ちょ~、久々のアップとなります。(^^ゞ

今年はさらに、猛暑の夏ということで、ゲンナリですね。まだ、ここ二、三日の首都圏は、最高気温が35度には届かないので、良いほうかも…。


画像は時期外れの「仙台七夕まつり」ではなく、会社近くの商店街に飾ってあったものです。

近くの人と比べても、その大きさがわかりますね。
通りを挟んだ反対側にも、色違いのものが飾ってありました。

風流ですね。(^^♪

Android携帯からの投稿
2012年2月5日、仙台空港で発生した、ANA731便(エアバスA320-200型:登録記号JA8384)のテールストライク事故の考察、第三弾となります。

前回は2012年2月15日に発表された、全日空の社内調査の結果と、運輸安全委員会が同年2月22日に公表した「エアーニッポン株式会社所属 JA8384滑走路接触事故調査の進捗状況」(以下「進捗状況」)に掲載されたDFDRの内容が異なる点について考察を行いました。

▼A320のテイルストライク。(イメージ:MSFS2002より)
$foxtwoのブログ

今回は「進捗状況」に掲載されているDFDRの記録を元に、ANA731便:テールストライク事故を再現して、更に考察を進めていきたいと思います。

※今回のテーマは、航空事故の当事者を批判するものではありません。事故の考察を通して、航空安全への理解と意識を高めようとすることが目的です。

※この考察はfoxtwo個人の見解に過ぎません。事故の真相については、運輸安全委員会が現在「意見照会作業中」の事故報告書をご覧下さい。


●過去の考察はこちら(別窓で開きます)
【「航空事故報告(全日空A320テールストライク:その1)」2012年6月】
【「航空事故報告(全日空A320テールストライク:その2)」2013年3月】

【レビュー:A320のランディングプロシュージア】
ANA731便のテールストライクを再現する前に、前回掲載した、全日空が運航するA320の着陸シーンをレビューしてみます。

▼【You Tube動画:ANA BLUE ON BLUE - AIRBUS A320 - Part 3/3】


もう一度、A320の着陸シーケンスをおさらいすると・・・

①GPWSのハイトコール30ftまたは20ft
②GPWSのRETERDコール
③PFによるスロットルのリタード操作
④主車輪接地
⑤PFによるリバースとノーズギアの接地操作
⑥自動システムによるスポイラー展開とホイルブレーキの作動(PNFがコールアウト)
⑦PNFによる70ktコール
⑧PFによる、スロットルのリバースアイドル~アイドルディテント操作
⑨PFによるマニュアルブレーキング操作
⑩滑走路上で機体が十分減速した後、タワーの指示を受けて誘導路へ離脱

以上の手順となります。

では早速、ANA731便のテールストライクを再現してみましょう。

【運輸安全委員会「進捗状況」DFDRによる再現】
午前8時03分:
エアーニッポンが運行する全日空(ANA)731便は、乗員6名、乗客160名を載せ、仙台空港へ向け、伊丹空港(大阪)を離陸しました。

午前9時頃:
ANA731便は、定刻通り仙台空港の管制空域に到達して、RWY27へ着陸進入を開始しました。

午前9時03分07秒:
RWY27への接地寸前、対地高度約10ft、速度約140ktで、スラストレバーがアイドルディテントまで引かれました。GPWSのリタードコールがあったものと思われます。

▼【You Tube動画:仙台空港 JA8304 All Nippon Airways Airbus A320-200 Landing 】

▲仙台空港へ着陸する全日空のA320。※動画は本アクシデントとは関係ありません。

9時03分13秒:
速度約130ktで、A320の右主輪が滑走路に接地し、グラウンドモードになると同時にオートブレーキシステムが作動して、右のホイールブレーキがかかり始めました。

9時03分14秒:
左主輪も接地して、こちらもグラウンドモードとなり、左のホイールブレーキが作動すると同時に、グラウンドスポイラーが展開し始めました。

通常であれば、このタイミングでPFが間髪を入れずにリバースをかけるはずですが、スラストレバーはアイドルディテントのままで、ノーズギアにも荷重がかかった形跡がなく、エアモードが維持されていたことが記録されています。速度も約130ktから、ゆるやかに低下する程度の減速しか記録されていません。

9時03分18秒:
右主輪が接地してから約5秒後、恐らく、オートブレーキシステムがアクティブであることを副操縦士がコールアウトしたためか、ようやくここで、スラストレバーがリバースストロークに入りました。速度は約125ktまで減速しています。

9時03分19秒:
スラストレバーがリバースに入った約一秒後、レバーがパワーアップする方向に操作され、アイドルディテントを通り越して、50%ほど急激にアドバンスされました。機長が何らかの理由で復航(ゴーアラウンド)操作に入ったものと思われますが、速度は120ktを切って、さらに低下し続けていました。

