直進上昇とターン上昇

基礎知識

このレッスンでは、直線上昇とターン上昇に関連する原則を紹介します。学生は、直線飛行中および旋回中、一定の対気速度を保ちながら上昇を行う能力を実演します。上昇操作は、これから学んでいく飛行技術の基礎の一部です。これを理解し、適切かつ効果的に飛行機を直線またはターン上昇に入れる能力を持つことにより、多くの操縦をはるかに簡単に行うことができます。基本的なク直線上昇とターン上昇に必要なスキルは、多くの操縦の基礎となります。

フライトコントロール

回転軸

• ピッチ - 横軸
• ロール - 縦軸
• ヨー - 垂直軸

ピッチ

• エレベーターで制御
  • 背圧
  • エレベータ表面の後縁を上に偏向する
    • エレベーターのキャンバーを減らし、下向きの空力を作り出す
  • 全体的な効果
    • 飛行機の水平尾翼を下げ、機首を上げる
    • ピッチングモーメントはCGを基点に発生する
      • ピッチングモーメントの強さは、CGと水平尾翼面の間の距離に依存する

•  
  • 前方圧力
  • エレベータ表面の後縁を下に偏向する 
    • キャンバーを増やし、より多くの揚力を生み出す（尾翼を下げる力が弱まる）
  • 全体的な効果
    • 飛行機の水平尾翼を上げ、機首を下げる
    • ピッチングモーメントはCGを基点に発生する

ロール

• エルロンで制御
  • 左方向へ制御する場合
  • 右翼側のエルロンが下向きに偏向してキャンバーが増加し、それによって右翼の揚力が増加する
  • 左翼側のエルロンが上向きに偏向してキャンバーが減少し、それによって左翼の揚力が減少する
    • 右翼の揚力が増加し、左翼の揚力が減少すると、飛行機は左にロールを始める
  • 右方向へ制御する場合
  • 上記とは逆のことが起きる

ヨー

• ラダーによって制御される
  • ラダーパネルが気流によって逸らされると、水平方向の力が、逸らされた方向とは反対に作用する
• 左ラダーペダルを押すと、ラダーパネルが左に偏向する
  • これにより、垂直尾翼とラダー周りの空気流れが変わり、横方向の揚力が発生。そこから尾翼が右方向へ移動し、機首が左にヨーイングする
• 右ラダーペダルを押すと、上記とは逆のことが起きる

どのように上昇するのか

• 航空機が上昇に入ると、飛行経路が水平飛行から傾斜した上昇姿勢に変わる

飛行に作用する力

• 上昇においては、重量が飛行経路に対して垂直に作用しなくなる
  • 後方に作用する（地球の中心に向かう形になる）
    • これにより、総抗力が増加し、力のバランスを取るために推力を増加させる必要がある
• 飛行機は上昇した抗力を相殺するのに十分な推力がある場合にのみ上昇角度を維持できる
  • 上昇は、利用可能な推力によって制限される

プロペラ効果

• 上昇時、プロペラの対気速度は大幅に低くなり、迎え角は巡航飛行よりも大幅に大きくなる
• プロペラにトルクと非対称の負荷がかかると、飛行機が反作用として左方向へロールおよび、ヨーイングを始める
  • これを相殺するには、右のラダー圧が必要になる

上昇の種類

通常上昇（巡航上昇）

• 航空機メーカーが推奨する対気速度で実行される
  • 通常、最高の上昇率よりも高速だが、冷却、制御、および視認性が向上する

最良上昇率速度(VY)

• 最短時間で最も高度が上がる対気速度で実行される
  • 水平飛行に必要なものよりも最大の余剰パワーを利用できる対気速度
• 最大出力による最良上昇率が最大の上昇である
  • ピッチ角度を上げることでより多くの上昇性能を得ようとすると、かえって上昇率が低下する

最大上昇角速度 (VX)

• 指定された距離で最も高度が上がる対気速度で実行される
• VYより遅い
• VXはより急勾配な上昇になるが、VYによる上昇も目標標高に到達するまでには時間がかかる
  • VXは離陸後、進行方向上にある障害物をよけるために選択される

