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南極点をめざす

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なし 南極点をめざす

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30
前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2010-3-13 12:47
hide  長老 居住地: 兵庫県  投稿数: 634
hideです。
 衛星開発のお話の中で少し触れましたが、今回から南極点をめざす飛行「ペンギン・プロジェクト」に挑戦します。南極はすでに、短い秋(1月中旬〜2月中旬)を終えて初冬に入り、遠からず半年に及ぶ夜が迫るため、下手をすると半年以上延期かな、と心配したのですが…どうやら航法や装備の準備が終わって、「陽のあるうちに」間に合いそうです。
 私が前回、FlightGearの南極を飛んだのは2005年の終わりで、まだVer0.9.8のころでした。当時は航続力の長い機体が限られ、私も操縦下手に加えて、改造能力がまったくなく、おまけにFlightGearの極地自体が不出来で、とても満足のいく飛行は出来ませんでした。さて最新のVer2.0環境では、どんな南極大陸が出迎えてくれるでしょうか…。

●数々の準備…地形と空港を調べる:
 このプロジェクトの最初の作業は、FlightGearの南極大陸にある飛行場を確認することです。改めてAtlas地図を精査したところ、現在のマップデータでも幸い、極点を含む8カ所に飛行場がありました。ただし、古くから探検が行われた地域に偏っており、実際に極点への中継地として使えるものは、ごくわずかです。
 南極大陸はご存知のように、概ね半径1000nmちょっとの円盤で、大規模な半島と二つの巨大な湾を持っています。FlightGearでは、まず南米に向けて突き出た「南極半島」の先端付近に、飛行場(観測基地)が4カ所あって、そのうちアルゼンチンのマランビオ基地など2カ所にVORがあります。またオーストラリア南方には、南極内陸部へ分け入るロス海という湾があり、大半が広大な「ロス氷棚」に覆われていて、その西端の海岸にアメリカのマクマード基地があります。ここは飛行場が3カ所ある巨大基地で、うち1カ所はVORを持っています。ロス氷棚は、極点に比較的近い上陸地点となるため、20世紀初頭に展開された極点到達レースでは、各隊がベースキャンプを設けました。いっぽう極点には、米国アムンゼン・スコット基地の滑走路があり、Ver.0.9.*の時代はTACANを備えましたが、今は航法無線はありません。
 またロス海の後背地から極点付近を経て、南極半島の付け根付近まで、4000m級の高山を含む南極横断山地が走っていますが、特に飛行の障害にはならないでしょう。今回のフライトはVORのあるマランビオ基地と、マクマード基地のいずれかで給油を行い、極点到達後に残る片方を目指すのがよさそうです。

●極点への航法:
 GPSやTACANがなかった時代、実世界の極地航法には、多くの困難があったとみられます。果たしてどんな風に飛んだのか、少し調べてみました。
 戦前の極地飛行の代表は、多分アメリカ海軍のリチャード・バードでしょう。彼は1926年に初の北極点飛行に成功し、翌年の大西洋無着陸横断(リンドバーグに1カ月遅れ)を経て、1929年に初の南極点飛行を果たしました。このうち北極飛行については、当時のナショナル・ジオグラフィック誌の図表などを引用して、彼の航法を検証した論文を、米国の地理学関係のサイトで発見しました。これによると、バードは太陽コンパスを使って飛び、15時間の飛行中に7回天測して、航空図に位置の線を描き入れ、推測航法のデータを刻々と補正するという、ごくオーソドックスな天文航法で極点を割り出しました。旧ソ連でも盛んに極地飛行が行われ、1930年代にはANT-25長距離機が、極点横断の無着陸で米ソ間を結びましたが、こちらも確か太陽コンパスと天測による航法でした。
 私も天測を使いたいところですが、未完成です。太陽コンパス用の天文計算は多分、かなりの精度で可能ですが、FlightGearで実際に機能する日時計式のコンパス装置を作るには、高精度の方位を持つ影が欲しいところでして、今回はGPSに頼るしかなさそうです。

