検証: ひょうが航空機に危険をもたらす5つの理由

ひょう嵐は航空機にとって単なる小さな不便ではありません。これらは、安全性を損ない、高額な損害を引き起こし、操業を中断する可能性がある重大な危険を表します。主な理由を 5 つ紹介します

航空機に大きな危険をもたらすとともに、気象現象としてのひょうについての理解が深まりました。

雹を気象現象として理解する

ひょうは、強力な雷雨の上昇気流の中で、特に積乱雲内で発生し、水滴が繰り返し大気のより冷たい領域に持ち上げられます。これらの水滴が凍ってさらなる氷の層を蓄積すると、最終的には上昇気流が支えられないほど重くなり、ひょうとして地面に落ちます。

これらの氷ペレットのサイズは、小さな粒からゴルフ ボールに匹敵する大きな石、極端な場合にはさらに大きくなる場合もあります。ひょうの大きさと密度は、上昇気流の強さと雲内での滞留時間によって異なります。

写真: ジャスミン・サヒン |シャッターストック

気象学の観点から見ると、ひょう嵐は通常、竜巻や強風などの他の危険な状況を引き起こす可能性のある厳しい気象システムに関連しています。ひょう嵐は予測不可能であるため、航空機にとって特に危険です。気象レーダーは液体の降水を検出できますが、ひょうは常にレーダー上に目立つように表示されるとは限らず、パイロットの回避戦略が複雑になります。

フロントガラスの損傷

雹は航空機のフロントガラスにひび割れや粉砕をもたらし、重大な安全上のリスクを引き起こす可能性があります。

これらのフロントガラスは、多くの場合、衝撃の矢面に耐えられるように設計された外側の層を備えた複数の層で構成されており、パイロットの視認性と構造の完全性にとって不可欠です。激しいひょう嵐では、フロントガラスが数秒以内に割れ、パイロットが視界を確保したり、安全に操縦したりできなくなります。

このような損傷の可能性があるため、即時の対応が必要であり、パルマ・デ・マヨルカからウィーンへ向かうオーストリア航空OS434便（エアバスA320）の場合のように、緊急着陸につながることも少なくありません。

写真: ケビン・ハッカート |シャッターストック

フロントガラスはコックピットを突然の減圧から保護するためにも重要であるという事実によって、このリスクの深刻さはさらに悪化します。フロントガラスの外層のみが損傷しただけでも、視界が妨げられ、航空機の構造的完全性に影響を与える可能性があり、航空機を運航に戻すには、多くの場合、骨の折れる時間と大規模な修理が必要になります。

レドーム破壊

航空機の機首に位置するレドームは、レーダー信号を妨げずにレーダー機器を保護するように設計された薄い金属構造のため、特に雹に対して脆弱です。

レドームへの雹による損傷は、その後の厳しい気象条件を検出して回避するために不可欠なレーダー機能の喪失など、連鎖的な影響を与える可能性があります。正確な気象レーダー情報がなければ、パイロットは事実上「盲目的に飛んでいる」状態となり、乱気流、落雷、あるいはさらなるひょうなどの追加の危険を予測したり回避したりすることができません。

写真：NTSB

さらに、レドームの破壊（それ自体は壊滅的な損失ではありませんが）は、航空機内に二次的な損傷を引き起こす可能性があります。レドームが粉砕すると、破片がエンジンに取り込まれたり、他の重要なコンポーネントに衝突したりする可能性があり、全体的な状況が悪化します。

オーストリア航空の事故では、レドームがひどく損傷し、航空機のレーダーが機能しなくなり、乗組員は航空機を安全に着陸させるために訓練と勘に頼らざるを得なくなりました。

航空機の構造的損傷

雹は航空機の胴体、翼、その他の構造部品に大きな損傷を与える可能性があります。

翼の前縁は、アンテナ、プローブ、その他の突出要素とともに、特に衝撃による損傷を受けやすいです。これにより、航空機の外板にへこみ、亀裂、さらには亀裂が生じ、空気力学が破壊され、二次的な機械的故障が発生する可能性があります。