また、同時に機首のピッチ角も急激にアップしていることから、スラストレバーのアドバンストと同時に、サイドスティックによる機首上げ操作に入ったことが推測されますが、グラウンドスポイラーはまだ展開したままでした。

9時03分20秒:
スラストレバーがテイクオフスラストまでアドバンスされました。通常の復航手順から考えると、機長がTOGAスイッチ※を入れたものと思われます。

※TOGAスイッチ:あらかじめ自動操縦システムにセッティングされた機体の各種データに基づき、最適な離陸出力、または着陸復航の出力を出すために、スラストレバーに設けられているスイッチ。

また、ここでグラウンドスポイラーがリトラクトされましたが、これはスラストレバーのアドバンストに合わせた自動格納と思われます。この時の速度は約110ktで、この着陸時において、DFDRに記録された最低速度となっています。

▼【You Tube動画:Awful Landing Complete With Tailstrike 】

▲北アフリカ、チュニジアのチュニスエア(TUNISAIR)のA320(登録記号:TS-IMM)が、着陸時にテールストライクを起こしたと思われる動画。※動画は本アクシデントとは関係ありません。

9時03分20~21秒:
機首上げ角が+12.7度まで達して、地上におけるテールストライクの制限角+11.7度を上回りました。この機首上げ角に達したタイミングで、731便の尾部が滑走路に接触したものと思われます。

9時03分23秒:
衝撃に気づいた?機長が機首を+5度程度まで下げています。この頃より、速度が上昇し始めました。

※報道によると、731便の機長はランプインするまで、テールストライクに気がつかなかったと報じられています。

9時03分25秒:
速度が約120ktに達し、機体が滑走路を離れました。この時のピッチ角は約+11度に維持されています。

その後、ANA731便は滑走路の点検のため、空中待機を余儀なくされ、予定より16分遅れの午前9時31分に無事、仙台空港に着陸しています。このテールストライクで、乗員乗客に怪我人が出たとの報告はありませんでした。

以上が、DFDRを元に再現した、ANA731便テールストライクの発生状況となります。

この一連の経過を見ても、当初報道された、731便が接地しないまま復航したとの説は、成立しないものとfoxtwoは考えています。

▼【You Tube動画:JA8609 All Nippon Airways Airbus A320-200 Take-Off @ Sendai Airport 】

▲仙台空港より離陸する全日空のA320。※動画は本アクシデントとは関係ありません。

【着陸接地点はどこか?】
ANA731便がゴーアラウンドしたのは、風の影響など、滑走路の接地点が通常よりも先に伸びてしまい、滑走路内で安全に停止することができない可能性などを、機長が懸念したためとの報道がありました。

まず最初に、ANA731便の接地点を知る必要があるので、「経過報告」に添付されたDFDRの速度と時間から推測してみましょう。「経過報告」では、RWY27上のテールストライクの擦過跡について特定しているので、ここを基点とします。

右主輪の接地からテールストライクまでの経過時間は約7.5秒となっています。また、731便が接地した時の速度は約130kt、テールストライクを起こした時の速度は約110ktなので、平均120ktで進行したものと考えて、120kt=秒速約62mとして計算します。

つまり、731便がRWY27へ接地してからテールストライクを起こすまでに滑走した距離は、62m/s×7.5秒=約463mとなり、尾部を接触させたB-4誘導路付近から逆算すると、731便の接地点はB-5誘導路を過ぎたあたりと推定されます。

※「Aviation Wire」では、B-5誘導路の手前に接地と推測。

これは、RWY27滑走路端から約700m、つまりRWY27の全長3,000mの約4分の1あたりとなります。

▼【You Tube動画:20110219 仙台空港RWY09 着陸 】

▲仙台空港RWY09(本アクシデントと逆方向)へ着陸する小型機のコクピット映像。※動画は本アクシデントとは関係ありません。

エアバス社の発行した「A318/A319/A320/A321 PERFORMANCE TRAINNING MANUAL」によると、A320-200型の着陸滑走に必要な距離(ALD)※は、重量46tなら700m、78tなら1,170mとなっています。

※ALD(Actual Landing Distances):滑走路端を高度50ftで通過してから、着陸後、機体が完全に停止するまでの距離。滑走路はドライコンディション、ホイールブレーキ(アンチスキッド作動)+グラウンドスポイラーで算定。

ANA731便の着陸重量は次の理由※により、ここでは46tと仮定します。

※DFDRに寄れば、731便は復航時、約120ktで浮揚しているので、「A318/A319/A320/A321 PERFORMANCE TRAINNING MANUAL」のV2チャートから推測すれば、V2が121ktに相当する離陸重量は45tとなリます。

