地上 ブレーキに 引き続き
今回は 上空での ブレーキの お話です
飛行機も いろんな場合に 減速しなくては いけません
しかし 当然 上空で ブレーキペダルを 踏んでも 減速しません
そこで いろいろな種類の 空中での ブレーキ用 装置が ついています
今回は その スピードブレーキです
通常 戦闘機では スピードブレーキと 言われる装置が 搭載されています
これは 機体を 空中で 急減速したり 急降下するとき などに 使われます
その多くは 大きな板を 空中に広げるタイプの物です
代表的なのは Ｆ−１５の背中に ついている物でしょう
あれは 畳２枚分は あります
これを 空中に立てるのです
減速効果は 想像以上で
高速飛行中 スピードブレーキを 開くと 身体が前に 持って行かれるのが わかります
しかし ちょっとした風の 中で 畳を立てる 事を考えると
６００ｋｔｓの 風の中で あの スピードブレーキを 広げるには
とてつもない 力と 強度が 必要であろう事は 容易に 想像できます
ちなみに ６００ｋｔｓは 風速約 １２００ｍ／ｓｅｃです
スピードブレーキは どんな 時にも 作動しなくてはいけません
普通の 飛行機に 付いている 装置は
制限速度が 決められています
脚なら ３００ｋｔｓ フラップなら２５０ｋｔｓ フックなら１８０ｋｔｓ ｅｔｃ
しかし スピードブレーキは いかなる状況でも 作動する必要があります
たとえば 飛行機が 飛行機の制限速度を 越えそうなときにも
正常に作動して 飛行機を減速させなくては いけません
そして 最も重要なのが 大きなトリム変化の 無いことです
トリム変化が 無いということは スピードブレーキを使っても 飛行機のバランスが 崩れないということです
たとえば 通常は フラップを下げると 機首下げの モーメントが出ます
爆弾を 落とすと 機首上げの モーメントが出ます
このように 飛行機は 形態を 変えると トリム変化が 発生して
操縦に 変化を くわえなくては いけません
また その モーメント変化は 一般的に 機速が速ければ 速いほど 大きくなります
仮に 高速で使用する 機会が 多いであろう スピードブレーキに
このような トリム変化を もたらす 特性があると 操縦は大変困難な 物になります
まして 機首下げの モーメントが発生する場合は 危険です
たとえば 急降下しているときに
減速目的で スピードブレーキを使います
もし 機首下げの モーメントが発生すると
機首は さらに下がって 機体を 増速させて しまいます
これに パイロットが 反応すると 機速が多いのでＰＩＯに 入る可能性もあります
ですから 理想的スピードブレーキは いかなる場合に使っても トリム変化の 発生しない 装置でなくては なりません
また どうしても トリム変化が出てしまう 物ならば 僅かな 上昇モーメント程度が 許されるでしょう
Ｔ−１とうい ＪＥＴ練習機があります
この飛行機の スピードブレーキは お腹の下に 開きます
試験飛行の際に このスピードブレーキが 想像以上の トリム変化を 発生させることが 判明しました
そこで 量産機では スピードブレーキ操作と 同時に エレベータートリムを 作動させて
その トリム変化を 最少にするよう 設計変更が なされました
ここで いろいろなスピードブレーキにいて 機首毎に ご紹介します
先ずは Ｆ−１５
これは 先ほども説明したように
機体の 上方に 開きます
それまでの 飛行機は みんな 機体の下に 装備されていたので
パイロットは スピードブレーキ操作を
「ＳｐｅｅｄＢｒａｋｅ ＵＰ」と「ＤＯＷＮ」で 開閉を表現していました
当然 スピードブレーキは 機体下面に ありましたので
「ＵＰ」が 閉で 「ＤＯＷＮ」が 開でした
しかし Ｆ−１５では 機体上面に スピードブレーキがあので
「ＳｐｅｅｄＢｒａｋｅ ＵＰ」と「ＤＯＷＮ」では 意味が逆になってしまいます
そこで 今では パイロットは
「ＳｐｅｅｄＢｒａｋｅ ＯＰＥＮ」と「ＣＬＯＳＥ」で 表現するようになっています
なにしろ Ｆ−１５の スピードブレーキは でかい
異常に でかい
機体が 大きくて 重いからなのでしょうか
ここで Ｆ−１５で特徴的なのは
速度に 従って スピードブレーキの 開度が 異なることです
高速で ＯＰＥＮしても 前開まで 開きません