航空機の構造的完全性は安全な運航にとって最も重要ですが、雹による損傷はさまざまな形でこれを損なう可能性があります。たとえば、翼の前縁が損傷すると、空気の流れが変化し、揚力が減少し、抗力が増加する可能性があります。

さらに、雹によって重要なセンサーやプローブが損傷したり外れたりする可能性があり、その結果、読み取り値が不正確になり、誤ったシステム応答が引き起こされる可能性があります。これは次の記事で強調されました。エアバス安全マガジンでは、フライ・バイ・ワイヤー航空機が、探査機への雹による損傷により重大な運航中断を経験し、対気速度測定値の信頼性が低下し、いくつかの自動飛行システムが喪失しました。

システムは次のように応答しました。

• F/CTL NAV ADR DISAGREE がトリガーされました
• 電気飛行制御システムは代替法に戻されました
• オートパイロットとオートスラストが解除されました
• フライトディレクターはもう対応できませんでした

これらすべての影響は、信頼性の低い対気速度の飛行条件から生じたものであり、乗組員は ECAM に従って管理する必要がありました。以下のような悪条件下で緊急着陸が行われました。

• 自動着陸機能なし
• ILS ガイダンスなし
• フロントガラスから視界がなくなる

エアバスによると、乗組員はコックピットの横窓から得た視覚的な参照だけを頼りになんとか着陸に成功したという。

エンジンの損傷

まれではありますが、ひょうの摂取によりエンジンの失火につながる可能性があります。

これは、燃焼室が燃焼に必要な条件を維持できないためにエンジンが出力を失う、独特の危険な状況です。航空機のエンジンは、バードストライクを含むさまざまな衝撃に耐えられるよう厳密にテストされていますが、特に高速で大量に摂取された場合、ひょうは依然として重大な脅威となる可能性があります。

写真：aappp |シャッターストック

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エンジンは、異物の混入による影響を軽減するために、保護カウリングと先進的な素材を使用して設計されていることに留意してください。しかし、特に大量の雹が降ると、これらの防御機能を圧倒し、致命的なエンジン故障につながる可能性があります。このような損傷の可能性があるため、特に既知またはその疑いのある雹嵐の中を飛行した後は、定期的な検査とメンテナンスが必要です。最新のエンジンは驚異的な回復力を備えていますが、ひょうに短時間遭遇しただけでも壊滅的な結果をもたらす可能性があるため、リスクは依然として残っています。

運用の中断とメンテナンスコストの増加

ひょうによる被害は、差し迫った安全上のリスクにとどまらず、航空会社の運航に重大な影響を与える可能性があります。

航空機が修理のため運航を停止し、フライトの欠航や遅延につながる可能性があります。カルガリーのひょう嵐でボーイング 737 型機 16 機が損傷した最近のウェストジェット航空の事故は、ひょうが引き起こす可能性のある混乱の規模を示しています。各航空機は詳細な検査と修理を受ける必要があり、時間も費用もかかります。

雹による被害を評価するには、すべての被害を特定して修復するために、多くの場合、高度な 3D スキャン技術を使用した、正確で骨の折れる検査が必要です。これらのテクノロジー（たとえば、クレアフォームは、メンテナンス チームがあらゆるへこみや亀裂の詳細な幾何学的測定値を取得し、徹底的な修理を保証し、人的エラーや見落としを最小限に抑えるのに役立ちます。このプロセスは効果的ではありますが、雹が発生しやすい地域で航空機を維持するための全体的なコストと複雑さが増加します。

雹は航空にとって脅威です

ひょう嵐は依然として航空にとって重大な脅威であり、航空機に重大な損傷を与え、運航を中断し、人命を危険にさらす可能性があります。気候変動により異常気象の頻度と激しさが増す中、航空業界はこれらのリスクを軽減するために技術と戦略を進化させ続ける必要があります。ひょうがもたらす危険性を理解し、その影響を回避または最小限に抑えるための事前の措置を講じることは、空の安全を維持するための前提条件です。