 FlightGearのGPSには、これまで大きな欠点が二つありました。第1に、基本的にはオートパイロットと連動しており、単独では針路情報を表示しないこと。例えばマニュアル操縦で細かく寄り道しながら、GPSの針路計算結果を、参考データとして参照することは出来ませんでした。また第2は、任意の地点(例えば極点)を緯度経度で入力できないことです。これらを回避する手はないかと、FlightGearのVer.1.9.1bで大阪周辺を飛び、Internal Properties をあれこれ調べました。すると以下のパスから、次のようなデータが読めることが判明しました。
 ・Internal Properties/sim/autopilot/route-manager/Wp
   目標への距離とETA(予定到着時刻)、現在選択されている
   WP(ウェイポイント)のID。
 ・route-manager/route/wp
   目標の緯度経度など。
 ・autopilot/internal/true-heading-error-deg
   WPに向かう針路のずれ。
…試しにこれらのプロパティを、画面上に開いたまま飛んでみると、さすがに便利でした。パネルを少し改造してデジタル表示すれば、先ほどの「大きな欠点」の第1が解決します。これは素晴らしい発見をした、と思いました。さらに理想を言えばGPSに、計器盤上にあるHSIのCDI指針を連動させたいところです。

 ところが。Ver.2.0をインストールしましたところ、HUD上に常時、目標への方位とコース誤差などを表示するように改善され、特にWPを入力しない場合は、デフォルトで出発空港のIDと方位、距離が出るようになりました。さらに「GPS Settings」の「NAV Slave」にチェックを入れると、CDI指針がGPSコースにセットされ、目的地への針路とコースからの逸脱距離を表示します。おまけにOBSノブで、目的地への針路は自在に(VORラジアルと同様に)選択可能です。またGPSのオートパイロット常時連動も解除され、マニュアルで飛ぶことが出来ます。オートパイロットを使いたければ、True Headingモードを選択して、針路保持にチェックを入れればOK。つまりGPSがほぼ完全に、VOR-1と同じ感覚で使えるのです。これは、私が欲しかった機能そのままで、大感激すると同時に…出来れば及ばずながら、似た機能を作りたいと思ったので、先を越されて少々残念でした。
 また第2の欠点については、飛行中の緯度経度入力は無理としましても、事前に新規のFIXを設定して、FlightGearが持つデータベース(FlightGear/data/Naviaids/fix.dat.gz)に書き込んでしまえばいいわけですね。fix.dat.gzを解凍してみると、すでに北極点は「NPOLE」の名称で登録がありました。同じ書式で南極点を「SPOLE」と書き込み、元通り圧縮したところ、このFIXはちゃんとWPとして認識されました。ばんざいっ!! これで必要に応じ、さまざまな地点を登録することが出来ます。

