B 757 FBW改 修 機 に よ るB777イ ン フ ライ ト ・シ ミュ レー シ ョン飛行(岩 瀬 健 祐) 27

－ 特 集 －

B 757 FBW改 修 機 に よ るB777イ ン フ ラ イ ト ・シ ミュ レー シ ョ ン飛 行*1

岩 瀬 健 祐*2

Key Words:Control Law,Fly By Wire.Handling Qualities,In Flight Simulation

1.は じ め に

B 777のFBW(Fly By Wire)コ ン トロール ・シス

テム の有効 性確 認 の た め に,ボ ー イ ング で は,B757

の副操縦 士側 の み をFBW操 縦系 に改修 し,世 界中 か

ら評 価 パ イ ロ ッ トの参 加 を得 て,FBW Validation

Flightを 実 施 した(末 尾 に実 施 日,参 加 パ イロ ッ ト数

等 を示 す).そ の評 価飛 行 に参 加 したの で,パ イ ロ ッ

トの視 点で その概 要 を報 告 す る.

2.イ ンフラ イ ト ・シ ミュ レー シ ョンの

パ イ ロッ トか ら見 た意 義

近 年航空機 の 開発段 階で シ ミュ レーターが 重要 な役

割 を担 ってい る ことは,良 く知 られ てお り,多 くのエ

アライ ン ・パ イ ロッ トも参加 して,コ メ ン トを求 め ら

れて きた.今 回 の実機 を改 修 した,イ ンフライ ト ・シ

ミュ レーシ ョンに参加 して,改 めて その意義 を考 えて

みた.一 口で い えば,実 飛 行環境 下 での評価 が出来 る

とい う ことにな るが,細 か くみ る と次 の様 に ま とめ る

ことが 出来 る.(1)～(5)は メ リッ ト,(6)～(7)は

限界 で あろ う

(1)操 縦席 での実 際の加 速度(垂 直 ・水平)の 体 感

や,機 体 の動 きの な か で,シ ス テム の評 価 が

著 者 紹 介

岩瀬 健祐

昭和12年 生.広 島県 出身.昭 和

36年 運輸 省航 空大 学校 卒業.同 年

日本航 空株式会社入社.現 在,DG

10型 機 々長.技 術 総 本 部々長.日

本航空機操縦士協会副会長.宇 宙 開

発事業団有人サ ポー ト委 員会専門委 員,SAE,SETP

各会員.SAES-7委 員会委員,IATA Human Fac-

tors Task Force委 員.航 空身体検査証明審査会委 員

等 々

で きる.

(2)実 飛行環 境(気 象 ・管制 ・空港施 設等)の もと

での,個 々の課 目 と総 合 的 な飛 行全 体 の評 価

が可能 で ある.

(3)特 に,着 陸 の ため の引 き起 こ し操作 と地 面効

果の影 響が,Control Lawと の関連 で実 際 的

に評価 で きる.

(4)機 体 サ イズ や速 度 領域 の 同 じよ うな機 体 の評

価 に達 してい る.

(5)臨 場感 が あ るなか での評価 となる(シ ミュ レー

ター では事故 にな らな い安 心感).

(6)改 修 され た 限 られた シス テム の評価 しか で き

ない.

(7)遭 遇 した気 象条件 下で のみの評価 となる.

3.B777の 特 徴

B777の 操縦 室 の計 器配列(第1図)は,6つ のCRT

計器 がLCD(Liquid Chrystal Display)計 器 に変わ っ

た以 外 は,基 本 的 に は,B747-400と 同 じで,操 縦 輪

とラダー ・ベ ダルに人間工 学的工夫 が加 え られ て お り,

操縦操 作 は在 来機 よ り易 し くなって いる.操 縦 系統 の

最大 の特徴 は,FBW(Fly By Wire)の 採用 で あ り,

A320の 反 省 か ら,縦 の制 御則 として,C*u((A320

はC*)を 導入 し,パ イ ロ ッ トに縦 の静 安定 の フ ィー

ド・バ ック を与 え るよう工 夫 されて い る.

4.FBWとC*u Control Lawの

パ イ ロ ッ ト的理 解

在 来機 では,パ イ ロ ッ トが セ ンサー となって,機 体

の レスポ ンス を フィー ド ・バ ックしなが ら,操 縦 輪 に

よ り舵面 の変位 を制御 してい る(第2図 参照).

パ イ ロ ッ トは,操 舵 のCueと し て,高 速 域 で は垂

直加 速度,低 速域 で は ピッチ ・レー トを使 ってい る と

考 え られ る.