また、ALDには元々リバースの効果は含まれていないので、機長のリバース操作の遅れについては考慮しません。

単純にこれらの数値を合算すると、731便が着陸滑走に必要だった距離は、700m(滑走路端から接地点までの距離)+700m(ALD)=1,400mとなります。

RWY27の滑走路長は3,000mなので、上記の数値から、731便がゴーアラウンドしないで滑走を続けたとしても、滑走路には1,600mの余裕があったことになり、この程度の接地点の伸びでは、ゴーアラウンドする必要がないように思えます。

もっとも、これは正に机上の空論なので、実際にANA731便がゴーアラウンドしないで、安全に滑走路上で停止することが出来たかは全くの未知数となります。

【なぜ復航したのか?】
それでは、ANA731便の機長が、ゴーアラウンドを選択したのはなぜでしょうか?

先述の風の影響や、接地点が伸びた可能性と合わせ、731便ではスラストリバーサーの作動が、通常のA320のランディングプロシュージアと比べてみると、かなり遅れていた疑いがあります。

A320に限らず、通常の旅客機の着陸でリバースをかけるタイミングは主車輪の接地となります。

これは先のANA A320の動画からも明らかで、実際に空港で旅客機の着陸を見慣れた方なら、主車輪が接地してノーズギアが滑走路に降りる前に、エンジンのリバースドアが開き始めるシーンをよく見かけると思います。

▼【You Tube動画:JA8947 ANA A320 LD--惚れ惚れする着陸 】

▲伊丹空港へ着陸する全日空のA320。前輪が接地する前に、エンジンのリバースドアが開いているのが分かります。※動画は本アクシデントとは関係ありません。

ところが731便では、スラストレバーがリバース位置に入ったのは、右主輪の接地から約5秒も後となっています。この間、先の計算から、731便はRWY27を310m滑走していたことになります。

つまり、ANA731便の着陸は、通常の着陸とは、次のような点が異なっていた可能性があります。

①接地したのが接地帯標識の中とはいえ、進入方向から見て、通常よりも奥だった。

②何らかの原因(一説によるとソフトランディングだったため)により、機長が機体の接地を明確に認知できず、リバース操作が遅れた。

③機長の証言によると、何らかの風の影響があった。

あくまで推測ですが、これらの点が731便の機長に、滑走路内での安全な停止に懸念を抱かせ、復航操作につながった可能性があります。

【なぜテールストライクを起こしたのか?】
上記の復航操作の判断そのものには、テールストライクを起こすような要因は見当たりません。

では、なぜ、過大なピッチアップが起きたのでしょうか?

先ほどのDFDRの再現から考察すると、機長がA320のサイドスティックで機首上げ操作(ローテイト)を開始したのは、スラストレバーがリバースストロークから、一転、パワーアップされるのと同じタイミングとなっています。

※公表されたDFDRには、サイドスティックの操作量ではなく、機首のピッチ角が記録されているために、機首上げ操作のタイミングは、もう少し早かった可能性もあります。

つまり、機長がTOGAスイッチを入れるより早く、機首上げの操作が始まっています。ただし、この時のANA731便の速度が、VR(離陸速度)を上回っているのであれば、この操作には、何ら問題はありません。

731便のVRのデータは公表されていないので、先のDFDRの記録にある、731便の復航時のVR=約121ktを代用します。

復航のため、機長の機首上げ操作が始まった時の731便の速度は約115kt、最大ピッチ角となった時の速度は、更に低下して約110ktと推測され、VRが121ktと仮定すると、10kt程度下回っています。

エアバス社が発行している「A318/A319/A320/A321 FLIGHTCREW TRAINING MANUAL」にも、VRを下回るタイミングでの機首上げ操作は、過大なピッチアップを招き、結果的にテイルのクリアランスを減少させることとなって、テイルストライクの要因となることが警告されています。

また、復航時のDFDRで目を引くのは、機長のサイドスティックの操作レートが急激に見られることで、機首のピッチ角+2度から+12.7度まで約1.8秒(毎秒約6度)と、エアバス社が推奨する(A318/A319/A320/A321 FLIGHTCREW TRAINING MANUAL)毎秒3度という操作レートと比較すると、倍近い数値となっています。

これだけ操作スピードが速いと、機長が所望のピッチ角で機首を止めようとしても、当て舵(この場合はサイドスティックの押し操作)が間に合わず、オーバーコントロールを招いた可能性も考えられます。

