双発エンジン航空機の操縦法
楽しさとやりがいが 2 倍になる
双発機の操縦には、新たな意欲をかきたてられる面が数多くあります。これは、現実の世界でも Flight Simulator でも変わりません。双発機は、単発機と比較して、飛行速度、積載量、バックアップ システムの数などの点で優れています。山岳地帯や海上での飛行、長距離飛行、夜間飛行、および高高度の飛行を日常的に行うパイロットは、双発機を好んで選択します。複数のエンジンで飛行するので、単発機よりも安全性が高いと考えられているのです。ただし、エンジンのうちの 1 基が故障する事態に備えて、パイロットは特別な操縦技能を磨いておく必要があります。
双発機を操縦するには、新たな操縦技術を身に付け、単発機とは異なる手順を踏むことになります。双発機は、2 基の制御すべきエンジン以外にも、一般的に格納式着陸装置や可変ピッチ プロペラといった複雑な装置を備えています。新たに学ぶべきことはまだあります。より大型でより出力の高い航空機で、さらに長距離を高い高度で飛行するためには、新たな計器、システム、手順などが必要になります。これこそが、双発機を操縦する醍醐味です。
目次
Flight Simulator の双発機操縦に関する 2 とおりの手法
大まかに言えば、Flight Simulator における双発機と単発機の操縦に大きな違いはありません。Flight Simulator のコックピットに座って空を飛ぶだけであれば、スロットルを開いて離陸すればいいのです。標準設定では、2 つのスロットルとエンジンは連動しています。しかし、Flight Simulator では、双発機ならではのテクニックを身に付けることができます。その中には、片方のエンジンが故障した場合の対処法も含まれます。
Flight Simulator で双発機を操縦するにあたっては、2 とおりの手法があります。
- とにかくスロットルを開いて飛行する。
- 双発エンジンならではの操縦方法を身に付ける。この場合は、離陸中や離陸直後、または飛行中のどこかの時点で、片方のエンジンが故障した場合の対処方法を事前に検討しておきます。あらゆる事態に対処できる優秀なパイロットになるには、どのようなことでも一歩踏み込んで考えることが必要です。それは、操縦する航空機がいくつエンジンを積んでいても変わりません。
離陸前の確認
現実世界の双発機のパイロットは、エンジン停止時の手順をフライトの前に毎回確認します。たとえ、同じ日にすでに別のフライトを済ませていても、それは変わりません。Flight Simulator のフライトでも、同じようにエンジン停止時の手順を確認することをお勧めします。
双発エンジン機に関する離陸前の簡単な確認項目を次に示します。双発機を操縦する際には、毎回事前に復唱しておきましょう。
- 「V1 に達する前にエンジンが故障した場合は、両方のスロットルを絞り、ブレーキをかけて、滑走路上に停止する」
- 「V1 を超えた後にエンジンが故障した場合は、離陸し、エンジン停止時の手順に従って問題に対処する」
これらの文を読み上げておくだけで、何をすべきかをすぐに確認でき、エンジン故障はいつでも起こり得るのだということを再認識できます。なお、離陸時に実際にエンジン故障が起きた場合、パイロットは瞬時に何をすべきか判断しなければならないことを忘れないでください。
Flight Simulator のエンジン故障
もちろん、Flight Simulator では燃料がなくなったり、燃料タンクの切り替えや混合気の調整を忘れたりといった何らかのミスがない限り、エンジンは停止しません。しかし、エンジン故障を意図的に発生させることも可能です。詳細については、「故障の設定」を参照してください。
エンジン故障を起こすフライトの保存
フライトをエンジン故障の設定と共に保存しておくと、エンジン停止時の手順を繰り返し訓練するのに便利です。エンジン停止のシナリオは、離陸時のエンジン故障や飛行中の故障など、いくつかの状況を用意しておくとよいかもしれません。
エンジン故障時の対処法
片方のエンジンが故障した場合は、全力で次のことを行います。
- 機体を制御する (対気速度、ピッチ、およびヨー)。
- その時点での最大出力を出す。
- 抗力をできるだけ減少させる。
手順に従うことで、失われた出力や非対称な推力の影響を補うことができます。今日の双発機は、片方のエンジンが停止してからも飛び続けられるように設計されています。ただし、これは決して “上昇” を続けられるという意味ではありません。
一方のエンジン故障から操縦を立て直したら、動作しているエンジンから最大の出力を引き出し、抗力をできるだけ小さくすることを目指します。
エンジン故障時に実行すべき細かい手順を覚える前に、まず以下に示した概要を把握してください。
- 故障したエンジンに対処する。
