パイロットはどのようにして雲の中を飛ぶことができますか？

航空機が雲の中を飛行する場合、航空機は”計器規則”に基づいて飛行します。 。視界が低下するか（夜間）、完全に遮られるか（厚い雲の中で）は関係ありません。この飛行モードは、乗務員に外部の視覚的参照がないことを前提としており、機内の計器によって与えられた指示のみを使用して飛行します。 。

次の短いビデオは、頻繁に遭遇する状況を示しています。乗組員は以前に外に何も見えません。地面に非常に近いため、着陸寸前です。

^{視界のない着陸、出典： YouTube 。}

外部参照の置き換えが解決されました。次の最も重要な問題は、他の航空機から安全に離れることです。衝突を防ぐために、パイロットは地上からの航空交通管制（ATC）によってサポートされています。 ATCは、搭載されたトランスポンダに依存して航空機の位置と高度を決定します。 ATCは、航空機の分離を維持するためにパイロットに適切な情報と指示を発行します。

ATCが航空機の分離に失敗した場合、民間航空機にはセーフティネットが装備されます。最後の手段として、近接航空機、トランスポンダーが装備されています。搭載された衝突回避システムによって検出され、回避されます。このシステムは、航空機が2機または3機しかない場合に効率的ですが、脱出操作は迅速に行う必要があるため、ベルトを着用していない乗客が負傷するのに十分な鋭さを保つことができます。他の航空機にトランスポンダーが装備されていない場合、これは機能しませんが、すべての民間航空機は規制によりそのような機器を搭載しています。

私たちが知っているすべての大型旅客機は、天候や天候に関係なく、計器規則に従って飛行します。時刻。ただし、いくつかの滑走路では、着陸は旋回操作（または円から着陸への操作）によって行うことができます。この操作では、乗組員は計器ガイダンスを使用して滑走路に接近します。これは着陸前に中断され（通常、ガイダンスは別の滑走路用に設計されているため）、着陸するまで有視界飛行方式になります（このような操縦はより危険であることが知られています 。

完全を期すために、特別な種類の有視界飛行方式である VFR Over The Top がクラウドレイヤー上で許可される場合があります。 、飛行の上部で、地平線や他の航空機が見える場所。

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1。計器飛行の技術的側面

雲、霧、雪、夜間などの飛行は技術的に可能ですが、このタイプの飛行は規制されており、航空機と航空機の両方で技術的要素が必要です。地上、およびパイロットの必須の追加トレーニング。

良識と規制により、パイロットはいつでも次のことができる必要があります。

• a /航空機の安全な姿勢（飛行状態の維持）、
• b /障害物や他の航空機の回避（衝突防止）、
• c /着陸エアロドロームへの道を見つける（ナビゲーション）。
• d /彼らがどこにいるかを知る（位置認識）

見えない飛行とは、基本的に、コックピットの外を見ずにこれらのタスクを実行する方法を知ることを意味します。

A：安全な姿勢を維持する

パイロットが必要とする主な参照の1つは地平線です。地平線が見えない場合、人工地平線は水平プラを再現しますジャイロスコープを使用します。この計器は、航空機がピッチングされているかロールされているかを示します。

高度と速度に関しては、同じ計器が視覚と計器飛行の両方に使用されます。気圧高度計と対気速度計です。

^{主な計器、従来のプレゼンテーション。出典：航空機スプルース}

上の画像（左から右、上から下）：

• 速度、姿勢（人工地平線）、高度、
• 方向指示器、 heading 、垂直速度

^{A330の電子プライマリフライトディスプレイにある同じ計器。 出典}

外部の視覚的な手がかりなしに航空機の姿勢を認識することは自然ではなく、通常予想されるよりも困難です。 1954年に有名な研究（ 180度回転実験 、ブライアン、ストーンサイファー、アロン）があり、パイロットは計器を持って飛行すると、外部参照が失われると、平均3分で航空機の制御が失われます。

B：衝突防止

前述のように、衝突防止サービスは地上から無線で提供されます。視界なしで飛行する航空機は、航空管制官（ATC）によって他のすべての航空機から分離されています。提供される分離の正確なタイプは、特にレーダーカバレッジが欠落している場合、空域カテゴリによって異なります。海の上を飛ぶとき。 EU加盟国については、SKYbraryの空域の分類を参照してください。

