アエロフロート墜落事故：飛行機は落雷からどのように守られているのか

日曜日、アエロフロート航空の飛行機がモスクワのシェレメチェヴォ国際空港に緊急着陸した後に炎上し、乗客乗員78人のうち41人が死亡した。生存者によると、墜落直前に落雷があったという。

もし落雷が原因だとしたら、それは奇妙な異常事態だ。落雷は航空機に脅威を与えるはずがない。墜落させるどころか、飛行にも影響を与えるはずがない。

雷は電磁放射線の一種です。太陽エネルギー、天の川銀河の核、核ミサイル、電子兵器などは、いずれも同様の干渉を引き起こします。例えば軍用機は、敵機の航空電子システムを混乱させ、破壊するために、放射線を放出する電子妨害ポッドを展開します。

同様に、落雷は理論上、航空機の電子システムに不具合を引き起こす可能性があります。しかし、落雷は想定内の出来事です。航空機は、運用中に数回の落雷を想定されて設計されていると、ウェスト・オブ・イングランド大学の航空宇宙工学准教授、スティーブ・ライト氏は言います。実際、ボーイングやエアバスなどの航空機エンジニアは、試験中に落雷の有無を実際に確認しています。

このような事態を想定して、飛行機には落雷に対する防御策がいくつも備わっています。ライトは、これらを城の多くの防御網に例えるべきだと述べています。どれか一つが優先されるのではなく、堀、跳ね橋、落とし格子、そして中庭がすべて敵に対する障壁として機能するのです。

最初の防御線は機体自体で、雷のエネルギーの一部を吸収します。現代の航空機は金属ではなく炭素複合材で作られているため、機体には銅のメッシュが織り込まれています。バース大学の材料学教授であるミシェル・メオ氏によると、このメッシュは巨大な導体のように機能し、写真では雷が航空機を貫通して地面に向かって突き進むように見えるのはそのためです。このメッシュは航空機の周囲に保護用の「檻」を作り出します。

これが失敗した場合、次の障壁はトランソーブと呼ばれる特殊な部品です。この部品は、航空機の電子システムを収容するアビオニクスボックスに到達する前にエネルギーを吸収します。そして、たとえ電気がこれを通過できたとしても、別の障害があるとライト氏は言います。「ボックス自体に搭載されているコンピューターチップは、私たちが携帯電話でよく見かける電子機器とは大きく異なります」と彼は説明します。「それらはより大きく、一般的にはるかに頑丈に作られています。」

最後に、他の多数の回路が電子機器の正常な動作を監視します。その一例がウォッチドッグタイマーです。航空機のソフトウェアは、このタイマーを数分の1秒ごとにリセットする必要があります。「タイマーがリセットされない場合、ソフトウェアに不具合があることを意味します。この場合、ソフトウェアは電子機器に不具合が発生したときに誰もが行うのと同じように、当然ながら電源をオフにしてから再びオンにします」とライト氏は言います。

では、アエロフロートに何が起こったのでしょうか？端的に言えば、機体のブラックボックスが徹底的に調査されるまでは、真相は分かりません。メオ氏は、落雷によって自動操縦装置を含む機体の電子通信システムが故障し、着陸を余儀なくされた可能性が最も高いと示唆しています。

雷が飛行機にこのような影響を与えた理由は、ほぼ間違いなく防衛システムの複数の問題が重なったためだとライト氏は説明する。「システムの性能が低下していたか、バックアップモードになっていたか、あるいはその日は機器の一部が正常に動作していなかったか、あるいはその類のことが考えられます」と彼は言う。

ボーイングやエアバスといった企業がバッテリー駆動の航空機の開発に取り組んでいる中、アエロフロートの事故は、雷が電気飛行にどのような影響を与えるかという疑問を提起しています。電気航空機の電子システムに不具合が生じれば、さらに大きな被害をもたらすだろうと直感的に考えられますが、実際はそうではないとライト氏は言います。実際、電気航空機は雷に対してより耐性がある可能性が高いのです。

「これらの航空機は膨大な電力を必要とするため、その残念な副作用の一つとして、あらゆる種類の電磁干渉が発生します」と彼は説明する。「そのため、電気航空機は、この種の干渉の最大の原因である、航空機自身のシステムから防御する必要があるのです。電気航空機は本質的に自ら雷を発生させているのです。」

この記事はWIRED UKで最初に公開されました。