世界最大の航空機を着陸させるスゴ腕パイロットが語る同機の扱い方 The War Zone記事からのご紹介です
Stratolaunch
StratolaunchストラトロンチのRocロクは、奇妙で巨大な飛行機械で、着陸は非常に困難で「感情的」な運動となるという
スティーブ・レイニーSteve Raineyは、翼幅が世界史上最大の飛行機のテストパイロット、同機の操縦にはそれなりの複雑さが伴うと明言している。
ストラトロンチが所有する巨大な飛行機は、古代神話に登場する巨大鳥にちなみ「ロク」の愛称で親しまれている。当初はペイロードを軌道に乗せるため設計されましたが、現在レイニーのチームは、高速飛行試験用の回収可能な極超音速機の打ち上げる同機でめざしている。
レイニーは、今年1月下旬に開催されたウエスタン・ミュージアム・オブ・フライト主催の講演会で、ロックの操縦体験を詳しく説明した。レイニーは、米空軍やロッキード・マーティンのF-22ラプターのチーフテストパイロットの過去がある。2022年、ロックの最初の飛行試験から3年後に、ストラトロンチに入社した。以来、パイロットからミッションディレクターまでさまざまな役割で、同機の全9回の飛行テストのうち6回に携わた。
ロクは、スケールド・コンポジットが設計・製造したもので、同社はこの機体にモデル351の正式名称を与えている。ロクは翼幅385フィート、最大離陸総重量130万ポンド、ボーイング747-400が搭載するプラット＆ホイットニーPW4056ターボファンエンジン6基を搭載し、合計336,000ポンドの推力を得る。これは、F119エンジンを搭載したF-22ラプター5機分に匹敵する。
「エルロンが12バンク、フラップが14バンク、エレベーターが4つある大きな大きな飛行機で、（乗員は）右側にいます」とレイニーは述べた。「制御力は非常に高いと思われるでしょうが、実はそうでもないんです。ケーブルシステムには金属ケーブルも使われていますが、ほとんどに複合ケーブルを使用しています。これはレース用ヨットが使っているものと同じもので、さまざまな高度や温度でケーブルが伸びるのに適しています。また、プーリーやミート、ジャンクションボックスの上には、実際に金属製のケーブルを使用しています」。
ロックは、ちょっとワイルドな乗り物で、レイニーも「予想外だったのは、複合材の機体で起こる動きです」と認めている。「いろいろなものを少しずつ感じながら、上手に動き回っているんだ」。
世界最大の航空機の着陸には、それなりの難しさがある。まず第一に、ロックのランディングギアの間隔は非常に広く、滑走路の幅に匹敵するほどだ。
「左ギアの左端から右のギアトラックの右端までが114フィート（約1.5メートル）です」とレイニーは言う。「着陸させる際の誤差はほとんどゼロです。だから、着陸は、特に乱気流や風が吹いていると非常に感情的な出来事となります」。
ロックの右側の胴体内には、2人のパイロットとペイロードオペレーターを兼ねるフライトエンジニアを含むフライトクルーが乗る。左側胴体は与圧されているが、座席やコックピットはなく、代わりに各種エイビオニクス機器が満載だ。レイニーによれば、胴体間で共有されるのは電気と空気圧のみで、燃料は翼で別系統となる。
「胴体間の距離があるため、離着陸では、滑走路に正確にまっすぐ向いていることが非常に重要です」「数度でもずれると、どうなると思いますか？ ロックの4輪駆動になる。そんな実験はしたくない」とレイニーは言う。
パイロットと副操縦士双方で飛行制御を担当することで、アプローチと離陸時にロックのアライメントを可能な限り維持することに主眼を置くことができる。
レイニーは、「大きく分けて、物事を分割するような設計になっています」と言います。例えば、パイロットのケーブルは、そう、私たちはフライ・バイ・ワイヤ、つまり、ケーブルで飛ぶのです、だから、文字通りケーブルシステムなのです・・・そして、床下、パイロットの下には747のようにポゴシステムがあり、それらがつながって、私たちは飛行機全体をコントロールします。このシステムの優れた点は、何か問題が発生した場合、両者を切り離して、片方だけで飛行機を操縦できることです」。
着陸時、ロックのオペレーター間の役割分担は、パイロットから計算のプレッシャーを取り除くのにも役立ちます。横風が吹くアプローチで、機体を風向きに倒し、接地軌道を滑走路と一致させるときにできるのが「クラブアングル」です。
「着陸は感情的な出来事だと言いましたが、パイロットはどうすればいいのでしょうか。エンジンはかなり安定しており、それほど動かす必要はありませんが、重要なときは重要です」とレイニーは説明する。「ピッチや、ブラックラインに対する自分の位置、飛行機のクラブアングルなどに固執するのはとても簡単です。そこで、パイロットが操縦するのではなく、副操縦士がスロットルを操作して、パイロットは自分の狙ったポイントに集中する必要があるのです」。
「パイロットとコパイロットの目の前に、いくつかのライトを横付けしています。"私たちはそれを「クラブメーター」と呼んでいますが、とても敏感です。"レイニーは言いました。「実際の滑走路の方角を設定します。例えば、モハベのゼロ番滑走路は303度なので、セットすると、303度からのズレを知らせるさまざまなランプがクラブメーターに表示されます。黒い線の上に並んで、303設定を確認し、バンク角を使う...クラブメーターにライトがつかないように着陸する。ライトがついたら、おそらく回り込んでいるか、少なくともその状況を修正することで手一杯だろう」。
