空の不思議

みなさんのなかには「今度の旅行のチケットはインターネットで予約しよう」という人もいるのではないでしょうか。このように、パソコンや携帯電話などの電子機器は私たちの生活をとても便利にしてくれますが、実は飛行機とはとても相性が悪いことをご存知でしたか？

その原因の1つに、飛行機のアンテナがあります。飛行機には、パイロットが地上と連絡をとるための無線のアンテナや飛行機自身が自分の位置を知るためのアンテナなどが、機体の一番前から垂直尾翼のてっぺんまで各所に取り付けられていて、全体が常に大きなアンテナになっているのです。

もう一つ、飛行機に機体やエンジンの状態をモニターするためのたくさんの電気配線があることも関係しています。

ここで、理科の授業を思い出してください。電気が流れるところには必ず磁気が発生していて、この範囲のことを磁界といいます。磁界は電気の流れ(電流)の変化に応じて増減しますが、この逆で、磁界の変化するところに電流が発生することも知られています。

さて、飛行機が離陸するときや、着陸態勢に入って着陸するまでというのは、飛行機の機体にとっても、大変緊張を強いられる時間です。飛行機は自分の身体中を縦横無尽に走っている神経(電気配線)を張り詰めさせ、何か異常が起こったときにすぐにパイロットに知らせなくてはと頑張っています。パイロットもまた、異常を知らされたらすぐに対処できるように操縦に集中しています。

そんなときに、みなさんの携帯電話へ電波が飛び込んできたり、パソコンなどの電子機器のスイッチがONになると、電話の電波やパソコンから発生した磁気が、飛行機の電気系統の磁界に変化を与え、それが電気信号となって、搭載されているコンピュータに誤信号を送り出してしまう恐れがあります。

このような現象を私たちはEMI（エミ／Electro Magnetic Interferenceの略で電磁干渉現象の意味）と呼んでいます。これによってコックピットに故障を知らせるメッセージが出され、離着陸を中断したり、やり直したりする事態に発展することもあるのです。　楽しい旅の始まりのためにも、飛行機にはぜひともパソコンや携帯電話の電源を切ってからご搭乗ください。

※JALファーストクラス機内誌・JALCARD会員誌「Agora1999年2月号」より転載

みなさんの中には、飛行機に乗って耳が痛くなった経験をお持ちの方も多いのではないでしょうか？

地上（高度0ｍ）での強さを1気圧として示される大気の圧力は、上空へ行くに従って0.9、0.8とどんどん低くなり、たとえば飛行機の通常の飛行高度3万3000フィート（約1万ｍ）の上空では、0.2気圧、地上の5分の1にまで下がります。もちろん、人間の体は、このような大きな気圧の変化には耐えられませんから、飛行機には、機内の気圧を調整する機能が必要になります。

では、どのようにして、この気圧の調整を行っているのでしょうか。

上空では、飛行機はエンジンから抜き取った高温高圧の空気をエア・コンディショニング・システム（エアコン）に導き、機内に送り込んでいます。しかし、それでは送り込んだ空気の行き場所がなくなり、飛行機が風船のように膨らんでしまうことになります。そのため、飛行機には、胴体の後方下部または中央左側に「アウトフローバルブ」と呼ばれる弁がついていて、バルブの開度を調整することで気圧がコントロールできる仕組みになっているのです。

さて、地上では、私たちの体は1気圧の力で押されていますが、逆に体の中からも1気圧で押し返す力が働き、体の外と中のつり合いが取れた状態になっています。ところが、飛行機の上昇で気圧が下がり、体の中は1気圧、外は1気圧以下という状態になると、体の中の空気は外へ逃げようとします。

実は、飛行機に乗っているときに耳が痛くなるのは、体の外に逃げようとする空気によって、最も敏感な器官のひとつである耳の鼓膜が動かされるためなのです。このようなとき、あくびをしたり、つばを飲み込んだり、飴をなめると、痛みがとれやすくなります。

ところで、実際の機内の気圧は、地上と同じ1気圧ではなく、約0.8気圧に調整されています。機内を飛行中にずっと1気圧にしていれば、耳が痛くならなくても済むのに・・・と考えている方もいらっしゃると思いますが、これには胴体の強度の問題があります。

地上では、機内と機外の気圧に差はありませんが、上空では0.6気圧の差が生じています。このとき、飛行機の胴体の外版が受ける力は1ｍ2当たり6トンにもなるといわれています。つまり、機内を1気圧に保つためには、より大きな力に耐えられるよう、機体を構成している部材の強度をあげなくてはなりません。しかし、そのために外版を厚くすると、飛行機の重量が増えて、飛べなくなってしまいますから、お客様や荷物の数だけでなく、お客様へサービスする飲み物や機内食なども減らさなくてはなりません。