Civil ATCは、トランスポンダーが地上から航空機に搭載されています。航空機のトランスポンダが協調的でない場合、ATCは一次レーダーにアクセスし、精度の低い従来のエコー測定を実行する可能性があります。一次レーダーステーションは通常、軍によって運営されています。

^{典型的なATCルーム、出典：ここで飛行する方法を学ぶ}

• TRACONとは何ですか？ 米国の管制室の詳細については。

ATCは、2Dディスプレイを使用して行われる難しい4次元のタスクです。間違いがあり、ほとんどの場合、時間内に修正されます。下の写真では、VRG231はFL370から下降しており、向かい合って上昇しているDCA337はFL262を通過しています。 ATCは、それらが安全に交差すると評価しますが、FL360で右から接近するより近いXCM3018を見落とします（詳細はSKYbraryで ）。

^{適切な分離条件の喪失：VRG231が下降しています。 ATCはDCA337を考慮に入れていますが、XCM3018を見落としています。ソース}

追加の車載機器を実際の近くの航空機に使用できます検出。 （ TCASまたはACAS ）として知られるこのような衝突回避システムは、ATC尋問と同様の手法を使用して、通常は半径数分以内にトランスポンダを装備した航空機を検出します。 。さらに、TCASはパイロットに調整された競合解決アドバイザリを提供して、分離を高め、衝突を防ぐことができます。

^{B737 TCAS（トランスポンダーパネルのTA / RA位置）。 ソース}

C：ナビゲーション：

乗組員の最初の2つのタスク（安全な飛行中の航空機と制御下の衝突リスク）の後、乗組員が目的地に到達する方法を確認します。 。

航法用無線補助装置は地上の重要な場所に配置されており、それらを利用するために搭載機器が使用されています。現在、 VOR （相対方位決定）および DME （距離決定）（飛行場への、飛行場からの、および飛行場間のナビゲーション用。 NDB は現在も使用されていますが、廃止措置は世界中で開始されており、長距離で非精密なVORとして使用されています。

素敵な空港（LFMN、フランス）の滑走路04の出発に関するドキュメント。VOR（緑色の丸で囲んだ部分）とNDB（マゼンタ）がウェイポイントとしてどのように使用されているかに注意してください。 NIZ VOR-DMEは、相対方位と距離（緑色の星）の参照として使用されます。

^ソース

宇宙無線補助装置、つまり GNSS （US GPS、EU Galileo、Russian Glonass …）は、運用用の地上補助装置を補完または置き換えています（地上補助装置は引き続き使用されており、規制によって義務付けられています）。たとえば、高精度広域航法（P-RNAV）を使用したニースからの同じ出発では、GNSS、慣性および地上補助装置を利用して、正確な組み合わせ位置を取得します。

^{ウェイポイントは地上支援を参照していませんが、飛行管理システムデータベースの座標によって定義されています。同じ情報源}

ILS （計器着陸装置）のガイダンスに従って、手動または自動着陸を行うことができます着陸システム）、これは適切な方向と適切な傾斜をたどるために使用できる無線灯台です：

^{ILSの原則（パイロットパネルに表示されるマゼンタの手がかり）}

お気づきかもしれませんが、永続的な信念に反して、パイロットナビゲーションをATCに依存しないでください（例外はパイロットがすべての計器参照を失った場合です。トランスポンダーがまだ動作している場合、ATCは通常位置を提供できる可能性があります）。

混雑したターミナル空域で、通常は大規模な空港周辺では、ATCの役割が拡大します。まず、衝突のリスクが大きく、空港が人口密集地域にあるため、航空機はより制約のある経路をたどる必要があります。ATCオペレーターはこれらの経路を常に監視し、必要に応じてパイロットに修正を要求します。 ru常にリソースが不足しているため、到着する航空機（およびある程度出発する航空機）を順序付ける必要があります（例：速度を調整して）整然とした密集した着陸待ち行列に入れます。

D：位置認識

現在の水平位置は、VORとDME、およびジオメトリ（角度-角度（別名三角測位）または角度-距離方程式）を使用して長い間決定されてきました。

大型の航空機も慣性プラットフォームは、現在の位置だけでなく、方位、対地速度、そして最もユニークな加速度、回転速度、姿勢（そこから攻撃角度を取得できます。

現在、これらのテクノロジーは、現在の位置と高度を提供できるGNSSによって補完されています。

慣性プラットフォームは引き続き完全に使用されています。外部リソースからの独立性、および短時間でGNSSよりも優れた精度。それらの大きな欠点は、それらが継続的にドリフトし、間隔を置いてリセットする必要があることです（たとえば、GNSSデータを使用して）。利用可能なすべてのものを利用するために、多くの場合、ソースを混合して加重値とクロスチェックを提供します（高度と対気速度のデータを提供するこのエアセンサーに追加します）。

