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Mar 31, 2023

ヘリコプターの航跡には広い停泊が必要、パート 1

Quando il flusso del rotore colpisce il suolo, la circolazione del vortice si dirige verso l'esterno,

ローターのダウンウォッシュが地表面に当たると、渦の循環は外側、上向き、メインローターの周り、そしてメインローターから離れる方向に全方向に進みます。

ヘリコプターの伴流乱気流は、伴流の構造、継続時間、減衰が異なるため、同等サイズの飛行機によって引き起こされる伴流乱気流よりも複雑です。 これらの特性は、特に近くの固定翼航空機が離着陸している間にヘリコプターが低速飛行している空港周辺で、強力な脅威を生み出します。

離陸または着陸段階にある飛行機は対気速度が低いため、突然の動きに対抗するための飛行制御の力が弱まり、飛行機には航跡遭遇による混乱から回復するための高度余裕が基本的にありません。

これらは、2022 年 1 月 3 日、カリフォルニア州アップランドのケーブル空港 (CCB) に存在した状況です。UH-1「ヒューイ」ヘリコプターがゆっくりとホバリングタクシーを行っている間、セスナ 120 のパイロットが着陸に近づいていました。滑走路に隣接。 セスナ 120 のパイロットは分離を維持するために長く着陸することにしましたが、ヘリコプターが滑走路を横切りそうになったとき、着陸復行を決断しました。

滑走路の約3分の1の地点でセスナ120はヘリコプターの打ち下ろしに遭遇し、指揮のない急な右岸に進入した。 パイロットは反対側のエルロンでこのロールに対抗しようとしましたが、誘発されたロールを抑制するには不十分でした。 実際の一連の出来事のビデオは、飛行安全財団の航空安全ネットワーク Web サイトでご覧いただけます。

セスナ120は滑走路の右側に衝突し、大きな被害を受けた。 幸いなことにパイロットは軽傷で済んだ。 NTSBは、パイロットがゴーアラウンド中に制御を失ったのは、低速でホバリング走行中のヘリコプターからの後方乱気流に遭遇したためであると判断した。

飛行機が地面に接近して転がる同様の出来事は2014年12月5日、コロラド州フォートコリンズ郊外のノーザンコロラド地域空港（FNL）で、シーラスSR20の単独学生パイロットのために発生した。 学生パイロットは滑走路 33 へのフルストップ着陸の交通パターンに入りました。彼は風下でシコルスキー UH-60 ブラックホークを観察し、ヘリコプターが最終着陸して自分の位置の真上に着くまでベースレグへのターンを遅らせました。 学生パイロットは後方乱気流を懸念し、着陸が長くなるように照準点を調整した。 彼の目標は、ヘリコプターのタッチダウンポイントを超えて着陸することでした。

着陸フレアの開始中に、SR20は突然急な左岸に転がりました。 学生は回避しようとして反応しましたが、地面近くでほぼ瞬間的に回転し、地形に衝撃を与えました。 前方 2 つの乗務員席に取り付けられたエアバッグ シートベルト アセンブリは、飛行機が側転したときに展開しませんでした。 学生パイロットは重傷を負い、機体は大破した。 YouTube のビデオには、ブラック ホークの出発と巻雲の突然の横揺れの両方のこの部分が記録されています。 巻雲の回転が非常に速く、地面に非常に近かったため、高度を回復する時間がなかったことがすぐにわかります。

事故に関するNTSBの調査では、ヘリコプターが約30秒後に出発に移行したことが判明した。 巻雲の前方に、強力な渦の目に見えない航跡を残します。 当時の風は比較的弱く、風速110度から3ノットを記録した。 言い換えれば、これは4分の1の追い風でした。 安全委員会の報告書によると、学生パイロットは出発時にヘリコプターによって引き起こされる後方乱気流の重要性を理解していなかった可能性が高く、その結果、着陸時に制御を失うことになった。 NTSB の因果関係の発見は、航空情報マニュアルのパイロットのガイダンスも決定し、当時発行された航空機の後方乱気流に関する勧告回覧では、ヘリコプターに追従する小型飛行機の分離基準を推奨していませんでした。

同様の事故の後、NTSBは、事故のパイロットはヘリコプターによって引き起こされる後方乱気流の重要性を理解していなかった可能性があると指摘した。

ヘリコプターの航跡は違います

固定翼航空機と回転翼航空機によって形成される後流渦には、いくつかの類似点があります。 固定翼航空機と同様に、ヘリコプタの渦はヘリコプタの重量、サイズ、速度に依存します。 低い対気速度で形成される渦は、高い対気速度で形成される渦よりも最初は強力です。 重いヘリコプタは、軽いヘリコプタよりも強い後流渦を生成します。 渦の強さはその年齢にも依存します。

各ローター ブレードは回転中に独自の渦を継続的に生成するため、ヘリコプターの後流は、独自のミニ竜巻回転だけでなく、ダウンウォッシュによる全体的な下向きの動きも含む一連の渦で構成されます。 ホバリング中または地面近くで低速飛行中のヘリコプターからのローターのダウンウォッシュが地表に衝突すると、この乱流気団は外側、上向き、メインローターの周囲、メインローターから遠ざかる方向に全方向に循環します。 低速で移動するヘリコプタの後流は小さなマイクロバーストに相当するため、広い間隔を与える必要があります。

ヘリコプターの後方乱気流によって汚染される領域は、特に 70 ～ 80 ノット未満の速度では、同等のサイズと重量の飛行機の領域よりも大きくなります。 ローターの直径の約 3 倍の距離には、ダウンウォッシュによる大きな混乱が含まれます。 FAA の勧告回覧 90-23G「航空機の後方乱気流」では、低速ホバリング タクシーまたは静止ホバリングでヘリコプタの直径の 3 倍の距離内での操作を避けるようパイロットに勧告しています。 ローターブレードの数が増えると渦のサイズが大きくなるように見えるため、ブレードの数も渦のサイズに影響を与えるようです。 たとえば、2 つのローター ブレードを備え、4 つのローター ブレードを備えたシコルスキー S-76A と基本的に同じ重量の Bell UH-1H は、S-76A よりも小さな渦を生成します。

ヘリコプターの前進飛行における後流は、航空機によって生成される後流よりも複雑です。これは、接近する気流と比較してブレードが前進しているか後退しているかによって、迎え角が 1 回転全体で変化するため、各ブレードの渦が異なるためです。 後退するブレードは、前進するブレードと同じくらい大きな揚力を生み出すために、より高い迎え角で動作します。 後退ブレードの後ろの渦は、より大きな断面積によって特徴付けられます。 前進するローターブレードの背後の渦は、特にヘリコプターの前進速度が 80 ノットを超えると、常に小さく、より緊密になり、より一貫性が増します。 飛行テストでは、ヘリコプターが上昇しているか下降しているかに応じて、ヘリコプターの航跡の反応が異なることが判明しました。 渦コアは降下中にさらに離れて移動するのが観察されましたが、上昇飛行中にコアは互いに近づくことになります。 考えられる説明としては、揚力を生成するために必要なエンジン出力の量、したがって高温の排気ガスが後流に同伴され、したがって後流の浮力に寄与することが挙げられます。

この記事のパート 2 では、不注意でヘリコプターの後流に突っ込んだ固定翼航空機に対するリスクをより深く理解するために、FAA の飛行試験について説明します。