統合的な飛行指導

• 飛行操作は、最初に外部の視覚的参照で、次に内部の計器類を参照することによって学習する必要がある

直線上昇

開始

• スロットルを開けるのと同時に、エレベーターんに背圧を加えて、機首を水平線に対して適切な位置まで引き上げる
• 上昇が始まると、パワーが追加されない場合、対気速度は徐々に低下する
  • 初期の勢いのため、この減少は段階的である
  • 直線水平飛行に必要な推力は、上昇時の同じ対気速度には不十分である
  • 重力が後方に作用することによる抗力の増加により、より多くのパワーが必要になる
• パワーを入れると、水平尾翼によるダウンロードの力が増えるため、機首が上がる傾向がある
  • これはスリップストリームの増加が原因になる
• パワーとピッチが増加し、対気速度が低下するにつれて、増加した右ラダー圧力を適用する必要がある
  • これは、プロペラ効果を補正し、一定の方向を保つためである
• よくある間違い - トルク効果の不適切な修正

操作中

• 上昇が確立された後、ピッチを一定に保つためにエレベーターの背圧を維持する必要がある
  • 機首上げのエレベータトリムは、背圧を保持せずにピッチを維持するために使用する必要がある
• 対気速度は、エレベーターで行われたピッチ調整によって制御される
  • パワーは上昇設定で固定されているため、対気速度はピッチで制御する必要がある
• 地平線に関連する機首と対気速度計および姿勢指示器をクロスチェックして、ピッチが正しいかどうかを判断する
  • 対気速度が必要以上に高い場合は、外部参照と姿勢指示器を使用して機首を上げる
  • 対気速度が希望よりも遅い場合は、外部参照と姿勢指示器を使用して機首を下げる
• よくある間違い - 外部と内部参照をクロスチェックして正しく解釈できない
• 上昇姿勢、出力設定、および対気速度が確立された後、機体を再トリムする
  • ピッチ、パワー、または対気速度をさらに調整する場合、航空機を再度トリムする必要がある

主翼を水平に保ちつつ機首方位を維持

• 直進水平飛行で確認したのと同じ手順を使用して、機首方位を視覚的に維持する
  • 翼と地平線
  • 飛行機の直前に並ぶ2点を参照する

直線水平飛行に戻る

• 上昇率の約10％の値でレベルオフを開始する
  • 例：航空機が500 fpmで上昇している場合、レベルオフは希望の高度の50フィート下から始まる
• 機首を徐々に下げていく
  • 対気速度が比例して増加しないままピッチが水平に戻されると、高度が失われてしまう
• 水平飛行で確立されたら、巡航速度まで加速するために、一時的にパワーをそのままにする必要がある
  • 速度が希望の巡航速度に達したら、スロットル設定を調整する必要がある
• 飛行機は水平飛行のために再トリムされる必要がある

上昇旋回

考慮すべき事柄

•  
  • 追加の背圧が必要になる
  • ターン上昇では、直線上昇と同じピッチ姿勢と対気速度を維持できない
    • これは、旋回中の垂直揚力と対気速度の低下によるものである
  • 飛行機は、揚力（VCL）の垂直成分が減少するため、機首が重くなる傾向がある
  • 遠心力と垂直揚力の損失のバランスを取り、ピッチを一定に保つには、より多くの背圧が必要になる
  • バンク角度
  • 一定の出力設定では、飛行機の向きを変えるために揚力の一部が使用されているため、飛行機はやや浅い上昇角度で上昇する
    • バンク角度の度合いは急勾配すぎてはいけない（浅い旋回を使用すること）
    • バンクが増加するにつれて、垂直揚力の損失と増加した誘導抗力が大きくなる
  • アドバース・ヨー
  • 対気速度が遅いため、アドバース・ヨーはより顕著な影響を及ぼす
    • 調整された飛行を続けるには、より大きなラダー入力圧が必要になる
• よくある間違い - トルク効果の不適切な修正
• 内部と外部の参照点の間で等しく注意を分配する必要がある