^{B737戦闘管理コンピューターページにいくつかのセンサーによる現在位置が表示されます。 ソース}

航空機には、いわゆる ” CFIT “、地形への制御された飛行。このセンサーは、搭載されたレーダーと保存された地図に基づいており、周囲の地面の障害物を表示します。水平監視（丘、山）および垂直監視（着陸時の地面の近接）に使用されます。このようなシステムは、 EGPWS、強化された対地接近警報システムとして知られています。彼らは大声でパイロットに警告します、例えば。 “地形！地形、引き上げてください！”。

^{ボーイング航空機のVSD / EGPWS表示、ソース}

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2。規制の観点

視界条件は、視覚（良好な視界）または計器（不十分な視界）のいずれかであると判断され、飛行時の2つのルールセット（視覚と計器）があります。計器飛行状態での飛行には、規制により計器飛行状態での飛行が必要です。

計器飛行のみを参照して飛行するには、以下が必要です。

• パイロットは適切な訓練を受けています。
• 特定の機器は航空機内および地上で利用できます。
• ATCは地上から提供されます。

VMCとIMC

外部環境が表示されることを宣言するための一連の最小条件があります。これらの条件は既知です。 as 有視界気象状態（VMC）。

VMCが達成されない場合、計器飛行状態。

VMC基準は国や空域によって異なりますが、ICAOは国際的な推奨事項を提供しています。フランスでは、一般的に：

• 水平方向の最小視認性5km（FL100から8 km上）。
• 雲までの最小距離：水平方向に1.5 km、垂直方向に1,000フィート。

VFRとIFR

すべての飛行は1つで行う必要があります既存の2つのルールセットの例：

• 有視界飛行方式（VFR）
• 計器飛行方式（IFR）。

従うべき規則は規制によって定められており、気象条件に直接依存しています。

• VMCでは、VFRとIFRの両方の飛行が許可されます。

• IMCでは、IFR飛行のみが許可され、パイロットはIFRを実行する資格があり、航空機はIFRの認定を受けている必要があります。

関連：

• 空間的な方向感覚の喪失。知らないうちに逆さまに飛ぶ可能性があります。 関連トレーニング。

意図的に雲の中を飛行するパイロットは、IFR（計器飛行方式）の対象となり、他の飛行機から遠ざけるために交通管制と接触します。誤って雲になってしまった場合、標準的な手順は、同じ高さを維持しながら180度回転し、雲から出るまで（またはIFRに転送するまで）続けることです。

雲の中のパイロットはそうしません。」外で見たものに頼るのではなく、計器を見てください。

ソースウィキペディア

対気速度表示、人工水平儀、高度表示、ターンコーディネーター、見出し（コンパス）と垂直速度。

この情報には別のレイアウトがあります：

同じようなレイアウトで、左側が対気速度、中央が水平儀、右側が高度、下部が進行方向です。

パイロットは、同時に窓の外を見ているよりも、雲の切れ間からはっきりとした視界はありません。ただし、組み合わせることで安全に飛行を進めることができます。

パイロットが雲に入るには、計器飛行方式に基づいて飛行する必要があります。これは、とりわけ、航空交通管制官を意味します。他の航空機からの分離に責任があります（パイロット自身が他の航空機を見て回避する責任があるビジュアルフライトルールとは対照的です）。

さらに、パイロットは人工地平線などの計器を持っています。実際の地平線を見ることなく、必要な上昇/下降と旋回を維持できます。パイロットは通常、上昇、下降、旋回のいずれであるかを判断できます。

これらは、非常によく書かれた完全な回答です。また、私自身の視点と文脈を提供したいと思います。最新のIFR航空機には、（1）プライマリと（2）セカンダリの2セットの飛行計器があり、これらは大幅に異なります。これは見逃せない重要なポイントです。トレーニングで強調されています。私たちは今日の技術に非常に幸運であり、これは常にそうではありませんでした。