- 正常なエンジンに対処する。
- 着陸できる場所を探す。
- その場所に向かう。
双発機の操縦で覚えておくべき V 速度
V1 – 離陸決定速度 : 離陸中止 (RTO) になっても航空機を滑走路上で停止することができない速度です。
V2 – 最小安全離陸速度 : 離陸直後に片方のエンジンが故障しても安全に飛行できる最低速度です。
Vyse : 一方のエンジンが停止し、もう一方のエンジン出力を最大にして飛行した場合に得られる最良の上昇速度のことです。Vyse で飛行することを、パイロットたちはよく “ブルーライン速度で飛ぶ (Flying the blue line)” と表現します。対気速度計では、Vyse が青い線で示されているからです。上の写真を見てください。バロンの対気速度計では、Vyse を示す青い線が 101 ノットに引かれています。Vyse は総重量が最大の場合、つまり最悪の条件を想定したものです。飛行機が重くなるほど、Vyse の数値は大きくなります。離陸後はできるだけ早く Vyse に達するようにすれば最も安全です。
Vmc : 問題を持つ一方のエンジンが停止し、もう一方が最大出力の状態で、機体の方向を制御できる最低の対気速度のことです。Vmc より低速で飛行すると、動作しているエンジンによって生成される非対称のヨーをラダーで打ち消すことができません。上の写真のように、ビーチクラフト バロンの対気速度計では、Vmc を示す赤い線が 84 ノットに引かれています。双発機では、Vmc に達するまでは滑走路から車輪を離さないようにしてください。
実際の Vmc
双発機の Vmc は通常、航空機ハンドブックに記載されています。しかし、その値は実際の Vmc と必ずしも一致するとは限りません。Vmc は積載重量に応じて変わるからです。たとえば、燃料を満載した最大積載量の航空機は、積載量の小さい航空機よりも Vmc の値が高くなります。
Vmc と Vyse の間の危険な速度
離陸時には、Vmc と Vyse の間の対気速度は危険領域と見なされます。なぜなら、この 2 つの V 速度の間で離陸している際にどちらか一方のエンジンが停止すると、Vmc に近い危険な速度であるうえ、1 基のエンジンによる最大上昇率に達することもできないからです。この場合、ある程度の高度に達していなければ、失速から回復したり、地上の障害物より高く上昇したりする余裕はほとんど、あるいはまったくありません。
エンジン停止時の標準的な手順を実行するには
- ラダーを使って機体をコントロールします。
現実の世界では、飛行中に一方のエンジンが故障すると、方向の制御に影響が出ます。最初に行うべき作業は機体のコントロールであり、それにはまずラダーを使います。なぜなら、出力の不均衡によって機体にヨーイングが発生するからです。正常なエンジン側のラダーを踏み込むと、非対称推力の影響を抑制することができます。ひねる操作が可能なジョイスティックの場合は、正常なエンジンの側にジョイスティックをひねります。また、ラダー ペダル (詳細については「もっと楽しむために」を参照してください) がある場合は、ラダーを実際に踏み込んで、正常なエンジン側に機首を向けます。必要なラダーを適宜使用して、正しい針路を保つようにします。 - 混合気コントロール、プロペラ コントロール、そしてスロットルという順番で、これらがすべて最大出力に設定されていることを確認します。
- 混合気コントロールとプロペラ コントロールをいっぱいに押し込みます。ただし、混合気コントロールの調整は注意深く行い、最大出力が得られるようにします。こうすることで、正常な方のエンジンに十分な燃料を確実に与えることができます。たとえば、高高度では混合気を薄くした方がエンジンの動作がよくなります。
- 両方のスロットルを前に押し込んで全開にします。この時点では、どちらのエンジンが故障したのかまだ把握できていない場合があるので、こうして両方を押し込めば、正常な方のエンジンを確実に全開にすることができます。
- Vyse を維持します。
Vyse とは、一方のエンジンが停止し、もう一方が最大出力の状態のときに得られる、最良の上昇率速度のことです。対気速度計では、片発安全速度は青線で示されています。特に低高度の場合、上昇率をもっと上げたいと思うかもしれませんが、それは不可能です。上昇率を上げようとすると、最終的に Vmc (エンジン 1 基での飛行時に機体を制御可能な最低速度) まで速度が下がってしまう可能性もあります。制御不能状態から回復するには、出力を下げてロールを止めます。次に、機首を下げて対気速度を上げる必要があります。ただし、高度は再び下がります。繰り返しますが、エンジン 1 基で飛行している場合は、Vyse が最良上昇率速度です。Vyse で飛行することが、最善を尽くすことなのです。 - 抗力を減らします。つまり、フラップとギアを上げます。
