パイロットの知恵袋

燃料・高度・経路は?旅客機の飛行計画はこうして決まる!

空に張り巡らされた航空路

飛行に不可欠なフライトプラン

ごく限られた飛行方法を除き、航空機が空を飛ぶためには飛行計画(フライトプラン)の提出が不可欠です。

このフライトプランは、飛行経路などを事前に管制機関へ知らせる役割を持つと同時に、遭難・緊急事態発生時には捜索・救難の手掛かりとして重要な役割を果たします。言うならば、登山で言うところの登山計画書みたいなものです。

以下はフライトプランに記載される項目です。出発時間から速度・高度・経路・燃料搭載量、更には航空機に装備されている非常用装備品・無線機器に至るまで様々な情報が網羅されていることがお分かり頂けると思います。

このように様々な情報が盛り込まれた飛行計画をもとに航空機は運航されているのです。

フライトプランの構成(出典:航空路誌)
フライトプランのフォーマット。航空会社はこの内容をオンライン上で通報している。(出典:航空路誌)

飛行計画通りに飛行出来るとは限らない

各航空機は基本的に提出した飛行計画通りに運航されますが、「フローコントロール」と呼ばれる調整によって飛行計画の変更を余儀なくされることもあります。

各航空会社から提出されたフライトプランはATMC(Air Traffic Management Center:航空交通管理センター)と呼ばれる機関で処理され、コンピューターを用いた交通流のシミュレーションが行われます。その上で、交通流が過度に輻輳する経路・地点・高度等が予測される場合には、管制機関が各航空機の飛行計画に変更を加え、交通流の調整を実施することがあるのです。

フローコントロールが実施されると、計画した巡航高度・経路の変更を余儀無くされる事もあるほか、飛行中の航空機に対しては速度(増速・減速)・高度等が新たに指示される事もあります。

また、出発間際の航空機に対してはEDCT(Expected Departure Clearance Time:出発制御時刻)という離陸時刻が指定されることもあります。EDCTを指定された便は、その時刻まで離陸は許可されず、地上での待機が必要となるのです。

飛行機の出発・離陸が遅れている際に「管制塔から地上待機の指示を受けております」といった機内アナウンスが流れる事がありますが、多くの場合このEDCTが原因となっています。

基本的な飛行経路は決まっている!

茶色の航空路(航空路名がVで始まるもの)はVOR経路、青色の航空路はRNAV経路(航空路名がYで始まるもの)

上記は西日本の航空路図(エンルートチャート)のうち関西周辺を拡大したものです。非常に多くの航空路が入り乱れて存在している事がお分かり頂けると思います。空にはこのように無数の航空路が存在しており、旅客機などの計器飛行方式で航行する航空機は、これらの航空路を飛行して目的地へ向かう計画を立てているのです。

これらの航空路を組み合わせれば、出発地から目的地まで様々な飛行経路を計画することが出来ますが、同じ路線であっても航空会社によって飛行経路が異なると、航空管制を行う上で非効率・煩雑となります。そのため、基本的に「○○空港から○○空港へは、この航空路の組み合わせで飛行して下さい」というように予め標準的な経路が定められているのです。航空会社はその通達に従って飛行計画を作成しています。(悪天候などを回避する場合には標準的な経路以外で飛行計画が作られることもあります。)

以下は羽田空港からの出発便を対象にした標準経路の一覧です。出発方面によって、標準経路が定められているということがお分かり頂けると思います。

日本時間5:51~22:49に羽田空港を出発する航空機に適用される標準経路
(出典:航空情報サーキュラー)

また、航空路にはVOR経路(地上の無線施設を利用して飛行する航空路)、RNAV経路(GPSの電波などを利用して飛行する航空路)などの種類があり、航空機の装備によって飛行できる経路が異なります。殆どの航空会社はRNAV経路を飛行できる機材を有しているため、旅客機はこれらの経路を組み合わせた経路を飛行しています。

SIDとSTAR

空港から離陸した飛行機は、いきなり航空路を飛行する訳ではありません。空港を離陸した飛行機は、まずSID(Standard Instrument Departure:標準計器出発方式)やtransition(転移経路)と呼ばれる経路を飛行し、その経路の終点から航空路に入ります。
更に目的地に近づくと、今度は航空路からSTAR(Standard Instrument ARrival:標準計器到着方式)と呼ばれる経路に入り、空港への計器進入開始点へ向かうことになるのです。(もしくは、航空路から計器進入経路へと直接入る場合やレーダー誘導を受ける場合もあります。)

高度の選定は?