「A318/A319/A320/A321 FLIGHTCREW TRAINING MANUAL」にも、先の過早なローテイトと並んで、離陸時のサイドスティックの急激な操舵は、テイルストライクの一因となることが警告されています。

しかも、この過早で急激な機首上げ操作のタイミングで、グラウンドスポイラーが展開したままであったことも、気になります。

▼【You Tube動画:ANA Airbus A320-200 JA8947 LANDING TOYAMA Airport 2012.1.31 】

▲富山空港へ着陸するANAのA320。グラウンドスポイラーとリバーサーの動きがよく分かる動画です。※動画は本アクシデントとは関係ありません。

機材は異なりますが、731便と同じエアーニッポン運航のANA298便(B737-800型)が2009年8月10日、東京国際空港滑走路上で起こしたテールストライク事故でも、グラウンドスポイラーが展開していると、機体に機首上げモーメントが働き、過剰なピッチアップの要因となることが、運輸安全委員会の事故報告書(AA2011-4)で説明されています。

【天候は影響したか?】
最後に、機長が風の影響を懸念したとの説もあるため、事故当時の天候がテールストライクの発生に何らかの影響を与えたのか確認してみましょう。

事故当日(2012年2月5日)のMETAR(定時飛行場実況気象通報式)を、事故の発生時刻(日本時間午前9時、世界標準時0時)をはさんだ前後一時間のデータとともに見てみましょう。

●METAR(空港コード、日付Zタイム、風向風速、視程、雲、気温/露点、気圧)

RJSS 042300Z 09004KT 9999 FEW020 M00/M08 Q1024
RJSS 050000Z VRB02KT 9999 FEW020 01/M08 Q1025 ⇒ 事故発生時刻
RJSS 050100Z 13004KT 070V180 9999 FEW020 02/M08 Q1025

注目すべきは風の値ですが、事故発生一時間前となる午前8時には風向90度(東の風)、風速4KT(約2m/s)、事故発生時刻の午前9時には、VRB(風向不定)の風速2KT(約1m/s)、事故より一時間後の午前10時には、風向130度(南東の風)、風速4KT(約2m/s)となっています。

確かに風向はやや不安定な傾向が伺えますが、それは風速が極めて弱いためでもあるため、この程度の弱風では、731便の着陸時に、たとえ追い風になったとしても、機体のコントロールに影響を及ぼした可能性はほとんどなかったと判断して良さそうです。

【推定原因】
以上の点から推察すると、

①V2に達する前に機首上げ操作が始まったため、サイドスティックの操作量に機体が追従しない(機体が浮揚しない)ことによって、パイロットのオーバーコントロールを招いた。

②サイドスティックの機首上げ操作が、通常よりも性急だったため、上記の①とともに、これもオーバーコントロールを招く要因となった。

③グラウンドスポイラーが引き込まれる前に、機首上げ操作が行われたため、パイロットの予想に反した機首上げモーメントが機体に働いた。

これらの要因が複合的に働いて、機長の過剰な機首上げ操作を招き、ANA731便のテールストライクが発生した可能性があるものと、foxtwoは考えています。

以上が本事故に関する考察となりますが、あくまで、foxtwo個人の見解となりますので、真相については、今後の運輸安全委員会の、事故調査報告書の公表をお待ち下さい。

▼【You Tube動画:AirAsia Japan Airbus A320-211 Landing at Narita 】

▲成田空港へ着陸するエアアジアジャパンのA320。機体は紛れもなく本テールストライクを起こしたJA8384号機で、修復作業の後、尾翼のロゴを消され、事故から二ヶ月後の2012年4月から6月まで、エアアジアジャパンの訓練機として使用されていた。7月に全日空に返却された後、当機は売却先が見つからず、同年7月4日、事故の後、一度も定期運航に復帰することのないまま、「航空の用に供さない」との理由から、登録抹消されている。
2011年9月6日に発生した、B737-700型:エアーニッポン(NH)140便によるインシデント(異常運航)に関する、foxtwo独自考察の第五弾となります。

今回は、2012年8月31日に国土交通省 運輸安全委員会が公表した、「エアーニッポン株式会社ボーイング式737-700型 JA16ANに係る航空重大インシデント調査について(経過報告)」を基にした、インシデントの再現、二回目となります。

▼【You Tube動画:Co-pilot error causes ANA plane to plunge - 29Sep2011 】乗員乗客117名を乗せたB737-700型機が、一時、機体がほぼ裏返しとなる重大インシデントを起こした
(NHK WORLDより:英語)。



※今回のテーマはインシデントの当事者を批判するものではありません。インシデントの考察を通して、航空安全への理解と意識を高めようとすることが目的です。

●過去の考察はこちら(別窓で開きます)
【重大インシデント報告(エアーニッポンB737急降下:その1)】
【重大インシデント報告(エアーニッポンB737急降下:その2)】
【重大インシデント報告(エアーニッポンB737急降下:その3)】
【重大インシデント報告(エアーニッポンB737急降下:その4)】