この時点での目標は、Vyse に達し、維持することなので、そのためには抗力を減らす必要があります。 - 停止しているエンジンを特定します。
- ラダー ペダルの圧力については、「Dead foot, dead engine (ペダルが死んでいればエンジンも死んでいる)」という言葉があるように、エンジンが停止している側のラダー ペダルは、圧力が低く感じられるはずです。
- 停止していると思われる側のエンジンのスロットルを少しずつ絞っていきます。
- 停止しているエンジンを確認します。
故障しているエンジンのスロットルを絞っても、機体は影響を受けないはずです。推力のわずかな低下に気付いた場合は、エンジンが完全には故障していない場合があります。 - 停止したエンジンのプロペラをフェザリングします。
停止したエンジンのプロペラが気流を受けて回転することをウィンドミル (風車状態) と言い、機体に大きな抗力を発生させる原因になります。プロペラをフェザリングしてウィンドミルを止め、抗力を減少させます。このとき、誤って正常なエンジンのプロペラをフェザリングしないように、くれぐれも注意してください。 - 正常なエンジン側へ約 5°バンクします。
1 基のエンジンだけで飛行しているときに、ラダーを使って非対称推力の影響を打ち消していると、停止しているエンジンの方へ機体が横滑りしていきます。この横滑りを抑えるには、停止しているエンジン側の翼を上げます。「raise the dead (死人を起き上がらせる)」と覚えるとよいでしょう。揚力は翼と垂直に作用するので、正常なエンジン側へ約 5°バンクすれば、揚力の水平成分がわずかに生じ、横滑りが抑えられます。 - 停止しているエンジンのカウル フラップを閉じます。
停止しているエンジンを冷却する必要はありません。また、カウル フラップを開いておくと、余分な抗力が生じます。
停止したエンジンの完全停止
エンジン停止時の手順が完了し、そのエンジンが再始動しないことを確認したら、次はそのエンジンを完全に停止させます。
エンジンを完全に停止するには
- スロットルを閉じます。
- 混合気を [アイドル カットオフ (全閉)] にします。
- プロペラをまだフェザリングしていない場合はフェザリングします。
- 燃料タンク セレクタを [オフ] にします。
- 予備燃料ポンプを [オフ] にします。
- マグネトー スイッチを [オフ] にします。
- オルタネータ スイッチを [オフ] にします。
- カウル フラップをまだ閉じていない場合は閉じます。
上昇率
双発機の場合、エンジンを 1 基失うと、出力が通常時の半分になるように思えるかもしれませんが、実際にはそうではありません。飛行機の上昇性能は、利用可能な出力が水平飛行の維持に必要な出力をどれだけ上回っているかによって決まります。片方のエンジンが停止した双発機は、その停止エンジンの重量と、そのエンジンおよびプロペラに伴う余分な抗力も加わった状態の単発機と同様に考えることができます。通常の飛行状態では、水平飛行をするためには総出力の約 40% が必要になります。エンジンを 1 基失うと、飛行機から失われる出力は 50% ですが、飛行機のパフォーマンスは 80% が失われるということです。離陸時にエンジン 1 基を失った場合は、ゴー アラウンドは困難または不可能です。
P ファクタと臨界発動機
最も重要なエンジンは、故障時に方向制御に最も大きな影響を与える臨界発動機です。臨界発動機が故障すると、方向制御の回復は非常に困難になります。
P ファクタ (プロペラの非対称推力) とエンジンの回転によって、どのエンジンが臨界発動機であるかが決まります。P ファクタは、特定の飛行姿勢のときに、回転するプロペラ ブレードの推力の違いによって発生します。機首上げ、遅い対気速度での飛行、高出力条件の時など、大きな迎え角で飛行している場合は、下方に進むブレードの方が上に進むブレードより迎え角が大きいので、プロペラが生み出す推力は、下向きに回転している側の方が、上向きに回転している側より大きくなります。この影響は、離陸時に特に顕著に現れます。
双発機の各プロペラが同じ方向 (軽双発機では通常、操縦席から見て時計回り) に回転している場合には、推力の中心は実際には各エンジンの右側にあります。このとき、右側エンジンの旋回 (ヨーイング) 力は、左側のエンジンよりも大きくなります。右側のエンジンの推力の中心が、左エンジンのものより胴体の中心線から離れているからです。したがって、左側のエンジンが故障し右側のエンジンが正常なケースでは、その逆の場合に比べて、ヨーイング力が大きくなります。このケースでは、左側のエンジンが臨界発動機であり、こちらが故障した場合には、方向制御が難しくなる可能性があります。つまり、臨界発動機とは、エンジン故障の際にヨーイングをラダーで補正する場合に、最も大きな力を必要とするエンジンです。