機内が0.8気圧に調整されているのは、ひとりでも多くのお客様に、快適なサービスを楽しんでいただくためでもあるのです。

※JALファーストクラス機内誌・JALCARD会員誌「Agora1999年3月号」より転載

寒い冬の朝、起きてみると家の窓の内側に露がびっしりと付いていることはありませんか？　これは部屋の中が暖かく外がものすごく寒いとき、室内の空気が窓越しに冷やされて空気中の水分が現れてきたものです。それが「機内の乾燥とどう関係があるの!?」と思われるかもしれませんが、実は深い関わりがあるのです。

さて、機内に長時間いて「のどがカラカラ!!」という経験がある方も多いと思います。「高い場所の空気は乾燥しているから.....!?」と思われがちですが、機内の空気は、飛行中の機体の外部から入り込んできたわけではありません。飛行機の内部に設置されたエアコン（エアー・コンディショニング・システム）が、機内のすべての空気を作り出しているのです。機内の乾燥はこのエアコンに関係があるのです。

飛行機は、あるときは40℃の赤道直下の空港に降り立ち、数時間後にはマイナス50℃の上空１万mへ、と世界中を飛び回ります。しかし、こうした過酷な条件の下でも快適な「空の旅」をご提供できるよう、機内は常に一定の温度に保たなければなりません。飛行機は、エンジンが常に作り出している約２気圧、850℃の圧縮空気を膨張させることによって一番冷たい空気（約０℃）にし、この冷たい空気と高温の空気を混ぜて快適な温度の空気を取り出しています。この際、圧縮空気を膨張させると、高温高圧の空気が急激に冷やされるので空気中に溶け込んでいた水分が現れてきます。この水分をそのままにしておくと、エアコン内部で部品が錆びたり、配管がふさがれてしまいます。また、空気の温度が変わるたびに水分が現れてくる（つまり結露する）と温度の調整が非常に難しくなります。

そこで、機内の温度調整が上手に出来るように、ウォーター・エクストラクターと呼ばれる水分除去装置で、エアコン内の水分を取り除いてあげます。こうすることによって、長時間のフライトで飛行機全体が冷やされても、機体の内側で結露が発生することがなくなり、機内の温度は客室の各エリアごとに細かく調整することが可能になるのです。

機内の空気が乾燥するのは、外部の温度差の激しい飛行中でも、皆さまにとって機内を適温に保つためにエアコンや機体を結露から守るためだったのです。このため、ある程度の乾燥は避けられないのですが、快適な「空の旅」のため、機内ではお水をたくさん飲むなど、なるべく体に水分を補給してくださいね。結露って、ご家庭でもけっこう困りものですが、飛行機にとってもとても厄介なものなのです。

※JALファーストクラス機内誌・JALCARD会員誌「Agora2000年4月号」より転載

皆さんは初めての場所に旅行した時「自分がどこにいるのか」をどうやって知りますか？　近年は自分の居場所を教えてくれる携帯端末も登場していますが、多くの皆さんはガイドブックや地図を使って、自分のいる場所や目的地を探していると思います。その時、「○○通りの××ビルの前」とか「○○St.□□Ave.」といった住所や地名、ランドマークなどで自分のいる場所を確かめていると思います。

飛行機もほぼそれと似たような方法で自分の位置を確かめながら飛行しています。飛行機の場合、「ガイドブックや地図」にあたるのは航空路図です。また、「××ビルの前」といったランドマークにあたるのは地上無線局です。これから出発しようとする機長は飛行する前に、運航管理者と呼ばれる担当者から航路上の天気や注意事項、お客さまの人数、飛行機に積み込む貨物の量などの説明を受けて、どの航空路を飛行するかを決定します。そして、その航路上にある地上無線局を目標にしながら目的地を目指します。この目標にしている無線局の数は飛行距離が長くなればなるほど数が増えるわけですから、パイロットにとっても長い距離を飛行するのは大変なことなのです。

さらに、近年の新鋭機では慣性航法装置という機械が、飛行機の移動方向や移動距離、速度を計算しています。そして、その結果を利用して、フライトマネジメントコンピュータ（FMC）に内蔵されている地図情報と地上無線局情報を照らし合わせ、自動的に無線局の周波数に切り換えるといった自動化が図られています。コンピュータがあるからといってそれだけを頼りにするのではなく、従来の無線局も使用しながら二重に現在位置を確かめているのです。

皆さんがB747-400やB777といったハイテク機で空の旅を楽しんでいるとき、ビデオプログラムの終了時に、機内の大きなスクリーンに飛行機が飛んでいる現在地が映し出されるのを覚えていますか。これは「エアロ・ナビ」といい、位置情報のほかにも高度やスピード、到着時間、外気温なども教えてくれます。この「エアロ・ナビ」もFMCからの情報を使用してスクリーンに映し出しているんですよ。

