ジャンボ機の構造の秘密

航空機事故でよく聞くのが「何らかの理由で急旋回を余儀なくされた旅客機が失速し、墜落した」という話だ。1998年12月11日にタイ南部のスラタニ空港付近でタイ航空機が墜落した事故でも、悪天候のなか同機が3回試みた着陸に失敗したあと、バンコクに引き返そうと旋回した際に機首が上がり、失速したことか墜落につながったとみられている。

「旋回」というのは、旅客機にとってそんなに危険な行為なのだろうか。直進していた飛行機が進行方向を変えるときは、まず垂直尾翼についている「方向舵」を使って向きを変える。進行方向に向かって方向舵を右に板れば機首は右に、方向舵を左に振れば機首は左に向きを変える。しかし、方向舵を振っただけでは、機首の向きか変わるだけで機体全体が方向転換するまでには相当な時間がかかってしまう。

そこで、必要になるのが「補助翼」のサポートだ。補助翼は主翼の後縁側についている動翼で、上げたり下げたりすることができる。たとえば、右主翼の補助翼を下げると、自動的に左主翼の補助翼は上がるしくみになっている。このとき、補助翼を下げた右主翼の揚力は増加し翼が上に持ち上がる。

一方、補助翼を上げた左主翼の揚力は減少し、翼が下がる。そして、機体は翼を下げた左側に横滑りするように移動していくのである。飛行機は、この方向舵による機首の方向転換と、補助翼による横滑りのしくみを利用して、効率よく、左あるいは右に旋回する。このとき、機体を傾ける角度（バンク角）を大きくすればするほど、急な旋回が可能になる。

ただし、バンク角が大きくなると、機体にかかる荷重も大きくなる。水平飛行に対し、30度バンクでの旋回では15％増、60度バンクでの旋回では2倍の荷重がかかる。その結果、失速速度も速まっていくのである。「急旋回後、失速して墜落」という経緯は、飛行機にとっては、当然ともいえる筋書きなのだ。

機体が耐えられる荷重の大きさは飛行機の種類によって異なり、戦闘機やアクロバット飛行を行なう小型機では大きいが、旅客機の場合は小さく設定されている。旅客機は運航上、急旋回の必要度が低いからである。それでも、可能な最大バンク角は66度。機体の構造上は、急旋回も「やってやれないことはない」といえそうだ。

しかし、もし旅客機が60度も傾いたらどうなるか。乗客は体が押しつぶされるような感覚を覚え、身動きがほとんどできない状態だ。人によっては、視覚に異常が起こったり、内耳の平衡感覚がおかしくなったりするだろう。こうしたことから、乗客の安全性を考慮し、実際の運航はバンク角35度以内で行なわれている。

2000年5月25日午後、フィリピンの南部ミンダナオ島ダバオ発マニラ行のフィリピン航空機（乗員・乗客約290名）がハイジャックされた。銃と手榴弾を持ったハイジャック犯は、乗客から金銭を奪い、乗員に指示して旅客機の後部ドアを開けさせ、手製と思われるパラシュートを開いて飛び下りた。マニラ到着の直前、高度約1800mからの降下だった。

だが、同日夜、犯人はマニラから東に40マイル離れた、ケソンシティの丘陵地帯で遺体で発見された。降下途中で、パラシュートのパーネル（ロープ）が外れたとみられる。しかし、パラシュートにトラブルが起きず、犯人にスカイダイブやパラシュート降下の技術があれば、助かったかもしれない。

旅客機からパラシュートで脱出することは、理論上は不可能ではないのである。旅客機墜落事故のニュースが流れるたびに「全客席にパラシュートをとりつけておいて、旅客機が失速したときに各自がパラシュートを背負って飛び下りられるようにできないのか？」といった議論が起こる。しかし、乗客全員分のパラシュートを積めば、相当な重量になり、コストも膨大にかかる。乗客定員も半分くらいになり、航空運賃も当然高額になる。

