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天測で大西洋横断

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なし 天測で大西洋横断

msg# 1.6.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.2.1.1.1.1.1.1.1
depth:
31
前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2018-6-3 18:59 | 最終変更
hide  長老 居住地: 兵庫県  投稿数: 619
hideです。さらに天文航法のテストを続けます。
 今回は「高高度・高速・長距離・高緯度」をテーマに、ジェット機で大西洋を横断しました。前回のターボプロップ機による東シナ海横断より、さまざまな意味で天測や航法計算の難易度を上げようという試みです。しかし天測に慣れたためか、幸い測位精度はやや改善されました。

 使用機はロッキードU-2Sの改造機です。2015年3月8日の本連載(無着陸周回1万キロ突破)でも一度ご紹介したことがありますが、「空の忍者」から電子戦ポッドなどを外して複座化し、大幅に不足していた計器類を追加して、フライトコードラント(自作の航空四分儀)を機首先端に装備した機体です。平和な時代の長距離飛行実験機らしく見えるよう、派手な塗装にしています。
 私がU-2Sで実際にコードラントを使って天測するのは、今回が初めてです。ちなみに実世界のU-2初期モデルは、機首に六分儀と偏流計を備えて、冷戦下のソ連領内を天文航法で闊歩していました。

 コースは下記の通り。「赤毛のアン」でお馴染みのカナダ・プリンスエドワード島シャーロットタウン空港から、アイルランド西部のシャノン空港に至る2142nm(海里)です。

◎シャーロットタウン空港(CYYG)N46°17.35'N-63°6.92'W VOR113.8Mhz
     ▼79.94°TRUE 553.64nm
△第1中継点 47°54.1'N-49°46.08'W
     ▼79.15°TRUE 531.14nm
△第2中継点 49°34.08'N-36°35.07'W
     ▼79.95°TRUE 514.35nm
△第3中継点 51°3.86'N-23°21.86'W
     ▼79.59°TRUE 543.67nm
◎シャノン空港(EINN)52°42.12'N-8°55.48'W
 MagVar.4°W RWY058/238 elev.46ft MSL
  VOR113.3 SHA NDB339 OL 395FOY(12.2nm手前)
  ILS=058°109.5(3000ft、9.3nm手前から)
    238°110.95
--------------------------------------------
79.65°TRUE 2142.53nm(RL) 
 距離が長いので、コース上に中継点を設定してみましたが、実際はこの3点は通過しませんでした。

●●高度50000ft、さっそく航法を間違える:
 未明のシャーロットタウン空港を離陸し、10nmほど往復しながら高度48500ft付近まで上昇し、UTCの0245時に空港真上を通過して航法開始。まもなく50000ft、138KIAS(358KTAS)で巡航に移りました。

 この日、高度50000ft付近には安定した追い風が吹いていて、絶好のコンディションでした。私は以前から、Skyvector というフライトプラニングサイト(実機向け。フライトシミュレーターのユーザーは、サイト内にフライトプランを登録してはいけない、などと書いてあります)を使っていますが、現在の風向風速や磁気偏差を補正済みのナビゲーションログを書いてくれます(ただし大圏コースのみ。私は常にラームライン=等角航路なので、コースが一致する短距離でしか航法データは使いません)。画面には天候や風のレイヤーも出せますし、風向風速の表示はかなり細かく高度指定が可能です。今回も飛行条件を知る参考にしています。

 少し落ち着いたところで0300時に第1回の天測。毎度お馴染みのポラリス(北極星)、ドゥーベ(北斗七星の先端)と、アークトゥルス、デネブの計4天体を測って緯度経度を計算したら、46°44'26"N-60°51'50"W(北緯46度44分26秒、西経60度51分50秒)と出ました。
 しかしinternal properties が示す正解と比較すると、南東に24nm(海里)近くずれており、ちょっと誤差が大き過ぎます。あとで北極星の高度角を誤入力したことが分かりましたが、再計算でも21nmずれており、根本的な原因はよく分かりませんでした。

 0415時に2回目の天測をしたら、位置は北緯50度27分06秒、西経50度37分35秒で、誤差は南西9.8nmまで縮まりました。これなら十分に実用レベルです。が、機体の位置を航空図に落とし込んでみると、どうもおかしい。正しいコースを飛んでいれば、私はカナダ東端ニューファウンドランドの東側にいなくてはならないのに、明らかに北東にいるのですね。