どちらのプロペラも胴体に向かって回転する、反転プロペラを備えている機種もあります。このケースでは、各プロペラのヨーイング力は同じなので、臨界発動機はありません。
Vmc より低速になった場合の危険性
Vmc とは、1 基のエンジンが出力を全開にしている状態で、機体の方向制御を維持できる最低速度のことです。Vmc より低速では、ヨーイング モーメントをラダーで打ち消すことはできません。しかし、この時点でも多少は機体を制御することができます。たとえば、ピッチ制御がまだ可能なら、Vmc より低速の飛行から回復するときには必要になるはずです。
つまりこういうことです。双発機が片方のエンジンだけで飛行しているときに Vmc より低速になると、エンジン 1 基の非対称推力により、機体にヨーイングが発生します。Vmc、またはそれに近い速度で機体の方向が変わったことに気付いたら、Vmc 以上に速度を上げて機体を制御するための手順を直ちに行う必要があります。
Vmc より低速の状態から機体の制御を回復するには
- Vmc より低速でロールが始まったら、正常な方のエンジン出力を下げます。
この方法には、初めは違和感を覚えるかもしれません。エンジン故障についてこれまで学習してきたことは、最大出力を得ることだけを目的としていたからです。しかし、正常な側のエンジンの出力を下げれば、その分左右のバランスが改善されるので、機体のヨーイング傾向が軽減されます。 - 操縦桿を向こうに押して機首を下げて、迎え角を小さくします。
- 降下して対気速度が Vmc 以上になれば、機体は再び制御できるようになります。
- 対気速度が Vmc 以上になったら、正常なエンジンのスロットルを徐々に開きます。
注意 : 訓練以外では、Vmc 以下の速度で飛行しないでください。
ただし、Vmc より低速になると、機体の方向を制御できなくなるという点に注意してください。上記の回復手順は Vmc より低速な多くの場合に有効です。しかし、Vmc 以下の速度では方向が制御できないため、背面飛行などの異常な姿勢になる可能性があります。具体的な回復手順は状況に応じて決まるものであり、常に決まった手順が適用できるわけではありません。Vmc 以下の速度に陥った場合に忘れてはならないポイントは、コントロールを回復するために正常なエンジンの出力を下げると共に、Vmc 以上に速度を上げる必要があることです。Vmc 以上に速度を上げるには、通常は機首を下げる必要があります。十分な高度があれば、こうした異常姿勢からも回復できる可能性が高いかもしれません。しかし、低高度で飛行中にこのような事態に陥ると、回復不能になることがあります。
エンジンの再始動
以下の手順は、ビーチクラフト バロン 58 の機体運用マニュアルを基にしたものです。
エンジンを再始動するには
- 気流を利用したエンジン始動を試みる前に、エンジンの故障原因を特定します。
- 燃料セレクタ バルブをオンにします。時計回りに目視で確認します。
- スロットルを約 4 分の 1 の位置に設定します。
- 5,000 フィート以下の場合は、混合気コントロールをフル リッチにします。
または、
また、5,000 フィート以上の場合は、混合気コントロールを半分の位置に設定します。 - 燃料ポンプ スイッチをローにします。
- マグネトーをオンにします。
- プロペラ コントロールをフェザリング位置の手前、エンジンが 600 rpm になるまで前に倒し、その後、オーバースピードを避けるために、フェザリングの位置まで戻します。フェザリングを解除するために必要であれば、スターターを短時間だけ使用します。
片方のエンジンが停止した状態でのアプローチと着陸
片方のエンジンが停止した状態での着陸は、通常のアプローチおよび着陸とあまり変わりません。滑走できることが確実になるまでは、ファイナル アプローチ速度を Vmc 以上にしておきます。そうすれば、着陸を中止しなければならなくなっても、エンジン 1 基での最良上昇率速度が維持できます。なお、フラップを下げる際は、エンジン 1 基の軽双発機がフル フラップでゴー アラウンドすることは不可能だという点に注意してください。
非対称推力 : エンジンを個別に制御する
双発機では、エンジン停止時の手順を行ったり、タキシングや横風着陸を行ったりするときに、エンジンを個別に制御する必要があります。
ジョイスティックまたはキーボードを使ってスロットルを開閉する場合、標準設定では両方のスロットルが連動しています。混合気コントロールやプロペラ コントロールを変更する場合も同じです。
エンジンを個別に制御するには
- 左エンジンを制御するには、E キーを押してから 1 キーを押します。
または、
右エンジンを制御するには、E キーを押してから 2 キーを押します。 - 標準設定に戻し、両方のエンジンを同時に制御するには、E キー、1 キー、2 キーを順に押します。