また、乗客はパラシュート脱出の訓練をあらかじめ受けておかなければならない。初心者の場合、訓練には200時間以上かかるのが普通だ。飛行機事故に遭う確率は、飛行機に毎日乗ったとして438年に1回の割合といわれるから、費用対効果の面からみると、かなり不経済といわざるをえない。

さらに、もしパラシュートを積載することができて、乗客にもパラシュート降下の技術があったとしても、緊急事態にパラシュートを開いて安全に降下できるだけの条件が整うとは考えづらい。たとえば、旅客機は着陸するときでも時速200kmの速さで飛んでいる。この速さでは、パラシュートがうまく開かない可能性が高い。うまく開いたとしても、着陸地点の安全性は保証されない。

また、航空機の墜落事故では、多くの場合、機体がきりもみ状態で落ちていくので、乗客はパラシュートを装着するどころか、身動きさえできないだろう。いろいろな点を総合してみると、旅客機に乗るときには、自分だけ助かろうなどという考えは捨て、パイロットの腕を信じて「それなりの覚悟」を持つしかない、といえそうだ。

旅客機に乗ったことのある人なら、一度は考えたことがあるのではないだろうか。スピードを上げて滑走路を走る機体がフワッと離陸し、空に向かってグングン昇っていくのを体感しながら、「このまま宇宙まで行けたらな・・・」と。しかし、現実には、旅客機が高度１００㎞を超える大気圏外に飛び出すことは不可能である。最大の理由は、空気（酸素）がない、ということだ。

旅客機に使われているジェットエンジンは、燃料を霧状に噴射し、そこに点火して燃やして動かす。火をつけるためには酸素が不可欠なので、高度が高くなり、酸素が薄くなればなるほど、燃料を燃やすのが難しくなるのである。おそらく、高度10数kmあたりで、必要量の酸素が得られなくなり、エンストを起こす可能性が出てくる。

ただし、薄い酸素をさらに圧縮して使うエンジン（ラムジェットやスクラムジェット）などもあり、これを使えばもう少し上昇することが可能だ。しかし、それでも75kmくらいが限界といわれている。どちらにしても、空気のない宇宙空間をジェットエンジンで飛ぶことはできない。

ちなみに、スペースシャトルやロケットの場合は、酸素の「素」となる液体摩累を燃料ど一緒に積んであり、これで酸素をつくりながら燃料を燃やしている。だから、周りに空気がまったくないところで飛ぶことができるのだ。もうひとつの理由は、飛行機が空を飛ぶ原理にある。

飛行機が空中を前進すると、翼には前万から風があた見この風は翼の上と下に分かれて後方に流れていくが、このとき、翼上面と翼下面のカーブの角度か異なるため翼の上と下で気圧に差が生じるのである。

気圧はカーブの急な翼の上では低くなり、カープのゆるやかな翼の下では高くなる。その結果、翼の上では引き上げる力、翼の下では押し上げる力が生まれる。これらの力を「揚力こという」飛行機が空中に浮かんでいられるのは、この揚力のおかげだ。

ところが、空気の薄いところでは、翼にあたる風の量も少なくなるため、必要な揚力が得られないのである。まして、宇宙は真空空間なので、翼に頼る揚力はまったく期待できない。つまり、宇宙では翼は何の役にも立たないのである。

これとは別に、薄い空気のなかで十分な風量を得るために、飛行速度を上げるという方法も考えられるが、現在のジェットエンジンでは限界がある。また、宇宙に到達するには、地球の引力圏を抜けるために必要な速度（第2宇宙速度=秒速11.2km）まで加速することが必要となり、旅客機のエンジンパワーではとうてい無理だ。

たとえスピードが出たとしても、旅客機機体の外板は、それほど高速の状態には耐えられない。また、翼も音速（時速約1200km＝マッハ1）を超える速さを想定した「設計」にはなっていないので、あまり高速になると分解するおそれがある。それでも、もし何かのはずみで宇宙に飛び出してしまったら・・・。機体の強度や構造上の問題から、機体は空中分解するか、運よく分解はまぬがれても、操縦不能となり、宇宙の塵と化すことになるだろう。