目次

飛行機の着陸装置のメカニズムと車輪とタイヤについて

1.旅客機を支える脚《着陸装置のメカニズム》
脚とか降着装置、着陸装置といろいろな呼び方をするが、英語ではランディング・ギアつまり着陸脚だ。日本語では着陸装置が一般的だろう。地上滑走(地上走行)にも離陸にも不可欠のものだけれど、やはり着陸が最も重視されているということか。

その着陸装置は車輪、タイヤ、ブレーキ、操向装置、緩衝装置、ロック装置などで構成されている。着陸装置は機首下面に付けられた首脚(前脚ともいう)と、機体の重心位置近くに付く主脚に分けられる。首脚(ノーズ・ギア)は全体の荷重の10パーセントを受け持ち、地上で方向を操作する操向装置を備えている。

コクピット内の操向用ステアリングを回すと、油圧で首脚に付いた前輪の操向装置は70度まで動く。これは操縦桿で操作するのではない。また方向ペダルでも前輪を左右7度まで切ることができる。

荷重の残り90パーセントを支えるのが主脚(メイン・ギア)で、普通は二本だがジャンボのような大型機では左右二本ずつの計四本備えている。ジャンボでは前輪の動きにリンクして、主脚に取り付けられた主輪も油圧で最大左右13度まで操向できるようになっている。

着陸の際に受ける衝撃や、地上滑走中の振動を吸収して、機体に悪い影響を与えないようにしているシステムが、緩衝支柱、緩衝装置である。これは日本語で言うよりショック・ストラット、ショック・アブソーバーと言ったほうが分かりやすいだろう。

その代表的なものがオレオ式緩衝装置で、シリンダーとピストンで構成されており、シリンダー内の作動油でショックを吸収する仕掛けになっている。衝撃が加わると、ピストンの作動油が小穴(オリフィス)を通じてシリンダー内に流れる仕掛けだ。

ロック装置は脚を固定するための機構だ。離陸して脚を上げたあと脚が下がるのを防ぐ装置をアップロックと呼び、逆に着陸のため脚下げ状態に脚を固定する装置をダウンロックという。アップロックは大型機では脚格納扉にも取り付けられており、別名アップラッチともいう。

ジャンボの主脚は翼付け根部に2本、胴体下面に2本の計4本。従来の旅客機にはなかった装備数だ。それにそれぞれ4本の車輪・タイヤが付くのだから、離着陸を下から見上げると、ジャンボの下面は脚とタイヤのお化けといった印象だ。

翼に付けた脚をウイングギア、胴体に付けたものをポディギアと呼んでいる。脚構造の主材料はスチールで、これは従来の機体と変わらないが、真空溶解法による新しい高張力鋼を使っているのがジャンボ以降の新鋭機の特徴だ。

さらにジャンボで初めて試みられたのがチタン合金の使用で、ボディギアのドラグストラットと、ウイングギアの下部サイドストラットにチタン合金が使われている。


2.車輪とタイヤ
旅客機の着陸装置には車輪が付いている。車輪はホイールとタイヤで構成される。これは自動車だって同じだ。ホイールの材料は、アルミ合金またはマグネシウム合金。タイヤは層状に重ね合わせた斜め織りのプライコードとトレッドラバー、ビードからできている。チューブレスのバイアス・タイヤというものだ。

タイヤの素材には、強靭性、接着性、熱の発生量が少ない、温度変化による劣化が少ないなどの優秀性が求められるため、天然ゴムが使われている。

タイヤのトレッドパターンは、円周方向に溝を付けたリブパターンか、それを少々修正したものが普通だ。離着陸によってタイヤは磨耗する。トレッドが使いものにならないほど磨耗してしまう。平均着陸回数は、ジャンボで180~230回(通常100~170回)といわれる。

磨耗したら交換して捨ててしまうわけではなく、表面だけ張り替えて再使用する。磨耗したトレッドを削り取って、新しいトレッドラバーを加硫して焼き付けるのだ。これをリキャップというが、異物による傷さえなければ数回(最大10回程度)はリキャップできるとされている。

さてジャンボのタイヤだが、前脚の首輪に付くのは普通と同じダブルタイヤだから、タイヤの数は2本。主脚の主輪はダブルタンデムつまり前後に2個ずつという車輪(計4個)で、これが4本あるからタイヤの数は合計16本になる。首輪と主輪のタイヤを合計すると18本のタイヤだ。

これらのタイヤは首輪・主輪とも同サイズで(通常は主輪用が大きい)、124×43センチ(B747‐200)という寸法だ。あのジャンボの巨体と自動車とを比較すると、タイヤのサイズが意外に小さいと感じるかも知れないが、これは機体重量の軽量化のためにタイヤのサイズ、重量ともできるだけ小さく軽く設計されているためだ(もっとも計18本も付いているけれど)。

従って各タイヤが担当する荷重はサイズに比べて非常に大きくなるので、タイヤの充填圧力(自動車の空気圧に相当)が高くなっている。安全性を考えて充填するのは窒素ガスで、その圧力はジャンボで14キログラム/平方センチメートルと、自動車の空気圧とは桁違いだ。

また使用荷重は2万1200キログラムとこれも桁違いに大きく、要求速度も時速360キロに達する。
DC‐10‐40は主脚三本でダブルタンデムタイヤ、そのメインタイヤの寸法は132×52センチとジャンボよりも大きく充填圧力は12.7キログラム/平方センチメートルとなっている。使用荷重は2万7000キログラム、要求速度は時速380キロだ。

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