 コース起点から見ると、現在の針路は左へ17度もずれています。待てよ、この辺の磁気偏差は西偏17度。となると、分かりました…私は天測で忙しいので、航法全体を簡略化するため、今回も真方位を使っているのですが、オートパイロットにコースを入力する際、誤って磁気方位のボタンを選んでいたのでした。ああ、何と初歩的なミス!!
 フリーウェア「virtual E6−B」を起動して、現在の天測緯度経度と、目的地の緯度経度を入力しコースを再計算。正しい針路は真方位85度、残る飛行距離は1560海里と判明しました。

 コースに大きな誤差がある場合、本来ですと誤差の2倍の修正角を加えて、間違ったコースを飛んだのと同じ時間飛び続ければ、正しいコース上に機体が戻ります。ただし航法が複雑になり、新たな間違いが起きる恐れも多少はあります。そこで今回は予定コースを捨て、現在地からゴールへ直航することにして、前記の85度をオートパイロットに入力しました。
 こうして、考えたり計算している間にも機体は前進します。85度というコースは、あくまでも0415時の天測結果から出た値で、実際に変針したのは17分後の0432時ですので、機体は新たな修正コースよりも、さらに北にいるはずです。本来でしたら、再修正を加えてオンコースに戻したいのですが、出来るだけフライトを単純にするため今回は、修正コースと平行にこのまま飛び続けることにしました。
 巡航速度が速いと「計算と判断が後手に回る」問題は、今後も起きますので何か対策が欲しいところです。今回の飛行は、こうした課題の洗い出しが一つの目的ですから、それなりに成果はあったことになります。
 以上の位置関係を図にまとめて、投稿画像にアップしておきます。
 http://flightgear.jpn.org/modules/myalbum/photo.php?lid=362

●●朝の光の中、アイルランドへ:
 以後さらに天測を重ね、自分の位置をつかみながら大西洋を横断。以下に計5回の測位計算の結果をまとめておきます。計算に必要な天測は計21回行いました。

 時刻    算出した緯度経度       正解             誤差
 0300   46°44'26"N-60°51'50"W  47°02'16"N-61°14'51"W  139°23.8nm
 0415   50°18'38"N-50°45'27"W  50°27'06"N-50°37'45"W  210° 9.8nm
 0515   51°12'20"N-40°40'00"W  51°04'53"N-40°36'35"W  344° 7.8nm
 0550   51°29'56"N-34°02'53"W  51°37'57"N-34°08'48"W  155° 8.8nm
 0628   51°56'15"N-28°44'20"W  51°59'49"N-28°14'12"W  259°18.9nm

 先ほど述べたように、初回の測位計算は誤差が大きかったのですが、第2〜4回は実用上問題ないレベルです。第4回はちょうど黎明が始まった時刻で、星が見えるうちにと慌てて観測したのですが、幸い比較的高い精度で位置が出ました。
 5回目は再び誤差が大ですが、恐らく日の出の太陽を使ったからでしょう。FlightGearでは昼間でも、運がいいと1、2個の星が見える時期があり、この場合は太陽の測定結果と組み合わせて現在地が算出できます。このフライトでは、日の出とほぼ同時に火星と土星を観測しましたが、太陽が水平線にいるとさすがに低すぎて、測位精度が落ちるようです。

 0755時、またまた間抜けなミス発生。シフト+マウス右ボタンでドラッグ(フライトコードラントの観測方向を微調整)するつもりが、間違ってCTRLを押してドラッグした結果、コードラントの中心視点が定位置からずれてしまったのです。視点の位置は小数点以下6〜7桁まで調整してありまして、一度狂ったらもう観測はできません。まるで六分儀を床に落っことすような、何ともドジなお話です。
 これがピラタスPC−9M改でしたら、偏流計のための下方視界を確保する必要上、最近はコードラントを左右翼端に1基ずつ積んでいるので、1台ぶち壊しても大丈夫なのですが。U-2改は機首先端の透明ドーム内に1台だけ設置しているので、これでおしまい。まぁ陽が昇れば、もうあまり観測する機会もないし、ゴールするにはVORが使えます。(私は位置情報の正解そのものであるGPSは、航法の面白さを損なうとガンコに思い込んでいるので、旅客機や超音速機くらいでしか原則使いません。が、VORやILSなどの電波航法は使う側のスキルを多少要求しますので、必要な場合はためらわず利用することにしています)