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前回は、副操縦士がドアスイッチと間違えてラダートリムを誤操作したため、オートパイロットがエルロンで右旋回、誤操作したラダーが左旋回という、異常な飛行状態にNH140便が陥ったシーンまでを考察しました。

▼クロスコントロール。(イメージ:MSFS2002より)
$foxtwoのブログ

この異常な操舵状態(クロスコントロール)の結果、オートパイロットの操舵力より、副操縦士が誤操作したラダーの操舵力が上回っていたために(理由は前回、詳述)、右バンクでオートパイロットに設定された飛行コースを辿るべきNH140便は22時48分36秒、反対方向の左へのバンクに入り、正規の飛行コースから逸脱し始めました。

ここが、NH140便が通常運航から、重大インシデントに至る瞬間でした。

「経過報告」を元に、foxtwoの考察も絡めた再現を続けます。

【インシデント発生!】
22時48分43秒:
突然、コクピットにGPWSの合成音声「バンクアングル!バンクアングル!」という警告音が鳴り響きました。

このアラートは、左右のバンク(ロール)角が35度以上という、通常の運航では使用しないような、過大な傾斜角であることを警告するもので、現用のエアライナーでは標準装備となっている、GPWS(対地接近警告システム)の機能となります。

▼【You Tube動画:REAL TEST BOEING EGPWS 】
ボーイング-エアライナーのEGPWS(発展型のGPWS)アラート音のデモ。バンクアラートは37~38秒のサウンドとなります。



22時48分45秒:
機長を入室させようとして、(ドアスイッチと間違えて)ラダートリムを操作しながらドア外部モニタを注視していた副操縦士は、この警告音を聞いて反射的にPFD(姿勢指示器)に目をやり、機体が意図しない左バンクに入っていることに気がついて(しかもバンク角はどんどん深くなっていた)、慌ててコントローホイールを掴んで修正のため、急激な右操舵をあてました。

それは実際、操舵輪の回転角が右97度という、ホイールの握りが垂直を通り越すほど大きな操舵で、それまで副操縦士が、機体の異常な姿勢変化に気付かなかったことを裏付けているものと、foxtwoは考えています。

▼B737-700型のドア外部モニタの例。画像はセンターカメラ(天井からコクピットドアを見下ろすアングル)の映像で、画面下がコクピット、画面上がキャビン方向となります。
NH140便の副操縦士は機長がなかなかドアを開けないために、この映像に執着してしまった可能性があります。

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【You Tube動画:HD Cockpit Scenes - 737 Start Up】より

バンクアングルアラートが鳴った時に副操縦士が、センターパネルのドア外部モニタを見ていたというのは、あくまでfoxtwoの推測に過ぎませんが、「経過報告」が分析したDFDRの記録によると、アラートが鳴った時には、副操縦士がドアスイッチと誤認していたラダートリムから手を放した直後だったため(アラートが鳴ったためにトリムから手を放した可能性もあります)、モニターを見ていたという推測が成り立つものと考えています。

▼B737-800型のコクピットで、700型もほぼ同じレイアウトとなります。ドア外部モニタは、飛行計器パネルより下にあるのが分かります。
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737-700型のインストルメントパネルのレイアウトから考えると、センターペダステルのドア外部モニタを注視していると視線が下がるので、副操縦士パネルはもちろん、機長パネルのPFDも周辺視野の外になるため、機外が漆黒の夜間飛行では、機体の姿勢を知るすべがありません。

唯一、センターパネルのスタンバイAI(予備の姿勢指示器)が視野に入っていた可能性がありますが、これはPFDの¹/₄ほどの大きさなので、注視しない限り、バンク角を把握することは難しかったでしょう。

また、右バンク3度からアラートが鳴る左バンク35度まで、約15秒かかっているので、毎秒約2.5度という緩やかな姿勢変化では、体感で逆バンクに入ったことに気付くことも困難であったものと思われます。

【CWSモード】
副操縦士がコントロールホイールを右へ操作したことで、オートパイロットはLNAVモードから、CWS/R(ロール)モードに移行しました。

それまで設定されていたLNAV/VNAVモードでは、方位、高度、速度の全てをオートパイロットが担いますが、CWS(Control Wheel Steering)モードでは、オートパイロットを解除することなく、パイロットが自動操縦システムをオーバーライドする(手動操作を優先させる)ことが可能となります。