空気の力と 釣り合った 所までしか 開かないのです
そして ある程度減速すると 全開になります
また Ｆ−１５の場合は ２枚の垂直尾翼の 中央に スピードブレーキが 設置されていますので
スピードブレーキ ＯＰＥＮすると ２枚の垂直尾翼が 共振して 左右に大きく振れます
その際 飛行機にも 振動が発生するので
パイロットは インジケーターを 見なくても スピードブレーキの状態が 分かります
次に Ｆ−４です
Ｆ−４は 脚の後ろ フラップの前の 翼の下に スピードブレーキがあります
それほど 大きくはなくて 面積的には フラップの半分程度です
それでも 上空で 開くと かなりの減速力が 発生します
Ｔ−２／Ｆ−１は 胴体後方の 脚の 直ぐ後ろで 開きます
Ｆ−１０４ Ｆ−８６は 胴体後方側面で 左右に開きました
Ｆ−２の場合は
エンジンの排気口 の左右に 上下に開く スピードブレーキがあります
これは 他機では あまり見かけない タイプです
その上 スピードブレーキの 開度は
脚 ＵＰと ＤＯＷＮでは 異なるのです
その理由は 上空では 最大に開いて 急減速に利用しますが
そのままだと 着陸の時に 滑走路に スピードブレーキが あたってしまうからだそうです
変な 設計です
まあ 自動ですから パイロットは それほど意識する必要は 無いのですが・・・・・
ほかの 飛行機も 似たり寄ったりで それほど特徴的なのもは ありません
また その動力は どの飛行機も ３０００ｐｓｉの油圧で 作動して
単純な 構造になっています
その上 インジケーターは 閉と開だけを 表示する物ばかりで
今 何度 開いているかは パイロットには 分かりません
ですから ちょっと 開きたい場合には パイロットの感覚だけです
まあ エンジニアは そんなに 繊細に パイロットがスピードブレーキを使用しているとは 思っていないのでしょう
編隊で 降下する場合
リーダー機が スピードブレーキ 全開で 且つ パワーを ＩＤＬＥにします
これが 最大効果率を 発生しますが
ウイングマンには 僅かの 余裕すら ありません
ちょっと 定位置から 前に出ちゃった と 思っても
後ろに下がる 手段が無いのです
強いて言えば エンジンを 切る ぐらいでしょうか
これでは 困りますので
リーダーは スピードブレーキを 最大開度には せずに ちょっと閉側にします
その上 パワーも ＩＤＬＥまでは 引きません
これによって ウイングマンに 減速余裕を 与えるのです
ちなみに スピードブレーキ操作の 手信号は
影絵の きつねさんの 耳を無くした 格好で きつねの口を パカパカします
スピードブレーキは 単純な 装置ですので 滅多に 壊れません
そのため 故障警報灯も ありません
しかし スピードブレーキを ２枚持っている 飛行機が
左右 均等に 動かなかったり 片方が 不作動の 場合には スピードブレーキ使用と 同時に 大きな ヨーイングが 発生します
今は あまり 大問題には なっていませんが
これから先 益々飛行機が 高速化すると もしかすると問題に なるかも知れません
飛行機は 上昇するのも 大変ですが
降下は もっと 大変です
もし スピードブレーキが 無かったら
降下するために 膨大な時間が 必要になります
多分 上昇に使用した 時間の ３倍ぐらい 必要でしょう
また 減速目的以外でも スピードブレーキは 使います
代表的なのは 着陸の時です
通常 小型ジェット機は 着陸時の エンジン応答を 良くするために
ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲを 使用したがります
そこで スピードブレーキも使用するのです
これによって 数％の 余分なパワーが必要となって
エンジンレスポンスが 良い領域で 着陸操作が 出来るようになります
その上 ゴーアラウンドするときにも 直ぐに最大パワーまで エンジンを加速することが 可能になります
特別な 使い方としては 昔は スピードブレーキの中に チャフを 入れておいたり
燃料を 短時間に消費させるために 使ったりしました
大型機では 翼上面に スポイラーを立てて 上空や 着陸滑走時の ブレーキとしているようです
ちなみに 着陸滑走中に 戦闘機等がが使用する ドラッグシュートは 上空では 使用不能です
多分 開傘と 同時に ちぎれてしまうでしょう