米国海軍のパイロットとして、緊急事態に対処しながら、IFR手順を練習するシミュレーターで何時間も過ごしました。これらの飛行は、（1）雲の中の飛行、またはその他の視界の悪い状況、（2）この困難な環境での緊急事態への対応という、2つの重要な側面に焦点を当てることができるように設計されていることを強調したいと思います。私が言いたい他のいくつかのより細かい点があります。

私たちはそれを考えていないかもしれませんが、地平線なしでVFRを飛行することができ、この場合、パイロットは両方の少しを行っています。私は地中海上空を飛行するのに多くの時間を費やしました。特に夏の間は、もやと海が混ざり合い、地平線が消えます。私はこれが5,000フィートAGL以上で特に当てはまることを覚えています。これらの月の間、星空の夜でさえ方向感覚を失う可能性があります。水上の船のライトはパイロットには星のように見える可能性があり、パイロットは地平線が頭の中にある場所を変えました。

最新のナビゲーションシステムを使用しても、IFR飛行は非常に困難な場合があります。上記のような地中海の夜に、セクションの先頭が混乱し、ゆっくりと下降するスパイラルが始まりました。体が叫んでいるときに、楽器があなたに伝えていることを信じるには、多くの訓練が必要になる場合があります。時々、体が勝ちます。翼の男が翼を水平にするように促しても、パイロットは海に飛んでしまいました。

シミュレーターは、計器に頼る練習をするのに役立ちました。同時に、さまざまなコックピットの緊急事態の気晴らしに対処します。私が持っていた最高のシミュレーターは、Wizard of Ozによってよく計画され、実行されました。彼はシミュレーターコントロールを実行していました。それは、始動時のオイルゲージのわずかなちらつきから始まり、空中の天候の悪化に遭遇し、エンジンの問題が増え、部分的な電気的故障が発生しました。結局、私は圧力計器を使うことになりました。

私が飛行したナビゲーションシステムは慣性航法システム（INS）と呼ばれ、回転運動から軸の向きを維持するジャイロスコープから入力を取得しました。主要な姿勢指示器は非常に反応が良く、飛行経路の変化とINSからの反応の間に知覚できる遅延時間はありませんでした。優れた一次姿勢指示器、および他の非感圧機器、例えばレーダー高度計、制御された飛行を維持することは比較的簡単です。しかし、INSが失敗した場合、それはまったく別の球技でした。

INSが失敗したため、二次的な楽器が残っていました。このクラスターは、小型の待機姿勢指示器と、高度計、昇降計（VSI）、対気速度計の圧力計で構成されていました。最後に、ターンニードルとスタンバイコンパスがありました。 IFR状態で圧力計器を飛行することは、計器が表示しているものと航空機の実際の飛行経路との間に大きな遅れがあるため、非常に困難です。 VSIが最も感度が高く、高度指示器が最も感度が低かった。負のフィードバックを制御するための戦いで針を「追いかけている」ことに簡単に気付くでしょう。

したがって、一次飛行計器と二次飛行計器があります。今日のアビオニクスシステムの高い信頼性により、ありがたいことに、二次機器に多くの時間を費やす必要はありません。

途中計器はインジケーターの大きな主要な姿勢であり、その下にはコンパスがあります。スタンバイコンパスは見づらいですが、右側のグレアシールドの真上にあります。一次姿勢指示器のすぐ左の7時から8時ごろに待機姿勢指示器があります。その上にマッハ/対気速度計、圧力高度計、そして上部にレーダー高度計があります。それらのすぐ左にあります。計器、そして少し小さいので、上から下へ、攻撃角度指示器、VSI、および加速度計を確認できます。

それで、私はビンゴフィールドで地上制御アプローチにいることに気づきました。少なくとも800フィートでオズの魔法使いが火災警報灯を注文し、その後すぐに壊滅的なエンジン故障が発生しました。私は十分な速さでイジェクトハンドルに到達できませんでした。

当時、私には第一次世界大戦でパイロットだった隣人がいました。私たちは座っていて、シミュレーターの飛行について彼に話していました。彼は私に計器を1つずつ故障させたと冗談めかして不平を言いました。 、彼が笑いながら私を止めて言ったとき、「息子、私たちが雲の中にいるのを見つけたときw eは、片方の手で開いたコックピットの顔の前で鉛筆をそっと持ち上げ、もう一方の手でスティックを持って飛行しました。」

コメント

• 最後の段落-基本的にここに記載されている原則のように聞こえます- wrightstories.com/wrights-develop-automatic-stabilizer

