エンジン火災後も飛行機が飛び続ける仕組み

2021年2月22日午後3時54分

ボーイング777型機が週末、デンバー郊外の上空で巨大な金属片を落下させたが、墜落の危険はなかった。

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飛行機の乗客にとっては悪夢のような光景だ。ミニプレッツェルをかじりながら窓の外を見ると、上空1万フィートで飛行中にエンジンが炎に包まれ、金属片が飛び散っている。まさにそれが、デンバーを出発して間もなくホノルルへ向かったユナイテッド航空328便の乗客たちを待ち受けていた光景だった。

約50万ポンドのジェット機にエンジンが1つしかない状態で飛行するのは、片翼のコンドルと同じくらいあり得ないことのように思える。しかし、今週末に炎上したボーイング777がもたらしたあらゆる危険（特にデンバー郊外では、プラット・アンド・ホイットニーPW4077エンジンから大量の破片が飛散し、多くの住民が被害を受けた）にもかかわらず、飛行を続けることは極めて重要な課題だった。実際、残ったエンジンは理論上は十分な強度があり、残りの飛行を自力でこなすことができたはずだ。

大型航空機の場合、必ずしもそうだったわけではありません。連邦航空局（FAA）は何十年もの間、双発機による1時間以上の飛行を許可していませんでした。ましてや中西部から太平洋の楽園への飛行はなおさらです。ロバート・J・スターリングが1991年に出版した航空宇宙大手ボーイングの歴史書によると、1980年にボーイングがFAAに規則変更を要請した際、当時のFAA長官リン・ヘルムズは「双発機が長距離の海上路線を飛行できるようになるのは、いつの日かのことだ」と断言しました。仮に片方のエンジンが故障しても、少なくとも他に2つのエンジンが頼りになるからです。

最終的にFAAは態度を軟化させ、80年代が進むにつれて60分ルールを120分、そして180分へと拡大しました。リスクへの意欲の高まりではなく、エンジンの改良が心変わりの要因と言えるでしょう。

「片方のエンジンだけで、飛行機を飛行させ、必要であれば上昇させるのに十分な推力が必要です」と、ミシガン大学の航空宇宙エンジニア、エラ・アトキンス氏は言います。これは、離陸中に片方のエンジンが故障するといった最悪の事態にも当てはまると彼女は言います。残りのエンジンは、必要に応じて自力で離陸できるだけの十分な推力が必要です。

エンジン故障が、特に火災を伴う場合は、何の影響も及ぼさないというわけではありません。機体の大きさや自動化システムの複雑さに関わらず、多くの複雑な問題を引き起こします。「多くのパイロットは、エンジン故障に備えて訓練を受けているにもかかわらず、キャリアを通して一度もエンジン故障を経験しません」と、全米飛行教官協会のボブ・メーダー会長は述べています。「一般的に、操縦する飛行機について、まずは記憶すべき事項を実行します。エンジン火災が発生した場合、エンジンを安全に保ち、エンジンへの燃料供給を停止します。」

そこからのチェックリストは機種によって異なりますが、概ね、故障したエンジンを隔離し、その影響を最小限に抑えるための手順で構成されています。パイロットは通常、コックピットからエンジンを直接見ることができないため、エンジンがどのような物理的損傷を受けたかを確認するために、運航乗務員からの最新情報に頼っています。

1基の優れたエンジンが十分な推力を発揮し、ジェット機を何時間も飛ばし続けることができるということは、航空力学において複雑な問題も生み出す。「右エンジンが故障したとしましょう。左エンジンが機体をヨーイング、つまり右に旋回させようとします」とアトキンス氏は言う。こうした可能性を見越して、双発ジェット機のメーカーは、ラダーとエルロン（主翼端付近のヒンジ部分でロールを制御する）を、必要に応じてヨーイングに対抗できる大きさと応答性を持つように設計してきた。「推力ベクトルがずれていても、もはや胴体の中心に向いていないため、効果的に反トルクを発生させ、機体を速度ベクトルに沿って直進させ、制御下に保つことができます。」

前輪が壊れたショッピングカートのハンドルを握ろうとしているようなものです。カートはあなたを一方方向に引っ張ろうとするので、トマト煮込み缶の山を倒さないように片方の腕で強く押す必要があります。航空機の操縦翼面の場合、胴体が必ずしも真っ直ぐ向いているわけではないことと、ラダーとエルロンが周囲の空気を利用して反トルクを発生させていることから、抵抗も大きくなります。抵抗が大きくなると燃料消費量が増え、残りのエンジンにさらに負荷がかかります。

ヨー角に適切に対応しなかった場合、単にコースを外れてしまう以上の結果を招く可能性があります。「本当のリスクは、飛行機が横転したり、背中を向けたりして、操縦不能になることです」とメーダー氏は言います。「そうなれば、もはや飛行は不可能です。」

コロラド州ブルームフィールドに着陸したボーイング777型機から飛び散った残骸（少なくとも大きな破片の一つが家の庭に落ちた）については、乗務員にできることはあまりない。アトキンス氏によると、飛行機が緊急着陸のために帰還する必要がある場合、可能な限り最短ルートを取る。現在、下にいる人々へのリスクを最小限に抑える軌道を設定する方法はないが、低空飛行するドローン向けに、大型機であっても人口や区域区分などを考慮できるような地図の作成作業が進められている。

エンジン故障はそれほど頻繁に起こるものではありませんが、起こり得ます。実際、デンバーで発生した事故は、週末にボーイング機が経験した2件の事故のうちの1件です。747貨物機のエンジンもオランダ上空で火災を起こし、部品が飛び散り、2人が負傷しました。この週末の事故については多くの疑問が残っており、ボーイングはプラット・アンド・ホイットニーPW4077エンジンを搭載した777型機全128機の運航停止処分を下しましたが、エンジンの火災は見た目ほど悲惨な光景ではありません。（ボーイングはコメント要請に応じませんでした。）

「障害が発生したのだから、適切な警告を受けるべきだ」とアトキンス氏は言う。「しかし、エンジニアリングは成功したとも考えるべきだ」

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