RVSM航行により、幅広い高度帯で垂直間隔は1,000ftで運用されている(出典:航空局資料)

飛行機の巡航高度は燃料効率や天候などを考慮して選定されます。

一般的に、飛行機は空気密度の低い高度を飛行する方が燃料消費が少なくなるため、飛行距離が長いフライトほど巡航高度は高い高度が選定されます。ただ、ジェット気流が強い向かい風となるような場合、高高度で揺れが予想される場合、速度を出して遅延を回復させる必要がある場合などは、敢えて普段よりも低い高度が選定されることもあります。

また、燃料を沢山積んで飛行機の重量が重くなると、エンジンの性能上高い高度を飛行出来なくなります。そのため、長距離国際線などでは、飛行中の燃料消費に合わせ、経路途中で徐々に高度を上げていくような飛行計画が立てられます。

ちなみに、航空路では道路のように対面通行で飛行するわけにはいきません。そのため、飛行する方向別に巡航高度が分けられており、東行きの飛行機は1,000ft単位の奇数高度(29,000ft、31,000ft…)、西行きの飛行機は1,000ft単位の偶数高度(28,000ft、30,000ft…)を飛行しています。

RVSM空域

飛行高度のうち、日本上空の29,000ft~41,000ftの高度はRVSM(Reduced Vertical Separation Minimum:短縮垂直間隔)空域と呼ばれています。この高度帯では、本来2,000ftの垂直間隔を1,000ftに縮小して運用されているため、飛行出来るのは一定以上の性能を持つ航空機に限られ、航空局から許可を受けなければ原則飛行することが出来ません。
殆どの航空会社はこの許可を有している為、この高度帯を飛行することが出来るのです。

運航に不可欠な代替飛行場とは!?

悪天候や運航上のトラブルで予定通りの目的地へ着陸できない場合に備えて選定されるのが「代替飛行場」です。【着陸できる?】飛行機の離着陸に必要な気象条件とは?の記事でも紹介していますが、実は代替飛行場には「目的地の代替飛行場」と「離陸の代替飛行場」の2種類が存在します。

1つ目の「目的地の代替飛行場」は、名前の通り目的地の「代替」となる飛行場の事で、悪天候などで目的地に着陸出来ないような場合に、この飛行場へ向かう事になります。「目的地の代替飛行場」の天候が芳しくないような場合には、「目的地の代替飛行場」を2か所選定する場合もあります。

2つ目の「離陸の代替飛行場」は、(離陸した)出発地の「代替」となる飛行場の事です。離陸直後に片方のエンジンが不作動となったような場合には、基本的に出発地へ引き返すことになりますが、着陸に必要な気象条件未満であれば出発地への引き返しが出来ません。そのため、出発地が『離陸は可能だが着陸は不可能』な天候である場合には、離陸直後のトラブルに備えて、出発地の近くに「離陸の代替飛行場」が選定されるのです。「離陸の代替飛行場」は、出発地の天候が極度に悪化している場合のみ必要となるため、選定されるのは極めて稀です。

航空会社の運航便のフライトプランには、基本的にこれらの代替飛行場が選定されており、搭載燃料も代替飛行場への飛行を加味した計画となっているのです。

ATB

代替飛行場の選定にあたっては、代替飛行場の地上ハンドリング・天候・運用時間など様々な事情を考慮した総合的な判断が必要です。そのため、目的地周辺に適切な代替飛行場が選定出来ない場合には、出発地を「目的地の代替飛行場」として選定することがあります。
飛行機が目的地に着陸できず、出発地に引き返す通称ATB(Air Turn Back)がこれに当たります。目的地の悪天候が事前に予想されている場合などは、地上ハンドリングの観点等から、出発地を「目的地の代替飛行場」として選定し、万が一目的地に着陸出来なかった際には出発地への引き返し措置が取られることが多いのです。

燃料はどれだけ積んでいる?

必要搭載燃料のイメージ

燃料は多く搭載しているほど、不測の事態が発生した際に様々な選択肢を持つことが出来ますが、燃料を沢山積むと飛行機の重量が重くなり、その分燃料消費が増加するため非経済的です。また、飛行計画は離陸時に最大離陸重量(離陸時に許容される最大重量)を、着陸時に最大着陸重量(着陸時に許容される最大重量)を超えないように計画されるため、燃料を満タンに積むことは殆どありません。

このような前提に加え、最低限搭載が必要な燃料量は航空法によって以下のように定められています。

Taxi fuel…離陸までの地上走行に必要な燃料
Burn off fuel…出発飛行場から目的飛行場に着陸するまでに必要な燃料
Alternate fuel…目的飛行場から代替飛行場に向かうのに必要な燃料
Reserve fuel…代替飛行場上空で30分待機するのに必要な燃料
Contingency fuel…Burn off fuelの5%もしくは目的地飛行場上空で5分待機するのに必要な燃料のうちいずれか多い方(機材・路線毎の燃料補正手順を規程に定めている事業者については、Burn off fuelの3%)

以上の合計量と、与圧不作動・発動機不作動となった際、着陸に適した飛行場へ向かい、その飛行場上空で15分待機可能な燃料量を比較し、いずれか多い量を搭載する。

さらに、上記の燃料に加え、通常はExtra fuel(補備燃料)と呼ばれる燃料が搭載されます。

このExtra fuelは、着陸のやり直しや目的地上空での上空待機、航路上の悪天回避等に備えて搭載されるもので、上空待機・着陸のやり直し等によってExtra fuelを使い切ると、基本的には代替飛行場へ目的地を変更することになります。そのため、目的地での悪天候が見込まれる場合等は、「目的地上空で待機可能な時間」や「着陸のやり直しが可能な回数」を増やすため、Extra fuelが通常よりも多く搭載されます。

飛行機に搭載される燃料量は、様々な根拠に基づいて決められているという事がお分かり頂けたのではないでしょうか?旅客機は航空法に定められた法定搭載燃料に加え、状況に応じた補備燃料を搭載して運航されているのです。

タイトルとURLをコピーしました