●スキー履きの、南極仕様機を作る:
 次に、使用機を用意します。西回り世界一周の後半に活躍したピラタスPC7改は、操縦しやすく高速で、航続距離もたっぷり。バードのように極点上空まで往復するだけなら、このままで大丈夫です。しかし、どうせ行くなら着陸してみたいものです。FlightGearでは南極大陸の滑走路を、通常通りアスファルトや土として描いていますが、実際の路面は雪や氷ですので、ぜひスキーを装備したいと思いました。
 米軍が使う極地仕様のC130輸送機は、スキーを胴体に引き込む仕組みですが、PC7改をそんな風に改造する腕はありませんので、出しっぱなしの脚にスキーを付けて飛ぶことになります。試しに脚を降ろしたまま、高度別に全開飛行の速度と燃費を計りますと、以下のようでした。
・10000ft:
 222KIAS、255KTAS、1.8231nm/gal
・17500ft:
 196KIAS、254KTAS、2.0742nm/gal
・20000ft:
 185KIAS、250KTAS、2.6981nm/gal
(■注:脚入れでは、247KIAS、340KTAS、3.7975nm/gal)
・25000ft
 177KIAS、260KTAS、2.4709nm/gal
・30000ft:
 169KIAS、272KTAS、2.6641nm/gal
…脚出し状態ですと、ガロン当たりの飛行距離は、最良の高度20000ftでも、脚入れ状態の71%に過ぎず、しかもこの時の速度はC130輸送機以下です。この結果、機内タンクでは約1620nmしか飛べませんが、seahawkの785Lbs入り増槽を2個付けますと、航続力は2330nmくらいになる計算ですので、何とか使いものになりそうです。
 そこでAC3Dを使って、PC7改のacファイルを開き、ノーズギアと車輪庫ドアを外して、メインギア2本に自作のスキーを付けました。本来は固定装置として、タイヤをつかむクランプと何らかのステーが必要ですが、今回は棒状のステー1本で済ませ、新たにパイロンを追加した増槽も装備。塗色は、赤かオレンジが極地探検の定番ですので、私も赤一色に塗り替えました。しかし実世界では、必ずしも赤系統が常に見えやすいとは言えないようで、原色を派手に組み合わせた機体もあります。(ご参考:競技用の紙飛行機が、空をバックにした場合、視界没すれすれの遠距離で一番目立つ色は、実は黒です)
 スキー付きの機体を、雪のない場所から飛ばしていくのも変ですので、南極まではC130輸送機で運ぶことにしました。PC7改から主翼を外して胴体と並べ、カーゴスペースに収まるようにした「荷造り版」のacファイルを作成し、C130のファイルとマージしたところ、あっさりと機内積み込みに成功。ランプドアを開いて眺めますと、いかにも「探検に出るぞ!」というムードが盛り上がり、楽しい思いをしました(^^)。
 C130の機内寸法は、前後方向に余裕がありますが、左右はあまり余地は残りません。特にPC7改の尾翼は寸法ギリギリで、C130は案外狭いというか、PC7は見かけよりも大きいなと思いました。

●「本線・支線方式」で、飛行計画を立てる:
 南極飛行で大きな問題の一つは、現地が日本から非常に遠いことです。外洋ヨットの世界は、分秒を争って航海するレース派と、マイペースで長旅を楽しむ「ブルーウォーター派」に分かれるそうですが、これに倣って言えば…私はマイペースの「バーチャル・ブルースカイ派」で、はるばる南極まで行くと、往復に1年くらい掛かりそうです。せっかく整備を楽しんでいる、母港・伊丹周辺で過ごす時間も無くなりますので、以前から考えていた「本線・支線方式」を、思い切って取り入れることにしました。
 これは、過去に行った西回り世界一周と縦周り地球半周(以上が本線)の各着陸地を、新たな探検フライト(支線)の便宜的な出発点と見なして、日本からの長いアプローチを省略してしまう、という手です。自称ブルースカイ派としましては、一種の「キセル行為」みたいで残念ですが…南極への往復に「しらせ」の2倍以上掛かるのも問題で、やむを得ないだろうな、と思います。
 今回は、大阪国際空港(以下、伊丹)を出発する場面も味わいたいので、まず羽田まで飛んでおき、その後は西回り世界一周の南限となった、チリのサンチャゴにワープして、ここから南極半島のマランビオ基地へ南下することにしました。以下は取りあえず、南極点までの飛行計画です(文中いずれも真方位)。

◎大阪国際空港→羽田。以後の移動経路は短縮。
    ▼
◎チリ・サンチャゴARTURO MERINO BENITEZ 国際空港SCEL
33° 23' 34.71" S 070° 47' 08.89" W
    ▼192度495nm
◎チリ・プエルトモントのEL TEPUAL国際空港SCTE
 VOR115.70 412538S-730538W
    ▼173度700nm
◎チリ・プンタアレナスのCARLOS IBANEZ DEL CAMPO INTL空港SCCI
 VOR114.1 530013S-705113W RWY-07/25にはILS109.90
    ▼135.35度162nm
◎フエゴ島のGuardiamarina Zanartu空港SCGZ
 VOR114.90 545544S-673713W
    ▼149.29度649nm
◎南極半島Maranbio基地SAWB VOR117.0 NDB345 
641405S-563712W 6/24 1260m 100/130
(以下、南極半島のバックアップ空港:
 ・Teniente Rodolfo Marsh Martin基地SCRM RWY11/29 1292m
   VOR113.30 1nm南東にNDB360 621126S-585856W
 ・Petrel基地SA47 632844S-561351W 航法施設なし
 ・Palmer Station基地NZ12 644629S-640315W 航法施設なし)
    ▼180度1545.9nm
◎極点基地 South Pole Station NZSP 航法施設なし(実物はTACANあり)
 RWY-02/20 3658m(12000ft)