 間もなく0800時にシャノン空港のVORが入感。磁気方位104度を示しているので、真方位に換算して98度に変針。7分後にアイルランドの海岸線が視界に入りました。
 一時、スロットルが固着してエンジンを絞れず焦りましたが、オートパイロットをあれこれ操作したら直って一安心。4000ftまで降りて空港を視認し、0828時に着陸。燃料残は1780Lbs/296gal(満タンの51%)と、余裕のフィニッシュでした。これは追い風のお陰でもあります。

 「前回よりずっと高空を、高速で飛び、誤差が増えそうな高緯度で測位する」という目的は果たしました。精度は前回よりやや向上し、自己評価ではまずまずの出来でした。が、ご紹介したのは実は2度目のトライアルでして、1回目の飛行はもっと散々だったのです。

●●シーナリー2.0を巡る問題:
 1回目の飛行では、まずシーナリーの表示がおかしくなりました。夜間飛行の途中、コードラントで下方を見ていたら、水平線より下にも星があることに気付きました。FlightGearでは珍しくないことですが、今回はずいぶん下の方まで多数の星が見え、機体の真下にはオレンジ色の円か球が見えていました。

 夜が明けてみると事態は最悪で、海面そのものが描画されていません。眼下は一面のモヤで、機体の真下には、オレンジ色の代わりに青い円があります。古いバージョンでは、UFOで天球をぶち破って上昇するとこれに似た景色でしたが、果たして行く手にアイルランドはあるのか。困ったことになりました。
 ともかくVORが入感しましたので、計画通りシャノン空港へ向かい、ILS進入しましたが…周囲はただの空中です。そろそろ接地というあたりで、いきなり機体がフリーズしてお終い。見えない地面との接触ですかね、だんだん猛烈に腹が立ってきました。
 天測と計算、航法そのものは順調でしたので、せめてデータを整理しておこうと思ったら、緯度経度の正解を画面の端に表示しておくのを忘れていました。従って観測結果のキャプチャー画像に残っておらず、測位精度の検証は不可能に。いったい何のために飛んだのやら。

 シーナリー異常のお話に戻しますと。その後、UFOで何度も大西洋をテスト横断しましたが、海面や地面が消えて、真下に円が出現する現象は続きました。
 前兆らしきものは以前からあり。UFOで高速飛行すると、行く手の大地がなかなか描画されない現象が増えました。私のシーナリー2.0データは2013年12月ごろ、ファイル交換ソフトの Torrent を使って全世界分を入手し、HDD上に展開したものですが、どうも現在は虫食い状にデータが欠損している様子です。しかも、幾ら待っても欠落部が受信されない場合があります。
 以前はこんな欠落は無かったと思います。Terrasync使用中に新しくデータをダウンロードした場合、元からあるシーナリー2.0のデータに重ね書きするようパス指定していたのが、何か悪影響を及ぼしたのでしょうか。

 単に表示の遅れでしたら、Terrasyncを切ればほぼ解決します。しかしTerrasyncに依存せずに欠落部を埋めるには、世界全域のシーナリー2.0データを、何らかの手段で更新しなくてはならないでしょう。方法は幾つか思いつきますが、いずれも問題があります。

 Torrentで全部ダウンロードし直す:
   方法を解説したサイトが現在、見つかりません。また本家のどこかに
   「遅すぎて勧められない」といった書き込みがあったような気がします。
 ∨棆 FGFS Scenery Downloads から10×10度タイルをDLする。
   全世界で500近いタイルがあり、すごく時間が掛かります。
 K棆肇好肇△らブルーレイディスクを買う。
   54ドル99セント出す値打ちはありますが、手間が掛かりそうです。

 …またシーナリーの鮮度も問題です。10×10度タイルのデータは、ミラーサイトを見る限り、タイムスタンプが2013年ごろになっています。Terrasyncサーバーには、建物などを随時追加した最新のデータがあるでしょうから、これを使わない手はありません。自分のシーナリーフォルダとTerrasyncサーバーの中身を照合し、最新でない部分だけ見つけて同期させるような、うまいダウンロード方法はないものでしょうか。

 調べたら、ありました!! 回を改めてご紹介します。
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