また、パイロットが操縦装置から手を離した後も、パイロットのインプットをオートパイロットが保持してくれるので、パイロットのワークロードを大幅に軽減してくれるモードといえます(「B737E-Automatic_Flight:Boeing Company」)。

※パイロットのインプットがオートパイロットの操舵限界を超えた場合には、自動的に限界値まで舵を戻すように動作するようです。

▼B737-NGのオートパイロット操作パネル。上二つの四角いボタンが「CMD」ボタンで、下の二つが「CWS」ボタンとなります。NH140便はこのボタンではなく、副操縦士の操作がきっかけとなって、CWSモードに移行しています。
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【You Tube動画:HD Cockpit Scenes - 737 Start Up】より

なお、「経過報告」によれば、LNAV/VNAVモードから、パイロットの操作によってCWSモードに切り替わった場合には、オートパイロットのモードボタンでCWSモードを選択した場合よりも、操舵により大きな力を必要とすると説明されています。

また、オートパイロットがいったんCWS/Rモードに移行すると、自動的にLNAVモードに復帰することはないため、この時点からNH140便の横方向(ロール)の操縦は、副操縦士が主導権を握ることとなりました。

▼左バンクに入り始めたNH140便。(イメージ:MSFS2002より)
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副操縦士が大きく右操舵したタイミングで、NH140便の機首が更に下がり始めました。

「経過報告」はこの原因について何も触れていませんが、もともと後退翼機で釣り合いのとれないラダー操作を行えば、ヨーイング方向へ機首下げが起きますし、空気の薄い高々度でのクロスコントロールも、機体の抗力を増加させることとなって、結果的に機首下げを招いたのかも知れません。

この時点で、オートパイロットのVNAVモードはまだエンゲージしたままでしたが、コントロールホイールの引き2度は、既にVNAVモードの作動限界であり、下がり続ける機首を立て直すことはできませんでした。

もはやオートパイロットの自動操作だけでは、NH140便の異常な姿勢変化を食い止めることは不可能だったのです。

【修正できなかった左バンク】
22時48分46秒:
コントロールホイールを急激に右へ操舵した一秒後、副操縦士は右ペダルを踏み込み、釣り合い旋回で機体の姿勢を立て直そうとしましたが、あいにく、自らが誤操作した左トリムの操作量が過大だったために、ラダーは半分程(左2.8度)しか戻らず、エルロンが右バンク、ラダーが左バンクという、クロスコントロール状態を解消出来ませんでした、

この時のNH140便は、左バンク実に80度という、機体がほとんど垂直に近い姿勢となり、揚力が急速に失われつつありましたが、副操縦士の右操舵の効果が現れて、バンク角は回復し始めました。

▼垂直バンクに陥るNH140便。(イメージ:MSFS2002より)
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ここで次の警報、スティックシェーカーが作動しました。

これは、機体が失速の危険にあることを、音やライトではなく、コントロールホイールを激しく振動させることによってパイロットに伝えるもので、火災警報と並んで、最もパイロットに緊張感をもたらす警報装置といえます。

▼【You Tube動画:Stick shaker stall warning Boeing 737 MPS Flight simulator 】
737-800:フライトシミュレータのデモ。これならパイロットが居眠りしていても、気がつきますね(以前、某国営放送で長距離便のエアラインパイロットの多くが居眠りを経験した事があるとのショッキングな報告がありました)。



DFDRの記録から、この時のNH140便の速度は巡航中の220ktから、わずかに10kt程度低下したに過ぎず、また、B737-700型の失速速度(離着陸時には150kt(時速km)程度)を遥かに上回っていたはずでしたが、高高度での空気密度の低さと、過大なバンク角のために、失速速度が高くなっていた可能性が考えられます。

22時48分48秒:
スティックシェーカーの警告に驚いた副操縦士は、大きく右操舵していたコントロールホイールを慌ててニュートラルの位置まで戻し、同時にホイールを押し込んで、機体の失速を防ごうとしました。

通常、機体がバンクしている状態で失速警報が鳴った場合のリカバリ操作は、機体を水平にしてから機首を下げ、同時にスラストレバーをアドバンスすることですが、本インシデント中、オートスロットルは終始エンゲージされたままで、副操縦士がスラストレバーを操作した形跡はありませんでした。

22時48分51秒:
副操縦士がコントロールホイールをニュートラルに戻したため、せっかく右の修正操舵で水平に戻りつつあったNH140便の左バンクは、50度までの回復を境に再び増加し始めました。

空気密度が低くて舵の効きにくい高高度で、これだけの異常姿勢を回復させるには、制限荷重の範囲内での思い切った修正操舵が必要だったものと思われますが、スティックシェーカーの警告が、副操縦士に大きな操作をためらわせたことに疑いの余地はなく、その後のホイールの操作角度は右35度という中途半端なもので、異常な左バンクを止めるには不十分な操舵量でした。