●あれこれ、テスト飛行する:
 いよいよ飛行編です。ここでやっと思い出したのですが…私は衛星のテストをしたまま大阪に戻るのを忘れ、まだ「種子島空港にいる」のでした(^^;)。慌ててT-4を起動し、GPSの使用訓練を兼ねて、前回の逆ルートで伊丹へ飛行。快調でしたが、WP通過時のリードターンが出来ていないので、帰着後にピラタスPC7改とC130に advroutemgr.nas を組み込んでおきました。またVer.2.0では、ffe.nas の残飛行時間・残飛行距離の表示が出なくなってしまい、非常に残念でした。幸い燃費(nm/gal)は表示されますので、大変な手間を掛けて測定・算出する苦労はありません。
 次に伊丹で、今回使うC130の操縦練習をしました。かなり鈍重な飛行機で、アプローチ中は機体の慣性を強く感じ、修正操舵への当て舵が決まりにくい傾向があります。機体重量の割に横風には弱く、アビーム20Ktくらいで着地すると、地上で偏向するわ、バンクはするわで、気が抜けません。下手をするとロール方向に、どすこい! どすこい!…と、シコを踏んでしまうのですね。半面、上昇力と高空性能はジェット機並みに良く、上昇につれて燃費が改善し、41000ft(0.37nm/gal)では約2600nmの巡航が可能。倍速モードでも非常に安定しています。離陸性能は抜群で、燃料満載でも10秒で地面を切るあたり、さすが戦術輸送機です。空中給油や受油、空挺降下の機能もあるようで、将来は楽しみです。
 伊丹のhide格納庫前にC130を駐め、ランプドアを開いて、南極仕様機の積み込みシーンを撮影。終わったところで羽田へのルートをGPSに入力中、いきなりFlightGearが原因不明の異常終了をしました。取りあえず羽田への移動を省略し、直接サンチャゴから南下することに変更。あとで分かったのですが、Route Manager にWPを打ち込んだ直後に「Activate」ボタンを押すと、異常終了するようです。Ver.2.0のGPSは、出発空港を最初のWPとして認識します。ここでリバーサル・ディパーチュアを行えば、ターゲットが自動的に次のWPへ切り替わりますが、そうでない場合はRoute Managerのリストから次のWPを選択して、Activateボタンで確定する、という操作が必要なのだと思います。このボタンを誤って先押しすると、問題が生じるようです。

