皆さんこんにちは！
今日から3回に分けて、飛行機の操縦に重要な『トリム』装置、とりわけ『ピッチトリム』
の故障による事故についてとその対処方法について考察して行きます。
今回は『パート1』として2019年に起きたエンブラエルE175の事故についてです。
ピッチトリムの失敗に備える方法、パート 1
エンブラエルE175の事故
エンブラエルE175型機の事故後の調査では、機長のトリムスイッチの周囲にシリコンの痕跡が見つかり、スイッチが誤って逆の位置に再取り付けされていたことが判明した。クレジット: NTSB
航空機のピッチトリムシステムの故障を伴う最近の事件や事故により、ヨークにかかる
力は運航乗務員 2 名の合計の体力を超えました。これらすべての出来事により、制御
不能なピッチ回転が発生しました。事故調査報告書は、特にシミュレーター訓練中に
強調し強化すべき重要な教訓を提供します。
私たちが調査した最初の例は、2019年11月6日にハーツフィールド・ジャクソン・
アトランタ国際空港（ATL）を出発したばかりのエンブラエルE175で発生しました。
操縦士（PF）であった機長は、飛行中に自動操縦を作動させることができませんでし
た。離陸後、航空機は高度2,200フィートMSLに達しました。
機長はピッチトリムの暴走が起きているのではないかと考えました。彼は、リパブ
リック・エアウェイズの暴走トリム緊急チェックリストの記憶項目である、ヨーク
にある自動操縦/トリム切断ボタンを押し続けるという項目を実行しました。過度
の支配力により、彼は両手をくびきの上に置いたままにしなければなりませんでし
た。これは、この記事で引用されている他のピッチトリム失敗に共通するものであ
り、航空機を制御しようとする運航乗務員の試みがどのように突然危険にさらされる
かを浮き彫りにしていることがわかります。
飛行機の制御に苦戦している間、機長は副操縦士に、副操縦士のヨークにある自動
操縦/トリム切断ボタンを押し続けるように指示しました。どちらの運航乗務員も
飛行機のピッチ状態の変化に気付かず、両方の運航乗務員がそれぞれの操縦桿を
前方に押したにもかかわらず、航空機はピッチを上げ続けたのです。
格闘中、フライトデータレコーダー（FDR）には機長のスイッチからの複数のトリ
ムアップコマンドが記録され、副操縦士のスイッチからはトリムダウンコマンドが
1つだけ記録されました。機首が制御不能にピッチアップしているときに、機長が
トリムアップピッチコマンドを実行することは意味がありません。機長は機首下げ
の指示のためにトリム スイッチを物理的に動かしていたため、これは乗務員が直面
する難題の一部でした。
いくつかの激しいピッチ振動が発生し、最大ピッチアップ姿勢は 27 度に達し、
航空機は危険なほど失速状態に近づきました。対気速度は138ノットまで低下し、
その後飛行機の制御を取り戻しました。
機長はヨークにあるピッチ トリム システムの切り欠きボタンを選択し、副操縦士
はトリム スイッチを使用して飛行機のピッチを通常の姿勢に下げることができま
した。3分後、機長は飛行機の制御を取り戻しましたが、E175は再びトリムミス
状態に陥り、その間FDRは機長のトリムスイッチからの複数のピッチトリムアップ
コマンドを記録していました。副操縦士は飛行機の操縦を再開。この時点では飛行
機は調整された状態で制御可能であり、無事に着陸するために帰還することができ
たのです。
不注意によるスイッチの反転
安全調査員は、この事件の朝、エンジン表示および乗務員警報システム (EICAS)
が「PITCH TRIM SW1 FAIL」という警告メッセージを発したことを発見しまし
た。整備員はスイッチを部分的に取り外していたが、航空機の最小限の装備リスト
に従って整備を延期することを決定しました。
スイッチは再設置され、動作不能と表示されました。事故後の検査により、機長の
ピッチトリムコントロールスイッチが逆の位置に再取り付けされていたことが判明
したのです。メンテナンスが延期されていて、スイッチの機能テストが行われてい
なかったため、この誤った設置を発見する機会が逸されていました。機能テストが
行われていれば、保守担当者はスイッチの位置が逆であることを検出した可能性が
あります。
整備記録をさらに調査したところ、2019年8月4日から事件発生日までの間にこれ
らの故障の履歴が判明し、その結果、機長のピッチトリムコントロールスイッチが
5回交換され、水平尾翼アクチュエーターコントロールが2回交換されたことが判明
しました。これらの交換ではピッチトリムの失敗は解決されませんでした。その後
の検査により、ピグテールが安全ワイヤーから誤って押し込まれたことが原因で機
長のピッチトリムスイッチが短絡していることが判明したのです。このことから、
同じ問題が繰り返し発生する場合には、保守技術者による適切なトラブルシューティ
ングの重要性が明らかになります。
ヒューマンファクターの要因
エンブラエル E170 のピッチトリム障害の手順。クレジット: 英国航空事故調査局
