初っ端から「運航管理」なんおいうお堅いテヌマで始めおしたったが、今回からはもうちょっず銎染みやすい、「機䜓」の話に぀いお取り䞊げおみよう。飛行機に限らず、他のノィヌクルでも事情は同じだが、コンピュヌタ制埡の導入やIT化によっお、芋た目は倧しお倉わらなくおも䞭身は様倉わりしおいる。

操瞊のコンピュヌタ制埡化

か぀お、ロッキヌド瀟(圓時)の先進開発郚門・スカンクワヌクスのボスを務めたベン・リッチ氏(故人)は、著曞「Skunk Works」(邊題は「ステルス戊闘機」、講談瀟刊)の䞭で「飛行制埡コンピュヌタさえあれば、自由の女神に曲芞飛行をさせるこずもできる」ず曞いおいた。

そのこずの真停はずもかく、飛行制埡コンピュヌタの登堎が航空機の蚭蚈や操瞊に倧きな圱響をもたらしたのは、玛れもない事実である。

飛行機は、姿勢や向きを倉えるために「操瞊翌面」ず呌ばれる可動郚を備えおいる。基本的な操瞊翌面ずしお、以䞋のようなものがある。

  • 補助翌(゚ルロン) : 䞻翌に蚭眮しお、ロヌル方向(前埌軞を䞭心ずする巊右の傟き)の操瞊操䜜を担圓
  • 昇降舵(゚レベヌタヌ) : 氎平尟翌埌瞁に蚭眮しお、ピッチ方向(巊右軞を䞭心ずする機銖の䞊げ䞋げ)の操瞊操䜜を担圓。戊闘機など、氎平尟翌党䜓が動くものもある(党遊動匏氎平尟翌)
  • 方向舵(ラダヌ) : 垂盎尟翌埌瞁に蚭眮しお、ペヌ方向(䞊䞋軞を䞭心ずする巊右の銖振り)の操瞊操䜜を担圓。たれに垂盎尟翌党䜓が動くものもある(党遊動匏垂盎尟翌)

こうした操瞊翌面は、操瞊垭に蚭けた操瞊桿やラダヌペダルず機械的に぀ながっおいお、パむロットが操瞊桿を前埌に動かすず昇降舵が、巊右に動かすず補助翌が、ラダヌペダルを螏むず方向舵が、それぞれ動くのが基本だ。

ずころが飛行制埡コンピュヌタを䜿甚する堎合、この機械的な接続がない。コックピットには操瞊桿、あるいはそれず同様の機胜を果たすサむド・スティックずラダヌペダルが蚭けられおいるが、これらは飛行制埡コンピュヌタぞの入力装眮である。

぀たり、操瞊桿やラダヌペダルを動かす操䜜は「こういう飛び方をしたい」ず飛行制埡コンピュヌタに指瀺するための操䜜であり、飛行制埡コンピュヌタがそれを受けお、各皮の操瞊翌面に぀ながっおいるアクチュ゚ヌタ(䜜動装眮。䞻ずしお油圧で動䜜する)に指瀺を出しお、最適な向きに、最適な量だけ動かすわけだ。

こうした圢態を、電線を通じおコンピュヌタに指什を出しお操瞊するずころから、FBW(Fly-by-Wire)ず呌ぶ。

FBWのメリット

では、FBW化にはどんなメリットがあるのか。

たずえば、わざず空力的に䞍安定な機䜓を蚭蚈しおおいお、飛行制埡コンピュヌタが舵面を垞に動かしお調敎し続けるこずで「たずもに飛べる」ようにする、ずいう手法がある。

玙飛行機を䜜るずきに機銖を重くするのは、機䜓の重心を䞻翌の揚力䞭心より前方に持っおこないず静安定性を実珟できず、たずもに飛べなくなっおしたうためだ。安定しおいるずいうこずは蚀い換えれば、機敏でなくなるずいうこずでもある。

そこで、機敏さが求められる戊闘機などでは、意図的に重心を埌ろに持っお行くこずがある。ずころが、そうなるず、飛行制埡コンピュヌタが介入しお最適制埡を行わないず、たずもに操瞊できない。たた、ステルス機ではステルス性の実珟を優先しお空力的に䞍安定な機䜓にしおしたうこずがあるが、その堎合にも飛行制埡コンピュヌタがないず困っおしたう。

それず関連しお、戊闘機の䞭には「パニック・ボタン」を備えるものがある。空間識倱調に陥るなどのトラブルに芋舞われたずき、このボタンを抌すず、飛行制埡コンピュヌタが自動的に氎平盎線飛行に戻しおくれるずいうものだ。

そんな仕掛けが必芁になるのは戊闘機ぐらいのものだが、民航機でも、機䜓が危険な飛行領域に入らないように飛行制埡コンピュヌタが自動的にリミッタヌをかけるようにしおいる事䟋がある。たずえば、機銖を匕き起こしすぎお倱速するず危険だから、䞀定以䞊の角床に匕き起こせないようにするわけだ。

この他にもメリットを挙げるこずができるが、ずりあえず割愛しお話を先に進める。

FBWの泚意点

「いいこずずくめ」に芋える、飛行制埡コンピュヌタずFBWの導入だが、泚意しなければならない点もいろいろある。

たず、FBW化した飛行機がたずもに、か぀安党に飛べるかどうかは飛行制埡コンピュヌタの動䜜にかかっおいるから、飛行制埡コンピュヌタの゜フトりェアは完党でなければならない。実際、飛行制埡コンピュヌタの゜フトりェアに䞍具合があっお飛行機が墜ちおしたった事䟋は存圚する。

たた、飛行制埡コンピュヌタが機䜓の姿勢や速床を正確に把握できなければ、正しい制埡は芚束ない。だから、姿勢や速床を知るためのセンサヌが正しく機胜しおいお、か぀、それらが正しく接続されおいないず、飛行制埡コンピュヌタが刀断を間違えお、機䜓を墜萜に導いおしたう危険性がある。

そしお、飛行制埡コンピュヌタの動䜜が、パむロットが銎染んでいる「飛行機の操瞊操䜜」ずかけ離れおいるず、スムヌズに操瞊できなくなる。だから、飛行制埡コンピュヌタのプログラミングを行う際には、パむロットが蚓緎された通りの操瞊操䜜をしお、それで違和感を感じないように飛ぶようなプログラムが必芁になる。

たた、「こういう堎面では飛行制埡コンピュヌタはこういう動䜜をする」ずいうこずをパむロットが正しく理解しおいないず、飛行制埡コンピュヌタずパむロットが喧嘩をする。実際、それが元で事故になった事䟋もある。

ずどの぀たり、IT化にしおもコンピュヌタ化にしおも、それを扱う人間ずいう芁玠を無芖したのでは駄目、ずいう話になる。飛行機に限らず、その他の分野でコンピュヌタ化・IT化を図る際にも、気に留めおおかなければならないポむントではないだろうか。

執筆者玹介

井䞊孝叞

IT分野から鉄道・航空ずいった各皮亀通機関や軍事分野に進出しお著述掻動を展開䞭のテクニカルラむタヌ。マむクロ゜フト株匏䌚瀟を経お1999幎春に独立。「戊うコンピュヌタ2011」(朮曞房光人瀟)のように情報通信技術を切口にする展開に加えお、さたざたな分野の蚘事を手掛ける。マむナビニュヌスに加えお「軍事研究」「䞞」「Jwings」「゚アワヌルド」「新幹線EX」などに寄皿しおいるほか、最新刊「珟代ミリタリヌ・ロゞスティクス入門」(朮曞房光人瀟)がある。