型のターボプロップ機が着氷状態で飛行する際に最も頻繁に見られることを覚えておいてください。
尾翼の着氷
ご存知のように、まっすぐ水平飛行している時、航空機に作用する垂直力は、重量（下向き）、翼の揚力（上向き）、尾翼の揚力成分（下向き、これは “尾翼降下力 “とも呼ばれる）です。重心はほとんどの場合、航空機の揚力中心より前方にあるため、下向きのピッチングモーメントが発生し、これを尾翼下降力で打ち消す必要がある。そして、この下向きの揚力を得るために、尾翼は逆さまの翼のように設計されている。
巡航中、尾翼の氷は主翼ほど気にする必要はない。尾翼は通常迎角が低く、性能限界に近いところにないからだ。尾翼周りの分離した気流は、比較的氷塊の近くに留まるため、有効な気流の大部分は尾翼とエレベーター周りに付着したままとなる。これが変化し、尾翼失速の最大のリスクは、フラップ、場合によってはパワーを上げたときに発生する。
フラップを使うと、いくつかのことが起こる：
1) 翼の揚力中心が後方に移動し、水平安定板が対抗しなければならない大きなピッチングダウンモーメントが発生する。
2) 翼のダウンウォッシュが大きくなるため、尾翼の迎え角が大きくなる。
3) 機体が平衡に達するにつれて、さらに下向きの揚力が必要になることがある。この場合、ヨークを引き、エレベーターの後縁を上方に動かす。その結果、フラップが伸び、水平安定板を限界迎角に向かわせる。
尾翼の着氷が深刻な問題になるのはこのときだ。少量のアイシングでも水平安定板下面の気流を妨げ、気流の剥離を引き起こす。そのため迎え角が大きくなると、分離した気流の再付着点が後方に移動する。この新しい再接着点がヒンジポイントを超えてエレベーターの十分な範囲に及ぶと、可動式エレベーター制御面が気流の空隙を埋めて下方に移動し、飛行機が下向きにピッチする原因となる。
要するに、大きなダウンウォッシュを発生させる大きなフラップの偏向は、尾翼の高い迎え角をもたらす。水平安定板の前縁に氷が堆積している場合、フラップを大きくし、場合によってはパワーを上げると、尾翼周りの気流の剥離が大きくなります。これが尾翼失速の最も危険な時です。
警告サイン
機体や翼型によって異なりますが、尾翼失速に関してNASAが発見した一般的な警告サインは以下の通りです：
-操縦桿が軽くなる（操縦桿が前方に軽く感じる）。
-機体のトリミングが難しい
-パイロットによる振動の発生
-機体ではなく操縦桿のバフェッティング
これらの症状のほとんどは、フラップを最大にたわませた状態で認められたものである。極端なコンディションでは、急激なピッチダウン制御パルスが感じられ、低高度のためファイナルアプローチでの回復が不可能な場合がある。また、自動操縦で飛行している場合、操縦桿からの触覚フィードバックが得られないため、これらの兆候の多くを見逃すことになるだろう。
翼失速と尾翼失速の比較
通常の翼失速では、揚力が失われるため、飛行機はピッチダウンします。尾翼失速の場合もピッチダウンしますが、尾翼を下げる力が失われているためです。そのため、失速回復のテクニックは正反対になります。航空機のフライトマニュアルは異なることがありますが、以下にNASAの一般的な回復のガイドラインを示します：
翼の失速回復
-パワーを加える
-背圧を緩めるか、ヨークを前方に押す
尾翼失速の回復
-ヨークを戻す
-フラップを下げる
-パワーを減らす：これは、CGに対するエンジンの位置とパワーが迎え角をどのように変えるかによって機体によって異なる。(エンジンがCGより上に搭載されている場合、パワーが増すとより強いピッチングダウンモーメントが発生します。）
失速の特定
翼の失速と尾翼の失速を識別するのは簡単ではありません。機体バフェットとコントロールバフェットを見分ける必要があります。機体バフェットでは、尾翼失速でのコントロールのバフェットとは対照的に、ズボンのシートを通してフィードバックが得られます。パイロットが直面する最大のリスクは、翼の失速であれ、稀な尾翼の失速であれ、失速を間違って解釈することです。
失速を正しく認識するには、航空機の形状と速度も一つの方法です。もしフラップがフラップ伸展制限速度の高い方で下げられていて、エレベーターコントロールバフェットがある場合、尾翼に着氷の問題がある可能性があります。フラップを伸ばした状態で速度が高いほど、尾翼失速の影響を受けやすくなります。
対処法
航空機に空気式除氷システムが装備されている場合、言うまでもなく、システムを何度か作動させて水平安定板の氷を取り除くことを試みます。それでも問題が解決しない場合は、フラップを小さくして着陸する必要があるかもしれない。また、除氷システムが装備されていない機体の場合は、できるだけ早く着氷状態から脱出し、どの程度早く着陸する必要があるかを判断してください。着氷に対処するためにどのような訓練を受けたかを思い出し、機体のコンフィギュレーションを変えることで尾翼失速のリスクが高まる可能性があることを意識してください。
簡単だろう？水平安定板の前縁に氷がたまり、迎え角が大きくなって尾翼周りの気流の剥離が大きくなると、尾翼失速の危険性が高くなります。尾翼失速は珍しいことではありませんが、警告サインと回復テクニックを知っていれば、壊滅的な事故からあなたを救えるかもしれません。 無料版のDeepL翻訳（www.DeepL.com/Translator）で翻訳しました。
Leave a reply