前述のインシデントは、飛行制御システムが誤動作した場合の主要な人的要因を説
明する良い例として役立ちます。航空機の緊急事態における第一のルールは、航空
機の制御を維持することです。しかし、正常に動作していない飛行機の制御を取り
戻そうとすると、パイロットは制御を得るために奮闘するという物理的な困難だけ
でなく、問題を解決しようとするという認知的な難題にも直面します。
予測通りに動作しない航空機の制御にパイロットが苦労しながら、航空機の異常な
動きを引き起こす根本的な問題のトラブルシューティングを期待するのは非現実的
です。ATL での事故では、機長は自分のトリムダウン入力が逆ピッチ トリム システ
ムを効果的に制御するトリムアップ コマンドを引き起こしていることを認識する必要
があったでしょう。
スイッチは無効化されていませんでしたが、MEL の指示に従って使用することは想定
されていませんでした。NTSB事故調査の人的要因チームのメンバーは、「飛行機の
トリムを維持するために入力を行うなど、高度に訓練された行動は、そのような行動
が適切ではない可能性があることを示す高度な知識にもかかわらず、典型的な運動行
動を自動的に行う結果となる可能性がある」と述べました。 言い換えれば、これは
トリム スイッチを使うのが習慣になっていたということです。
期待とは、出来事が予期せぬものである状況とは対照的に、特定の行動や出来事を
予期している状況に対して、私たちがより迅速かつ正確に反応することを意味しま
す。たとえば、トリムダウン スイッチをオンにすると、ヨークにかかる力によって
機首が下がりやすくなることが期待されます。パイロットの期待と現実の間に不一
致がある場合、真の危険が生じます。これは、航空機が突然脅威的な動作をしてい
るにもかかわらず、パイロットの制御入力に正常に反応していない場合に特に当て
はまります。
突然の予期せぬ動作により、運航乗務員は圧倒される可能性があります。感覚系は
異常な加速度にあまり適しておらず、身体の感覚、前庭、固有受容、および運動機
構を圧倒する可能性があります。突然のピッチトリムの失敗などの予期せぬ事態は、
機体の動きを引き起こし、機体を圧倒し、パイロットが視覚の焦点を合わせ、正確
で微調整された適切な修正動作を行う能力を妨げる可能性があります。
幸いなことに、この事件は乗客に危害を加えることなく終了しましたが、航空シス
テムに複数の障害があったことを示しています。MEL はこの動作不能なコンポーネ
ントの延期を許可しましたが、この事件は、正常に機能するトリム システムが航空
機の制御に重要な役割を果たしているということを示しています。
第二に、重要な飛行制御コンポーネントが反転位置に配置される可能性は、設計段
階での適切な故障モードと影響分析中に分析され、その結果、これが起こらないよ
うにするための適切な手順が講じられるべきでした。故障モードと影響の分析は通
常、信頼性またはシステム エンジニアリングを専門とするエンジニアによって行わ
れます。
これは、ヒューマンファクターの背景を持つ深く考えたパイロット/インストラクタ
ーからの意見が、動作しないコンポーネントの延期を許可すべきかどうかについて
非常に必要な視点を提供する例です。さらに、飛行制御システムのコンポーネント
の取り外しと取り付けには機能チェックが必要です。これらの完璧に整列した「ス
イスチーズの穴」により、このエラーは検出されずに継続し、その結果、運航乗務
員は航空機の必死の制御にさらされました。
「スイスチーズの穴」のモデル図
2人のパイロットの背景は、セスナ・サイテーション550航空医療便の死亡事故の一
因となったのでしょうか? この記事のパート 2 で説明します。
まとめ
「トリム」とは、航空機の翼面（主翼、水平尾翼、垂直尾翼）に付いている補助的な
舵面で、パイロットがコントロールまたは自動でコントロールを行って、負荷を無く
す装置のことです。小型機から大型機まで一般的に装備されています。
大型機の場合には、基本的に電動です。それが故に電気系統に不具合があれば、トリ
ム自体が暴走してしまう恐れもあります。
トリムの使い方は、あくまでも操縦の力を軽減する補助的なものなのですが、得てし
てトリムを使って操縦してしまうことがあります。パイロットは、その航空機の状態
に応じた目安のトリムの値を覚えています。いったん大まかな位置に合わせて置いて
後で微調整するという操作をします。例えば、上昇姿勢から水平飛行に移るときに
トリムだけで操縦できるものです。そうするとトリムの電気系統に多大な負荷がか
かり故障の原因にもなります。
いったんトリムが故障してしまうと、パイロットは何が起こったのかわからず、
パニックになってしまいます。そうならないように、緊急手順が決められていますが
その手順を正確に理解しておかないと、アンコントロールに陥ってしまうのです。
次回以降、また説明します。
それでは今日はこの辺で・・・
またパート2でお目にかかりましょう。
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