22時48分52秒:
副操縦士がラダートリムを右(中立方向)に操作しましたが、ラダーペダルに自らの踏力がかかっていたため、実際にはラダーが動くことはありませんでした。

22時48分53秒:
NH140便のロール角は、ついに垂直を通り越して左バンク100度を超え、機首も30度あまり下がって、機体がほぼ裏返しとなり、揚力ベクトルが下向きとなって、急速に高度を失い始めました。

▼機体が垂直を通り越し、さらにバンクを深めるNH140便(イメージ:MSFS2002より)。
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22時48分56秒:
ここで、副操縦士がコントロールホイールを押し込んだことによって、VNAVモードがオフとなり、CWS/P(ピッチ)モードがオンになりました。

これで副操縦士は機体のロールだけではなく、ピッチもオートパイロットをオーバーライド出来るようになり、事実上、NH140便の窮地を救うのは、副操縦士の回復操舵だけとなりました。

また、機体の降下による速度の増加に対抗して、オートスロットルが推力を絞り始めましたが、ほとんど裏返しとなったNH140便の降下速度は、そのような消極的な手段では減速させることは不可能で、速度は容赦なく上がり続けていました。

▼インシデント中、最大傾斜角となったNH140便(イメージ:MSFS2002より)。満席近いジェット旅客機がこのような姿勢になるとは、想像も出来ませんでした。
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この時点でNH140便のロール角は、左バンク131.7度と、本インシデント中の最大傾斜角を記録しましたが、幸い、これ以降は副操縦士の回復操作で、バンク角は減少に向かうこととなります。

▼左バンク131.7度のNH140便の機長側コクピット(イメージ:MSFS2002より)。仮に日中だとしたら、このような眺めだったはずで、前方は海面しか見えません。PFDも地面を表すブラウン一色で、通常の運航ではありえないような姿勢表示となっています。
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機体は背面姿勢から回復しつつありましたが、機首下げは-35度と、本インシデント中の最大機首下げ角を記録してしまいました。

また、DFDRの記録によるとこの時点で、NH140便の高度は39,000フィートを切り、さらに降下を続けていました。

▼左バンク最大傾斜角のNH140便のPFD(イメージ:MSFS2002より)。実際のPFDのピッチ角表示限界は±80度で、プラス30度とマイナス15度のピッチスケール上に緑色のリミットマーカーがある。±30度を超えるとピッチスケール上に赤い矢印が現れて、ピッチ角を緩めるように警告する仕組みで、NH140便はこれが表示されていたものと思われる。
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22時49分00秒:
副操縦士がコントロールホイールを引いて、機種上げ操作を始めました。この回復操舵は同分26秒、機首が+8度(ほぼ水平飛行の機首角度)となるまで、数回に渡り続きます。

また、降下する機体を引き起こすに連れ、機体にG(垂直加速度)がかかり始め、失速速度が高くなった影響なのか、スティックシェーカーが再び、断続的に作動しました。

22時49分02秒:
バンク角が左25度まで回復しましたが、水平までは戻らず、このバンク角付近で不安定なロール角のままの降下が続きます。

▼急降下から機体を引き起こした直後のNH140便。(イメージ:MSFS2002より)
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22時49分03秒:
副操縦士の引き起こし操作にもかかわらず、機体の高度は38,000フィートを通過してなおも下がり続けており、位置エネルギーが速度に変換されることによる増速も加わり、NH140便の対気速度は737-700型機の超過禁止速度:マッハ0.82を越えました。

22時49分04秒:
引き起こし操作につれて増加していたG(垂直加速度)が、737-700型機の制限荷重となる2.50Gを越え、同09秒には本インシデント中最大値となる2.68Gを記録しました。

これは体重60kgの人が、約160kg以上の重さで座席に押し付けられている計算となり、耐G訓練も受けていない乗員乗客にとっては、未知で苛酷な状況となります
(客室乗務員二名の怪我人は、この頃発生したものと推測されます)。

22時49分05秒:
超過禁止速度を越えたことによりオーバースピードワーニングが二回作動しましたが、この頃より、副操縦士の回復操作によって降下率も徐々に緩くなり、それに連れて速度も、ゆっくりと250kt付近まで低下し始めました。

▼【You Tube動画:767-200 overspeed 】
B767-200のテストフライトの様子で、オーバースピードワーニングの動作チェックと思われます。アラートの鳴動を確認後、パイロットがスロットルを戻し、スピードブレーキをアームして、機体を減速させようとしています。