開始

• 2つの方法でターン上昇を確立する

1. 直線上昇してから旋回開始 
2. 旋回にまず入り、同時に上昇開始 

操作中

• 一定のバンク角とピッチ姿勢を維持すること
• ターン上昇を維持するには - レベルターンと直線上昇の参照を組み合わせる
  • ピッチは、直線上昇と同様に、地平線との関係で維持される
    • エレベーターで地平線に関連した調整が行われる – 計器で視覚表示をクロスチェックする
  • バンクは、カウリングと水平線の角度に関連して維持される
    • 参照を姿勢指示器と照合し、コーディネーターを回して、正しいバンクと調整を確認する
    • 必要に応じて、計器類とクロスチェックで参照しつつバンク角を調整する
• ピッチまたはバンクが修正されると、もう一方の調整が必要になる場合がある
  • 例：バンクが増加した場合、上昇時の対気速度を維持するためにピッチも増加させる必要がある場合がある
• よくある間違い - 外部と内部の参照をクロスチェックして正しく解釈できない
• 必要なだけトリムすること

トリム手順

• 飛行機は、主要な操縦装置（ラダー、エルロン、エレベーター）が、機体がまっすぐに、通常の重量と荷重で水平に航行しているときに、飛行機の非稼働表面において流線型になるように設計されている
• 機体がそのバランスの取れた状態から外れた姿勢を取っている場合、1つ以上の操縦翼面は、継続的な操縦入力によってその流線型を崩さなければならない
  • トリムタブはこの操作に関して操縦士の負担を軽減する

固定翼のトリム

• ピッチを設定する
• パワーを設定
  • 対気速度を安定させる
• 現在の対気速度に合わせてトリムを設定する
  • 技術
  • 主要な飛行制御を使用して、機体を望ましい姿勢で確立して保持する 
    • 水平線を参照して適切な姿勢を確立しつつ、同時に飛行計器を参照して確認する必要がある
  • 次に、トリムを適用して、必要な圧力まで軽減する 
    • 最初に飛行機の姿勢を確立して保持する必要がある。次に、飛行機が「ハンドオフ」つまり手放し飛行で希望の飛行姿勢を維持できるように、制御圧力を調整する
      • パワーを変更した場合、水平飛行を維持するためのピッチ姿勢が変わり、機体を再度トリミングする必要がある
• よくある間違い - 不完全なトリム手順
• トリムを頻繁かつ僅かな範囲で使用する
  • トリムで飛行機を飛ばそうとすることは、基本的な飛行技術の一般的な欠点である
  • 望ましい姿勢を確立し、航空機をトリムする
    • 望ましい姿勢を確立するためのトリムをしないこと（最初にトリムし、次に姿勢を確立しないこと）
      • 操縦士が感じる制御圧力は、機体姿勢が計画的に変更されている間の意図的な制御入力の結果である必要がある
        • 操縦しようとしつつ、実際のところ機体によって勝手に加えられた制御圧力ということはあってはならない

緊張＆過剰制御の克服

過剰制御の兆候

• 制御圧力の代わりに操縦桿自体を動かして制御してしまう
  • 操縦桿の動きが急激で大きい
  • ホワイトナックル（デスグリップ）
  • 緊張感

予防

• 過剰な制御を指摘し、正しい軽い/指先のグリップと圧力を示す
• よくある間違い - 圧力ではなく制御動作の適用

よくある間違い

• 外部参照と内部計器類参照のクロスチェックおよび正しい解釈の失敗
• 圧力ではなく制御動作の適用
• トルク効果の不適切な修正
• 不完全なトリム手順

完成基準

訓練生は、調整を維持し、必要な調整を行いながら、一定の対気速度で上昇を維持できます。訓練生は、外部参照を使用し、機内の計器類と合わせてをクロスチェックすることにより、機体の姿勢を正しく修正できます。

成功のポイント

本レッスンの各項目をレビューすること

上昇中は、重量が飛行経路に対して後方に作用し、抗力が増加するため、パワーを増加する必要があります。適切なピッチ姿勢を維持するには、飛行機の機首を水平線に対して同じ位置に保持する必要があります。姿勢指示器と高度計およびVSIを照合して調整を行います。上昇ターンでは、揚力の垂直成分が減少するため、上昇率は直線上昇よりも低くなります。

レビュー

1. 飛行制御の効果と使用について
2. 統合的な飛行指導方法について
3. ピッチ、バンク、ヨー、パワー制御に使用される外部および機器のリファレンス。それらの参照のクロスチェックと解釈; 使用される制御手順について
4. トリムの手順について
5. 緊張を乗り越え、過剰に制御するために使用できる方法について

参考資料

• FAA-H-8083-3