- エンジンを 1 つ選択した場合、スロットル、混合気、およびプロペラのフェザリングのコマンドは、そのエンジンにのみ作用します。
または、
- 計器パネルのスロットル、混合気、プロペラ コントロールのアイコンをクリックし、ノブを目的の位置までドラッグします。
スロットルの両方のレバーを同時に動かすには、両スロットルの間をクリックしてドラッグします。ちょうど、両方のレバーを片手で動かすようなイメージです。
双発機を操縦するヒント
プロペラをフェザリングするには
- E + 1 キーまたは E + 2 キーを押してエンジンを選択します。
- プロペラ コントロール レバーをクリックし、一番手前までドラッグします。
または、
以下のショートカット キーを使ってプロペラを制御します。- プロペラ フェザリング : Ctrl + F1
– 回転数を最大にする (フェザリング解除) : Ctrl + F4
– 回転数を徐々に下げる : Ctrl + F2
– 回転数を徐々に上げる : Ctrl + F3
スロットルを操作するには
- E + 1 キーまたは E + 2 キーを押してエンジンを選択します。
- スロットル コントロール レバーをクリックし、目的の位置へドラッグします。
または、
以下のショートカット キーを使ってスロットルを制御します。- スロットルを開く : F3 キーまたは 9 キー (テンキー)
– スロットルを絞る : F2 キーまたは 3 キー (テンキー)
– スロットル全開 : F4 キー
混合気を調節するには
- E + 1 キーまたは E + 2 キーを押してエンジンを選択します。
- 混合気コントロール レバーをクリックし、目的の位置へドラッグします。
または、
以下のショートカット キーを使ってスロットルを制御します。- 混合気を薄くする : Ctrl + Shift + F2 キー
– 混合気を濃くする : Ctrl + Shift + F3 キー
– 混合気を最も濃くする : Ctrl + Shift + F4 キー
– 混合気をアイドル カットオフにする (全閉) : Ctrl + Shift + F1 キー
カウル フラップを操作するには
- カウル フラップを開くには、Ctrl + Shift + V キーを押します。
または、
カウル フラップを閉じるには、Ctrl + Shift + C キーを押します。
マグネトーを操作するには
- M キーを押してから、+ (プラス) キーまたは – (マイナス) キーを押します。
ジェット機へのステップ アップ
双発機の操縦法をピストン エンジンの軽双発機でマスターしたら、次はタービン エンジン機にステップ アップしましょう。たとえば、ビーチクラフト キング エア 350 やボンバルディア リアジェット 45、あるいは現代のジェット旅客機などです。そのためのヒントを以下に示します。
- 軽双発機からタービン エンジン機へのステップ アップは、ごく自然な流れです。ジェット機では、より高く、より遠くへ、より速く飛行することになります。慣れ親しんだ空港から遠く離れた土地や大空への旅立ちとなるでしょう。そのためには、与圧、計器飛行のフライト プラン (18,000 フィート以上では必須となります)、および飛行や燃料の計画について学習し、新たな降下計画の方法を身に付けることになります。また上空では、ヴィクター航空路からジェット航空路に変わります。
- ジェット機では、臨界発動機に対する考え方が変わります。タービン エンジンでは、P ファクタは問題ではないため、プロペラ機のようにどちらか一方のエンジンがより重要ということはありません。とは言っても、ジェット機の操縦が気楽にできるというわけではありません。経験豊富なパイロットが好んで使う表現を借りれば、ジェット機は “すべてのエンジンが臨界発動機である” ということなのです。
- エンジンの停止に関しては、エンジンが 2 基ではなく 4 基の場合、何が違うのでしょうか。エンジンの数が多ければ、燃料もより多く積む必要があり、飛行機の重量が重くなるということに注意してください。したがって、最大積載時にエンジンが停止するのは、常に憂慮すべき事態です。内側のエンジンは外側のエンジンほど飛行機の方向制御に影響を与えません。ラダーに対抗して働く物理的な力が外側のエンジンより小さいからです。詳細については「ジェット機の操縦法」を参照してください。
ビーチクラフト バロン 58 の操縦の詳細については、「Beechcraft Baron 58 航空機情報」を参照してください。
推薦図書 (英語)
『Multi-Engine Flying』 (Paul A. Craig 著、McGraw Hill、1997 年) という書籍をお勧めします。