22時49分16秒:
機体の降下が始まってから20秒余りたち、高度35,000ft付近でようやく機体の降下がほぼ収まりました。

【回復操作】
22時49分40秒:
副操縦士がラダートリムを修正する方向(右)に操作しました。この後、トリムの修正操作は数回に渡り、断続的に行われます。

22時50分11秒:
機長が自身の解錠操作により、ドアを開けてコクピットに戻りました。また、DFDRによると、この直後から機首のピッチ角がプラスに転じていることから、早い段階で機長のテイクオーバーが始まったものと思われます。

22時50分38秒:
オートスロットルが、ついでオートパイロットが解除され、「経過報告」によれば、ここで機長が操縦を交代して、パイロットが機体を完全に掌握しました。

この時、NH140便は高度約36,000フィート、速度約250ノットの、ほぼ水平飛行の状態で、飛行計画で予定されたルートとは反対方向となる、西に向かって飛行していました。

▼NH140便のインシデント航跡図(イメージ:MSFS2002より)。左バンクの影響で飛行コースがほぼ反転しています。なお、分かり易くするために航跡はノンスケールで、実際の飛行コースの幅は、図の約半分ほどとなります。
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22時50分43秒:
機長がオートパイロットの再設定を行う一方、副操縦士が東京ACCへ現在高度とヘディングの維持を要求しましたが、異常な降下など、インシデントに関するリポートは行われませんでした。

22時51分49秒:
LNAVモードがエンゲージされ、NH140便は右旋回で、元の飛行コースへ戻り始めました。

22時52分07秒:
副操縦士が東京ACCへ現在の高度(36,000ft)を維持したまま、当初指示された、PQE(館山VOR/DME)へ向かうことを報告しました。

22時52分13秒:
オートスロットルがオンとなり、NH140便はインシデント発生前の飛行形態に、完全に復帰しました。

なお、「経過報告」に添付されたDFDRの時間軸は、22時53分までしか記載がありませんが、旋回率を考慮すると、NH140便が元の飛行コース(ヘディング)に戻ったのは22時54分頃と推定されます。

23時半頃:
NH140便が無事、東京国際空港に着陸しました。

▼東京国際空港に無事にランプインしたNH140便(JA16AN)。
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You Tube動画「Co-pilot error causes ANA plane to plunge - 29Sep2011 」より

このインシデントによる影響で、客室乗務員二名が首などに怪我を負いましたが、残りの乗員乗客115名に怪我はありませんでした。ただし、着陸後、急降下の影響と思われる、心理的ストレスを複数の乗客が訴えています。

また、後日、全日空が連絡のとれた乗客102名に確認したところ、うち6名の乗客が首の痛みを訴えたとの事で、インシデントの影響は当初の報道よりも、深刻なものであったことが伺えます。

【自動システムの罠】
以上、文字に起こすと、このインシデントが長い時間に渡って発生したように感じます。

ところが、DFDRに記録されている実際の経過時間をあらためて確認してみると…

①副操縦士がラダートリムを誤操作し始めてから、バンクアラートが鳴るまで15秒。
②アラートが鳴ってから、機体が131.7度の最大傾斜角になるまで13秒。
③最大傾斜角から機体を水平に戻して、降下を食い止めるまで20秒。

つまり、この一連のインシデントは、時間にしてわずか48秒という短時間に起きていて、しかも、終始、オートパイロットは正常に機能していながら、インシデントの発生を防ぐことも、回復することもできていません。

NH140便のインシデントは、高度な自動化が進んだ結果、通常の運航では人間の介在する必要を感じさせないような第四世代以降のハイテクエアライナーの操縦が、実際には、いかに油断のならないものであるのかを、如実に物語っているように思えます。

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わずか12ドルのランプの球切れにパイロットが固執したため、当時最新鋭のL1011がフロリダ、エバーグレースに墜落して、乗員乗客103名が亡くなったイースタン航空401便の事故。

着陸進入中に副操縦士が誤って操作した「ゴーレバー」の回復処置を誤り、名古屋空港敷地内にA300が墜落して、乗員乗客274名が亡くなった中華航空140便の事故。

高度な自動システム:FMSの不適切なロジックのため、誤って132マイルも離れた無線標識をパイロットが選択してしまい、B757がカリの山岳に激突して乗員乗客159名が亡くなった、アメリカン航空965便の事故。

便利なはずの自動システムは、(業界で繰り返し警告され、教育され、訓練を通して自覚もあるはずのパイロットを含めた)人間のわずかな心の隙を突いて、牙を剥く時もあるのです。

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さて、(その5)もかなりの長文となりました。次回(その6)では、本重大インシデントの総括を行いたいと考えています。

乞うご期待!!(^^♪