※JALファーストクラス機内誌・JALCARD会員誌「Agora2000年8月号」より転載

ふと空を見上げると、青空に真っすぐ描かれた飛行機雲。その雲を目で追いかけていくと、雲を作っている飛行機を発見。大空のキャンバスに、自由に落書きしてみたいな……。なんて、子供のころに思いませんでしたか？

飛行機雲は、飛行機が出す排気ガスの煙と思っている方もいらっしゃるようですが、実はきちんとした雲で、煙ではありません。積乱雲（雷雲）などといった、通常よく見る雲と分類上では違いますが、飛行機雲が生まれる過程を考えると、きちんとした雲と呼ぶことができます。

さて、その飛行機雲。一体どのようにして生まれるのでしょうか？　大まかに分けると、2種類のでき方があります。

まず1つ目は、エンジンから出る排気ガスが作り出す雲です。以前にもお話しましたが、気温は地上から100メートル高くなるごとに、0.6度下がります。ですから、飛行機の飛ぶ高度1万メートルでは、地上より60度も気温が低く、機内のナビゲーション画面にもあるように、外はマイナス40度以下の世界になっています。このような状態で、飛行機のエンジンが周囲の空気を吸い込んで、圧縮・燃焼させ、300～600度となった排気ガスを出すと、その中の水分が急に冷やされて凍り、雲となって白く見えるのです。冬の寒い日に息を吐くと、白くなるのと同じことです。

2つ目は、飛行機の主翼などの後ろに空気の渦ができて、部分的に気圧と気温が下がり、水分が冷やされるためにできる飛行機雲があります。

とはいえ飛行機雲は、そんなに頻繁に見られるわけではありません。飛行機の飛ぶ高さや上空の温度、湿度、空気の流れなどの条件がそろわないと、発生しないのです。

飛行機雲をよく見ると、エンジンの数によって、雲の本数も違ってきます。ボーイング747型機なら4本、ボーイング767や777なら2本の筋ができるので、地上から飛んでいる機種を想像できます。

では、飛んでいる飛行機の窓から、飛行機雲は見られるでしょうか？　答えは、残念ながら不可能です。なぜなら、排気ガスの水分が凍って雲になるまでには、少し時間がかかりますし、飛行機は時速約800キロ（1秒間に約200メートル）のスピードで移動しているため、見ることはできません。その代わり、飛行機周辺の空気が、水蒸気を多く含んでいる場合には、太陽の光によって、眼下に360度円い虹が見られることがあります。

地上から見る景色も、搭乗中の窓から眺める景色も、よく見ると新しい発見があるかもしれません。

※JALファーストクラス機内誌・JALCARD会員誌「Agora2002年9月号」より転載

みなさんは「地球温暖化」という言葉を聞いたことがありますか？地球温暖化とは、地球を寒さから守っている「温室効果ガス」が増え過ぎて、地球全体が暖かくなってしまう現象です。冬も寒くないからうれしい？いえいえ、この地球温暖化が進むと、害虫が増えたり、海面上昇でたくさんの島が海に沈んでしまったり、洪水や干ばつが増えたり、と世界中で悪いことがたくさん起きます。

では、地球温暖化の原因となっている温室効果ガスは、どこで発生しているのでしょうか？答えは、私たち人間の生活。工場の煙や自動車、そして飛行機からも温室効果ガスは排出されています。つまり、人間がこのままの生活を続けていると、地球はどんどん暖かくなってしまいます。地球温暖化をストップするためには、いろいろな工夫をして、ガスの発生を減らす必要があります。

もちろん、飛行機や空港でも、いろいろな工夫をしています。

飛行機は、ケロシンという灯油に近い燃料を使ﾐっていて、このケロシンが燃焼するときに二酸化炭素（CO2）等の温室効果ガスが発生します。そこで「少ない燃料でたくさん飛べる飛行機」を開発して、ガスの発生を減らしています。同じ距離を少ない燃料で飛ぶことができれば、排出される温室効果ガスも少なくなります。最新の飛行機は、２０年前の飛行機に比べて、同じ距離を半分の燃料で飛ぶことができます。このような地球に優しい飛行機を増やして、逆に燃料がたくさん必要な古い飛行機はなるべく使わないようにしています。

さらに、その飛行機の飛ばし方にも工夫をしています。最先端の技術を使って、飛行機の飛ぶ高さ／速さ／経路を計算し、無駄のない飛ばし方をしています。遠回りやスピードの出しすぎをやめることで、無駄な燃料消費（つまり温室効果ガスの発生）を減らすことができるのです。もちろん、安全な飛行をいちばん大切にしています。

