雪が降り積もった滑走路への航空機の着陸は、何故、スリップせず、停止できるのですか？

質問

○　質問タイトルのまんまの質問です。

　毛利さんや立松和平さんが南極へ行くそうですが、
　ケープタウンからチャーター便に乗り、南極大陸にある
　飛行場（3000mの滑走路）に着陸するそうです。
　で、タイトル通りの疑問が生まれました。

　その飛行機は、４発のジェットエンジンが搭載される
　ヘビー級の大型輸送機です。何故、スリップせず、
　安全に停止できるのか不思議でしょうがありません。
　（滑走路上で、飛行機がスピンする姿を想像してしまう、、、）

　想像するに、
　　　- 機械的には、車のＡＢＳ（アンチロックブレーキ）
　　　　が搭載される。
　　　- タイヤは、スパイクタイヤか、スタッドレスタイヤを使う。
　ぐらいしか、思いつきません。
　こんなもんで、十分なのでしょうか。

航空機の運用に詳しい方、ご教授下さい。

回答No.7

joshua01 · ベストアンサー

こんにちは。
パイロットではないですが、パイロットの方とこのような話題をする機会がありました。
次のような回答ではいかがでしょう。

ポイントは「滑ります。すごく滑るので大変です。」

　まず、多くの方が、スポイラーと逆噴射を上げておられ、事実、これらが効いている速度領域ではタイヤの制動力や操舵力にはあまり頼っておらず、方向制御もラダーが効くので路面が滑りやすくても影響がないと言っていいでしょう。
　しかし、問題はある程度低速になってから。例えば時速30Kmくらいではラダーもスポイラーも効かず、路面の異物を巻き上げて吸い込むことを避けることもあって逆噴射も使用できません。
　他方で、100t以上にもなる機体に付いているのは10tトラック並の接地面のタイヤ（200tのジャンボでも２～３台分でしょう）ですから、これが雪の上になるともう悲惨な状況です。ゆるゆるの速度でもいつまでも止まらず、制動を誤るとたちまちスピン（航空機ではグランドループと言います）してしまいます。
　ここで画期的なのは確かにABS（アンチスキッド機能）ですね。左右の主車輪のブレーキの片効きを押さえ、首輪でも操舵力を破綻させない上で極めて有効であり、最も恐ろしいグランドループの発生を低減させることができます。

　しかし、減速は、結局はタイヤと路面の制動力頼み。雪を考慮した「寒冷地タイヤ」もあるらしいのですが、自動車用スタッドレスのような劇的な効果を期待するものでなく、一般的でないとか。

　ということで、一生懸命除雪し、接地点を適切にし、できるだけ逆噴射を利用し、あとは長い滑走路に頼ってじっくり減速するしか方法がないようです。それでも車輪制動が足りずにオーバーランしたり、ランプウエイに曲がろうとして首輪が滑って大回りになってはみ出してしまう例はぽつりぽつりと起きているようです。
（直感的には、今回は、多分、着陸の実力1000m程度の強力な機体で、3000m滑走路を使い、タイヤのみのじわじわとした制動に数百～1000mを与えてさらに余裕を数百～1000m持たせる・・・といった運用かと。）
　なお、寒すぎると氷も滑りにくくなるのは事実ですが、航空機を入れる際に現地は夏の時期ですからあまり期待できないかと。（むしろ、滑走路上の雪も一部は解けているかも知れません。）

極地での離着陸についての話を聞いたわけではありませんが、多少なりともご参考になれば幸いです。

お礼

いろいろと考察すると、確かに、ご見解（パイロットの方の話）は、説得力がありますね。

　高速であれば、確かに、ラダーが効くでしょうし、低速はタイヤによる摩擦力による停止に頼らざるを得ない、まさに、疑問がすーぅと晴れました。

　ありがとうございました。

回答No.8

mazeran

以前飛行機に乗っていた者です。
・・・が、「雪」の経験はありません。（ハワイで飛んでました。）

でもNo,7様の書かれていることが正しいはずです。
凍結滑走路で恐ろしいのはやはりスピンしてしまうことですので、とにかく早く速度を落とすことが一番大切な作業になります。
スポイラーは、空気抵抗を増して減速という効果もありますが、本来の効果としては、翼の揚力を無くし、タイヤにしっかりと機体の重さをかけて、摩擦係数を上げ、タイヤの制動力を上げることです。