●サンチャゴからマゼラン海峡へ:
 チリの首都・サンチャゴの国際空港を、C130で出発します。ここは2008年夏、複葉機によるアンデス横断飛行で何度か利用した、懐かしい場所です。今回のフライトでは、約500nm南にあるプエルトモントという都市を経由し、さらに航海の難所・マゼラン海峡に面した都市、プンタアレナスへ向かいます。
 このフライトはGPSオートでしたので、高度別の速度や燃費を調べたり、機体の倍速モードへの反応などを一通り確認後、席を立って別の用事をしていました。しばらくして戻ると、なんと機体は勝手に変針して北上、かつまた降下中。アンデスの尾根が迫っており、あと数分放置すれば激突でした。再設定して所用に戻り、プンタアレナスをちょっぴり通り過ぎてしまったあたりで、慌ててパソコンの前に戻りますと、今度は機体が…なんと海面を航行しておりました。色々と再現実験をした結果、
 ・GPSオートで、WPや目的地を通過すると、なぜか高度設定が
  ゼロになる。
 ・その結果、機体は降下して海面まで降りるが、ここでオート
  パイロットがレベルオフするため、自動的にフレアが利いて
  不時着水するらしい。(これは、自動着陸に生かせそう)
 ・目的地を通過してしまった場合は、まだ実験例が少ないが、
  大変針して根拠不明の針路を取り、直進することがある。
…といったことが判明しました。なお海面でギアを突き出し、フルパワーで強引に上げ舵を取ったところ、再離水に成功しました。C130は緊急時には、短か過ぎる滑走路に胴体着陸してしまい、荷物を降ろして身軽になった後で、ギアを出して再離陸が可能だそうですが、これと似たテクニックですね。(ギアがスポンソンから真下に出る設計なので、車輪庫のドアをぶち壊す覚悟があれば、こんな荒技も可能なのです)
 この他にも巡航中、「GPSは何を基準に、この機首方位を選んで、どこに向かっているのか?」と不思議に思って再設定したケースもあり、どうもまだ、扱い方がよく分かりません。ともかくサンチャゴから飛行をやり直し、高度保持が外れるたびに手動で再設定して、ようやくの思いでプンタアレナスに到着。
 ここはサンテグジュペリの「人間の土地」に、メチャクチャな突風が吹く、荒涼とした裸の大地として描かれています。彼は1920年代、当時の遅い飛行機で沖合に飛ばされ、数夘上の陸岸へ戻るのに1時間以上、ほぼ空中に停止して、突風と格闘しました。やっと着陸後、機体を格納庫へ入れるには、何十人もの兵士が必要だったそうです。戦前の現地写真(並びにMSFS2000のマップ)では、なるほど「地の果て」風の景色ですが、FlightGearの地形データでは、入り組んだ海岸線に都市のテクスチャーも加わり、割に風光明媚な街に変貌しています。

●静穏無風の、南極半島へ:
 日を改めて、ついにピラタスPC7改・南極仕様の出番です。南極半島のマランビオ基地までは約800nmですので、機内燃料のみ満タン。固定式の増槽は、軽量化のためカラにしました。スキーを使う関係上、ここからは冬景色とします。
 UTCの1201時(ローカル0901時)に離陸。南半球には「吠える40度線」「うなる50度線」「絶叫の60度線」などという言葉(訳語は異説あり)が存在し、プンタアレナスは南緯53度なんですが、この日の地上風は358度14Kt、9000ftで8.7度16.1Ktで、向かい風なら離陸可能でした。8139ftと2139ftにはscatteredの雲。まずまずの上天気です。
 GPSの振る舞いが不安で、この区間はVORを使うことにして、離陸後にリバーサル・ディパーチュアを行って定針。ここで高度保持を掛けたところ、いきなり宙返りに入って仰天しました。下げ舵を取ってもダメで、そのまま2周目のループに突入。タブを巻こうとしても動かないため、これはと思って、すぐオートパイロットを確認。なんと高度設定値を、間違えてAOA欄に入れたことが分かりました。機体は忠実に、最大限の迎角を掛け続けたわけですね。気まずい思いで設定を修正し、マニュアルでタブを再調整しました。
 荒涼としたマゼラン海峡も、海面に太陽が反射すると、素晴らしい景色です。フエゴ島を南下し、南極との間に拡がるドレーク海峡に向かいます。VOR圏外に出た後、あれこれGPSの操作や推測航法を試していて、ふと偏流がない(つまり風が止んだ)ことに気が付きました。メニューバーから確認すると、全高度で完全無風です。以後、GPSを見るだけの洋上飛行中、あれこれ高度を変えて無風を確認しつつ、燃費の傾向などを調べました。

 やがて…ADFの針が目覚めて、むっくり起き上がり。真正面にマランビオ基地を指しました。離陸から3時間20分後、うっすらと南極半島の海岸線を視認。これを飛び越えるとすぐ、基地のあるセイマー島です。天気もよく、ごくあっさりと着陸。
 依然として完全無風です。FlightGearのリアルウエザーは、この緯度まで来ると、観測データがないのかも。やったね…南極全域で、かなり航法が簡単になります。もちろん、リアリティーがないのは、すっごく残念(ウソ!)ですけれどね、うっふっふ。
 しかしこれは、大誤解だということが、のちに分かりました。
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