工夫をしているのは、みなさんが乗っている飛行機だけではありません。パイロットの訓練では、フライトシミュレータというものを使って、温室効果ガスの発生を減らしています。フライトシミュレータとは、本物の飛行機を飛ばさなくても、操縦の練習ができる訓練装置です。本物の飛行機を使うと、たくさんの燃料が必要ですが、フライトシミュレータなら少しの燃料で、本物と同じ訓練が安全にできるのです。

他にも、空港や工場、オフィスの設備にも、地球温暖化をストップするための工夫をしています。飛行機に乗るみなさんだけでなく、地球にも優しい飛行機であり続けたいと思います。

 9月20日です。詳しくはこちら。 
・国土交通省航空局：http://www.mlit.go.jp/koku/15_bf_000221.html

できます。詳しくはこちら。

・ANA機体工場見学：http://www.ana.co.jp/cp/kengaku/index.html
・JAL子供航空教室：http://www.jal.co.jp/kodomo/

本当です。
その理由は、乱気流のような激しい気流に遭遇したとき、衝撃を分散させるためです。そうすれば、翼の負担が軽くなり、より安全な航行ができます。

さらに翼が受ける衝撃を減らすことで、みなさんが乗っている胴体のゆれも小さくできるのです。

そのために翼は、桁（胴体から横に伸びる長細い板）と小骨（桁と垂直に交わる短い板）、それを上下から挟む外板でできていて、弾力のあるつくりになっています。

排気ガスではありません。
でも、エンジンから来るのは本当で、燃焼前のきれいな空気を使っています。エンジンの入り口から入った空気は、出口に向かう途中でぎゅっと圧縮されて高温高圧（約2気圧850℃！）になり、その一部がエアコンに送られます。

エアコンの中では、この熱い空気と、逆に膨張で冷たくした空気（0℃以下）を混ぜ合わせ、ちょうどよい温度の空気をつくりだしているのです。

飛行機の燃料は、主に主翼（いちばん大きな翼）の中に入っています。これはスペースの問題もありますが、主翼を重くするためです。飛行機が滑走を始めると、主翼には揚力（飛行機を浮かせる力）が発生し、上の方に反り返えろうとします。

ところが、そこに燃料を入れておけば、燃料の重みで主翼が反り返る力を和らげることができます。ちなみに、飛行機の燃料には、凍結を防ぐために純度が高く水分の少ないケロシンという種類の油が使われています。

雪が降ったら大変です。飛行機の翼は、揚力（飛行機を浮かせる力）を発生させるために特徴的な形をしています。

しかし、雪がくっつくことで、その特徴的な翼の形が変わってしまうと、揚力が発生しなくってしまうのです。「飛行機のスピードで、雪なんか飛んでいっちゃう」と思ってませんか？それは違います！

冷たくなった機体には雪がどんどん付着していきます。そこで、整備士が機体に除氷液をかけて、雪の付着を防いでいるのです。

犬や猫などのペットがいるのは、バルクカーゴという機体のいちばん後ろの貨物室です。飛行機の胴体の下半分は貨物室になっていて、貨物室は主翼を境目にして、前方貨物室／後方貨物室に分かれています。

バルクカーゴは後方貨物室のさらに後ろの方（胴体の細くなっている部分）にあります。

通常、貨物室の温度は約10℃ですが、ペットが乗っている時には20℃前後にしています。ちなみに、私の平熱は35.8℃です。

滑走路に書かれている数字は、ズバリ！「滑走路の方向」を表しています。たとえば「東向き」などという意味ですが、東西南北だとくわしい方向を表すことができません。

そこで飛行機では、磁北を360として時計回りに方角を数字で表しています。たとえば東は090、南は180、西は270、北東なら045となり、すべての方向を3つの数字で表すことができます。

この3つの数字の「上2桁」を滑走路に書いて、滑走路の方向が分かるようにしています。たとえば西から着陸する場合は、東(09)の方向に向かうので、滑走路の入り口の数字は「09」です。
それでは、北から着陸する場合の入り口の数字はなんでしょう？

飛行機の速さは、「ピトー管」という装置で空気の圧力を計測し、それをもとに計算しています。知ってますか？ピトー管ですよ。

ピトー管では、飛行機の正面から受ける空気の圧力（動圧）と、横を通り過ぎる空気の圧力（静圧）を測定しています。この２つの圧力の差と、温度／気圧をもとにして、ADCという装置で速度を計算しています。

自転車をこぐとき、スピードを上げるほど顔に当たる風が強くなるのと同じ原理です。ただし、この速度は空気に対する速度なので、風の強さや向きによって変わりますよ。