B777で はA320で 採 用 され て い るC*と い う制 御

則 で は,Trim Speedか ら機速 がずれ た時 の縦 の静安

定 の フィー ド ・バ ッ クが ない とい う反省 か ら,垂 直加

*1平 成5年11月11日,第31回 飛 行 機 シ ン ポ ジ ウ ム に て 発

表 上平 成6年6月17日 原稿 受 理 Simulated Flight for

B・777byB・757FBW Modified Airplane

*2日 本航 空(株)技 術 総 本 部

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28 日本航空宇宙学会誌 第42巻 第491号(1994年12月)

第1図 B777操 縦室の計器配列

第2図 舵面の変位制御による操縦

第3図 新 しい制御 則による操縦

速 度(Nz)と ピ ッ チ ・レ ー ト(q),に 加 え て,さ ら に

Trim Reference Speedと 速 度 差 に よ るパ ラ メ ター を

加 味 したC*uと い う新 し い 制 御 則 を採 用 した.パ イ

ロ ッ トは,こ のC*uを コ ン トロ ー ル す る コ ン ピ ュ ー

タ を 介 して 操 縦 す る こ とに な る(第3図 参 照).

C*u=C*+Kυ ・△V=Nz+K1・q+Kυ ・△V

(∵C*=N2+K1・q)

C*は,パ イ ロ ツ トが操縦 席 で感 じる垂 直加 速 度 と

い える.大 型機 で は,重 心位 置 と操縦 席 との物理 的距

離 が大 き く,機 体の ピッチ変化 によ り発生 す る垂 直加

(728)

B　757　FBW改 修機 に よ るB777イ ンフ ラ イ ト ・シ ミュ レー シ ョン飛行(岩 瀬 健祐) 29

第4図　 B757FBW改 修の概 要

第5図　 B757FBW改 修 の概要(操 縦室)

(729)

30 日本航空宇宙学会誌 第42巻 第491号(1994年12月)

速 度 は 無 視 で き な い ほ ど大 きい

5.B 757FBW改 修 機 の 概 要

ボ ー イ ン グ で は,エ ア ラ イ ン に 引 き 渡 す ま え の

B757の 機 体(NB143)を 特 別 に改 修 して ,FBW及 び

そ の 他 の 改 修 機 能 の 評 価 に使 用 した.以 下 に そ の 概 要

を 示 す(第4,5図 参 照).

さ ら に 次 の 様 な,補 償 機 能 お よび 防 護 機 能 が 付 加 さ

れ て い た.

(1)Turn Compensation:Lift Compensationで

あ り.旋 回 時 機 首 上 げ 操 作 な し で,必 要

な ピ ッ チ 角 を維 持 す る.例 え ば,水 平 旋

回 で は,高 度 を 維 持 す る.バ ン ク30° ま

で は,Full Compensationさ れ る.

(2)Flare Compensation:在 来 機 と同様 の操 縦 感

覚 を あ た え る た め,地 面 効 果 に よ る頭 下

げ モ ー メ ン トを模 擬 し た コ マ ン ド・シ グ ナ

ル を出 す

(3)Stall Protection:1.3Vs以 下 で のTrim Ref-

erence SpeedのSetは 出 来 な い 1.3Vs

以 下 で は,15lbs/10ktsの 操 舵 力 を 要 す

さ ら に,塩(Stick Shaker Speed)以 下

で は さ ら に操 舵 力 は 増 加 す る様 に プ ロ グ

ラ ム さ れ て い る.

(4)Wheel to Rudder Cross-tie:空 中 で170kts

以 下 の 時,操 縦 輪 に よ り方 向 舵 を 最 大

±8°コ ン トロール す る.

(5)TAC(Thrust Asymmetry Compensation):

エ ンジ ン故 障時 等 の 非対 称 推 力 時,自 動

的 に方 向舵 が とられ,Automatic Rud-

der Trimが 追随 す る.

(6)Gust Suppression:突 風 や揺 れ に よ り生 じた

垂 直 尾 翼両 側 の △Pを 感 知 し,ヨ ー イ ン

グ を打 ち消す よ うに方 向舵 を 自動 的 に動

かす

6.評 価飛行(イ ンフライ ト・シ ミュ レー シ ョン)

とパ イ ロッ ト ・コメ ン ト

1992年9月10,シ ア トルの ボー イ ング・フィール ド

に朝6時 に集合 した.ボ ー イ ング のCapt上2名(内1

名 は評 価 に 参 加),UALとJALか ら1名 ず つ 参 加

し,約1時 間の ブ リー フ ィング を受 けた.そ の後,飛

行機 に搭 乗 し地 上で の シス テム の評 価 試験 を終 わ り,

8時30分 ボー イ ング ・フ ィール ドを出発 しモーゼ ス ・

レー クへ と向か う 評価 パ イロ ッ トは右席 で,ほ ぼ予

定 され たプ ロフ ァイル通 りの課 目を実施 し,終 了後機

内で コメ ン トを求 め られ た.3人 全員 の評価 飛行 が終

わ って午 後1時 に帰着,さ らにデ ブ リー フ ィングを実

施 した.以 下 に飛 行 特性 等 に関 す る筆 者 のパ イ ロ ッ

ト ・コメ ン トを紹介 す る.