第一次世界大戦の航空の説明では、パイロットが長期間雲の中で操縦していることを読むことがあります。これが当時の原始的な計器で実際に可能であったと考えることは信憑性を損ないます。

少なくとも1つのジャイロスコープ計器がなければ、飛行機やグライダーの制御を雲の中で維持することは非常に困難です。航空機が翼レベルであるかバンクであるか。制御を失うことは単なるナビゲーションの問題ではないことに注意してください。航空機に過度のストレスをかけ、誤って急な曲がり角に入ったり、雲に飛び込んだりして、航空機が壊れてしまうことは非常に簡単です。

現代の飛行機には人工水平儀（姿勢指示器）装置があり、回転速度指示器を使用して雲の中で航空機の制御を維持することが可能であり、他のジャイロスコープ装置はありません。現代の用語では、これは”部分パネル”飛行と呼ばれます。

最初のジャイロスコープ回転率インジケーターが作成されました1917年。チャールズリンドバーグは1927年にライアンNYP航空機”スピリットオブセントルイス”を大西洋を横切って飛行し、雲の中にいました。彼の唯一のジャイロスコープ機器として回転率インジケーターを使用して、長期間。 Ryan NYPには、” 磁気コンパス “もありました。これは、標準の磁気コンパスよりも飛行中の優れた性能を提供します。ジミー・ドーリットルは、ブラインドフライングのパイオニアの1人であり、 1929年に離陸から着陸まで完全にブラインドであった最初の飛行を行いました。

グライダーパイロットは、唯一のジャイロスコープ機器として回転速度インジケーターを使用して、長期間雲の中を飛行することがよくあります。グライダーで飛行する部分パネル雲用に設計された特殊な磁気コンパスがいくつかあり、従来の磁気コンパスが旋回飛行で苦しむよく知られたエラーへの成功率が低下しています。そのようなコンパスの1つはクックコンパスです。これは、パイロットがターンで維持しようとしているバンク角に一致するように手動で調整できます。別のそのようなコンパスはBohliコンパスであり、その針は地球の磁場と完全に3次元的に整列して存在するように設計されているため、グライダーとコンパスのハウジングが針の周りを自由に回転するため、回転エラーはほぼ完全に排除されます。 Bohliコンパスは、解釈がはるかに直感的ではありませんが、人工地平線（姿勢インジケーター）と同じ情報を提供するように設計されています。また、回転エラーがないため、パイロットはコンパスからの方位情報を使用できます。雲の中を旋回しながらリフトの最良の部分を中央に配置するように、彼または彼女の熱円を体系的に調整します。

空軍”の1929年のDoolittleの先駆的なブラインドフライトに関する雑誌記事

ボーリコンパスのマニュアルのpdfへのリンク

ボーリコンパスの画像：

他のポスターで言及されているように雲の中や雲の中を飛行することは、計器飛行状態（IMC）と見なされます。つまり、飛行は計器を参照するだけで達成されます。飛行は計器飛行方式（IFR）に従って実施する必要があります。管制空域では、これにはIFR飛行計画を提出し、航空交通管制（ATC）から飛行するための許可を得る必要があります。 IFR飛行計画を飛行している間、交通分離のために管制空域で空中を飛行している間、ATC施設と常に無線で連絡を取り合うことになります。

雲自体は飛行するのに危険ではありませんが、埋め込まれた雷雨/積乱雲、着氷、乱気流など。高くそびえる積乱雲などの雲の外部形状は、前方に雷雨を示したり、レンズ雲の高積雲が中または近くで激しい乱気流を示したりすることがあります。パイロットは、IFR飛行の前に気象ブリーフィングを取得して、飛行計画をより適切に準備し、気象の危険性を自覚させるために、途中およびターミナル環境の気象条件を判断することが法律で義務付けられています。

前に説明したように、飛行は安全に雲を通過することができますが、アプローチと着陸は、ごくわずかな例外を除いて、できない場合があります。計器進入には、遵守しなければならない特定の上限と可視性の最小値があります。パイロットは、逃したアプローチポイントまたは決定高度で公開された視程の最小値を満たす滑走路環境を見ることができない場合、着陸の試みを中止し、そのアプローチに適切な逃したアプローチ手順を飛行する必要があります。特定の計器進入手順での連成オートパイロット着陸を処理するために装備された空港に特別装備の航空機を飛行する特別に訓練された搭乗員のみが、視程ゼロの状態で着陸できます。