ロクでは、巨大機を安定させ、着陸時に尾翼が滑走路にぶつかるのを防ぐため、米軍機からヒントを得た技術も取り入れている。
「通常、私たちは、速度にもよりますが、ピッチ角が非常に小さく、着陸させるためには、基本的に約0度から6度の範囲で飛行しています。空軍機には、"迎角器"がある。私たちはそれをピッチ角に使っています。実際、第5フライトの後、もう少しフィードバックが得られるように変更したんだ。以前は、4度くらいになったときに鳴るだけだったんです。今は、上部のシェブロンが点滅し、尾翼にぶつかる1度以内になると、全体が点滅するようになっています」。
PW4056エンジンとともに、ロクはボーイング747の部品やコンポーネントで設計されており、一部は機体性能に貢献している。例えば、747のランディングギアドアアクチュエーターは、Rocの巨大なフラップに使用されている。
「着陸装置アクチュエーターには、フラップと同じように、ポジションは開閉の2つしかありません。私は、STOL（短距離離着陸）キットを装着した直線翼のセスナ180を保有しているのですが、40枚のフラップを下げて、格納庫の中を歩きながら息を吹きかけると、飛べそうなんです」と、聴衆に話していました。だから、385フィート（約1.5メートル）の長さと70度のフラップがあれば、ロクは常に飛びたがり、周囲の気流に大きく影響されることが想像できるだろう。
大きさゆえに、ロクの操作にはかなりのヨー慣性モーメントがかかり、飛行中の機首の向きに影響を与えることがあるとレイニーは述べている。
「上反角が小さいと、逆ヨーが大きくなります。だから、エルロンを入れると、逆ヨーが発生するんです。ペダルを踏み込めば、その逆になります。この飛行機では、ロールとヨーで大きな相互作用があるんです。ペダルを踏んでヨーをコントロールすることで、βを抑えなければならないのですが、それは皆さんが思っているようなことではありません。だから、最初は曲がる方向にペダルを踏まなければならないのですが、素早くペダルを外して反対方向に踏まないと、別の方向にヨーが出てしまうのです」。
レイニーは、ロクが軽く減衰するダッチロールモードを持っているため、このような現象が起こると説明している。ダッチロールモードとは、サイドスリップ、ヨーイング、ローリングを組み合わせたような振動だ。「ダッチロールモードは、とてもコントロールしやすいんです。とても遅いので、それほど大きな問題にはなりませんが、ファイナルでは影響があるんです」とレイニーは言う。スパイラルモードとは、「バンクに入り、ロールアウトしようとしたり、バンクを保とうとしているにもかかわらず、バンクを増やし続けようとする」状態のこととレイニーは説明している。そのため、バンク角15度くらいで明らかになり、バンク角30度くらいでかなり厄介なことになるため、「ノックイットオフ限界は35度です。エンベロープエクスパンションのターンは、すべて30度で行っています」。
レイニーと彼のチームがロクの飛行テストに持ち込んだスキルのおかげで、ストラトローンチはこのサイズと構成の航空機の飛行と着陸の勘所をリアルタイムで学んでいる。それだけでも素晴らしいが、ロクの極超音速実験では、将来的に先駆的な発見をすることが期待されている。
マイクロソフトの共同創業者ポール・アレンの死後、ストラトローンチのミッションは進化してきたが、極超音速飛行を評価するた柔軟で効率的な方法を提供することが、その主な目的であることを明確にしている。前述のように、ストラトローンチは、ロクをTalon-Aのような極超音速の代用実験機の発射プラットフォームに使用してこれを実現する計画だ。
「当社が提供するのは、極超音速テストにあらゆる種類の機器を入れるのに十分な大きさの機体で、極超音速を長時間持続して飛行し、回収してバンデンバーグ空軍基地に着陸させます。「テレメトリーデータだけでなく、高品質でデータレートの高いオンボードデータを取得し、部品やパーツを回収してチェックできます」。これは、極超音速機への材料科学や統合センサーなどのペイロード、さらに空力面での開発に特に有効であることが想像できる。
ロクは、Talon-Aやその他機体を最適な高度まで持ち上げてから、テストミッションで放出する。母船として機能することで、いつ、どこで、どのような試験機を打ち上げれる柔軟性を持っています。しかし、もちろん、こうした野望を達成するための第一歩は、ロックの飛行試験を継続し、タロンAや将来の極超音速実験装置を搭載する認定を得ることだ。
このように、世界最大の飛行機を操縦するのはどのようなものなのか、それを任されている人物から魅力的な内部を見ることができる。F-22のテストも含め、ウエスタン・ミュージアム・オブ・フライトでのレイニーの講義の全貌は、以下のビデオでぜひご覧ください：
その価値は十分ある。■
How To Land The World's Biggest Aircraft According To Its Test Pilot
BYEMMA HELFRICH|PUBLISHED MAR 29, 2023 1:28 PM EDT