第6図 フライ トのプロフ ァイル

(730)

B　757　FBW改 修 機 に よるB777イ ンフ ラ イ ト ・シ ミュ レー シ ョン飛行(岩 瀬 健 祐) 31

第7図 昇 降舵操 舵力vs速 度

フ ラ イ トの プ ロ フ ァ イ ル を 第6図 に示 す

(1)Take off/Climb

・引 き起 し操 作 時 の 操 舵 力 は ,軽 か っ た(記 録 装

置 で は,20～30lbsで 在 来 機 と 同 じ で あ っ

た).

・Stab .TrimがOut of Green BandのMistrim

で も引 き起 し は 容 易 で あ っ た.

・Initial Climbで のEngine Out時 に ,速 度 を 切

り易 くな る の で,素 早 く 目標 の ピ ッ チ 角 ま で,

機 首 を下 げ て や る必 要 が あ る.

・Flap Retraction中 の ピ ッ チ 変 化 も 小 さ く

Trimも 容 易 で あ った.

・Pitch Control ,Speed Control共 に容 易 で あ っ

た.

(2)Cruise

・推 力 増 減 に よ る ピ ッ チ 変 化 は ス ム ー ズ で ,速

度 ・高 度 の 維 持 と も に楽 で あ っ た.

・ス ピー ド ・ブ レ ー キ の 出 し入 れ 時 の ピ ッ チ 変 化

も小 さ く結 果 的 にg変 化 も少 な い

(3)Turn

・Bank30° ま で の 旋 回 で は ,昇 降 舵 に バ ッ ク ・プ

レ ッ シ ャ ー を か け る 必 要 は な く,通 常 の 旋 回 は

非 常 に易 し い

・Bank45° の 旋 回 で は ,バ ッ ク ・プ レ ッ シ ャ ー は

必 要 だ が.非 常 に軽 く易 し い

(4)Stall

・着 陸 形 態 で のComplete Stallを 実 施 し た .1.3

Vsま で は機 首 上 げ ト リ ム が と れ,そ れ 以 下 の

速 度 で のElevator Force(Fe)は,第7図 の よ

うにVss以 下 で 急 激 に 増 加 す る.

・在 来 機 と同 じ感 覚 で 失 速 の 訓 練 が 出 来 る .

・最 大75lbsのPull Forceが 必 要 で あ っ た .

(5)Descent and Approach

・B767と 同 じ感 覚 で 飛 べ た.

・Flap Down時 の ピ ッ チ 変 化 も少 な く,速 度 や

ピ ッ チ の コ ン トロ ー ル共 易 しか っ た.

(6)Landing

・Flare Compensationに よ る 機 首 下 げ の 傾 向

は,安 定 した 気 流 の 中 で は,は っ き り と認 知 で

き た.そ れ を 意 識 し す ぎ る とOver Flareと な

り,Floatingし 易 い

・Flare Compensationが 不 作 動 の と き のFlare

は軽 い が,結 果 的 に は,Offに され た 事 に 気 づ

か ず に 着 陸 し た 時 が,Best Landingで あ っ

た.

(7)そ の 他

・Wheel to Rudder Cross-tieは ,Yaw Damper

と 同 じ くRudderに フ ィ ー ド ・バ ッ ク が な く,

パ イ ロ ッ トは 直 接 感 知 出 来 な い

・Gust Suppressionの 効 果 は 判 定 出 来 な か っ

た.

(8)総 合 所 見

・在 来 機 と同 じ感 覚 で 操 縦 で き た .

・操 縦 は ,B767よ り も容 易 で あ る との 感 じ を受

け た.

・B777の 操 縦 系 統 が ,FBWで あ る こ と を意 識

す る必 要 は な い

・Control Lawお よ び 各 種Protectionに つ い て

は,良 く理 解 し て お く必 要 が あ る.

・故 障 モ ー ドの 訓 練 の 必 要 性 に つ い て は ,充 分 な

検 討 を要 す

・TACは ,充 分 な シ ス テ ム の 信 頼 性 が 得 ら れ れ

ば,安 全 性 に大 い に寄 与 す る と思 わ れ る.

世 界 中 か ら,計27名 の パ イ ロ ッ トが'6日 間 で11

回 の 評 価 飛 行 に 参 加 した.以 下 に実 施 日 と参 加 エ ア ラ

イ ン名 等 を参 考 迄 に示 す

Date Airline/Agency/Organization(Num-

ber of Pilots)

Aug.24'92(am)British Airways(2)

(pm)Japan Airlines(1),Emirates(1)

Aug.25'92(am)United Airlines(2)

(pm)FAA(1),Boeing Flt.Crew Trn.(1)

Aug.26'92(am)JAA(1),Boeing Flt,Crew Trn.(1)

(pm)American Airlines(1)

Sept.8'92(am)JAA/RLD(1),FAA(1),Boeing Flt.

Test(1)

(pm)Cathay Pacific Airways(1),Boeing

Flt,Crew Trn.(2)

Sept.9'92(am)ALPA(1),Boeing Flt.Test(1),

IFALPA(1)

(pm)All Nippon Airways(2),Delta Air-

lines(1)

Sept.10'92(am)Japan Airlines(1),United Airlines

(1),Boeing Flt,Test(1)

(731)