飛行機のタイヤは車と違い、動力を伝える必要がないため溝は縦にしか付いていません。これで横滑りに対して強いようになっています。
いくら氷の上とは言え、「最大静止摩擦力」というのは存在しますので、とにかくスポイラーでタイヤに荷重をかけ、アンチスキッドでこの「最大静止摩擦力」を限界まで利用します。
とは言え、やはり乾いた滑走路よりは遥かに滑り易いので、無理は禁物。

「最大静止摩擦力」というのは、物を動かすとき、動かそうとする力の大きさは動き出す寸前が最大になるときの力を言います。これは氷の上でも机の上でも同じことなので、この力を増すには、上から押さえる力を増やすことが一番です。
もちろんスラストリバーサー（逆噴射）の補助も必要になりますが、やはりタイヤの制動が最後まで有効となります。

自動車のタイヤは、１平方センチ当たりせいぜい２ｋｇしか荷重はかかっていませんが、飛行機はその６～７倍もかかっているため、ある程度速度が落ちると、タイヤはほぼ安全なレベルまでグリップします。
あとは「最大静止摩擦力」を超えないように飛行機を操り、ランプへ向かいます。

一般の道路で突然の雪でも、大型トラックが普通車や軽自動車よりも滑りにくいのも同じ理屈です。

回答No.6

egaetoteage

アンチスキッド装置やグランドスポイラーと逆噴射装置を含むオートブレーキもあるのでパイロットは方向維持に専念できるのでスリップし易い滑走路でも安全に着陸できるようです。法規上は逆噴射を使わないのが着陸距離らしいのでB777でも逆噴射を使うと富山空港では1500m（接地してからは1200m）しか使わないようです。米軍の4発大型輸送機としてはC-17やC-5Aは短距離離着陸性能も高く旧ソ連のMiG-25をC-5Aで運び出したときの函館空港は2000mではなかったかとおもいます。航空機は着陸の時はスリップし易い滑走路でも燃料も残り少ないので3000mあれば国内線並みに余裕をもって降りられるとおもいますが、油断するとオーバーラン事故も過去にあったようにおもいます。

参考URL：

http://www.jal.co.jp/jiten/dict/p128.html#07

お礼

参考ＵＲＬから、航空機の制動システムの概念が、丁寧にきじゅつされていて、だいぶ、基本がりかいできました。
これによれば、確かに、アンチスキッド機能を持つ、タイヤブレーキが重要のようですね。

ありがとうございました。

回答No.5

taunamlz

スピンする理由と言うのは左右のグリップの強さが違うから回転してしまうんですよね。
と言う事は、タイヤでブレーキをかけなければスピンはしないということです。

水面に止まれる飛行機もあるのですから、タイヤのブレーキと言うのはほんの補助的なブレーキなんじゃないかと思います。

と言う事で、凍結している場所に下りる際にはタイヤではブレーキをかけていないのではないでしょうか？
素人の空想です。

回答No.4

tadys

ABSは元々飛行機用に開発されたものです。

参考URL：

http://www.nissan.co.jp/COMPASS/ISF/5TH/growth.html

回答No.3

times3

スリップするし、止まる寸前に違う方向を向く事はあります(^_^)v

短距離で停止する必要が無い限り逆噴射はしません、逆噴射したらスピンしやすくなりますし(^^;

南極ぐらい寒い所になると、氷は滑るという事はありません。
滑るには表面の氷が溶けたり、溶けて凍った物がまっ平らになった状態ですべります。

零下３０度ぐらいになると、氷は解ける事無く凸凹、地面と同じ不正地となります、アスファルトと同じようにザラザラなので滑る事無く停止できます。
いちおー冬用タイヤをつけていますが、それは飛ぶまでに移動する為の物です。

スピンするには、スピンするだけの力が必要ですので、停止寸前までは力の方向は進行方向ですからスピンしないのと絶対的な重量がデカいのでスピンしません（するときゃしますが）それと路面が滑らないのでスピンはしないんです。

回答No.2

horopon

なんとなくだけど・・・
恐らくスポイラーと逆噴射とブレーキ(タイヤ)を使っていると思いますよ。
まずスポイラー(羽のヤツね)で風の抵抗を増やして逆噴射とブレーキで止める。1番減速するのは逆噴射だと思います。
ABSもついているはずです。タイヤは何を履いているか分からないですがスタッドレス系じゃないですかね？

回答No.1

noname#131426

逆噴射（エンジンを逆回しするわけじゃないよ）させるからじゃないのかな。
後ろに吹き出していたジェット噴流を、反射板を使って前向きに噴射させる装置が付いていて、減速させます。