皆さんこんにちは！
昼間、外を見ながら飛ぶことの印象が強いヘリコプターですが、暗視ゴーグルを付けて
夜間飛行することを目指しています。軍のヘリコプターはすでに実践しています。
民間の夜間の救難や緊急搬送などに今後活躍が期待できます。
暗視ゴーグルで飛行を学ぶ
夜間にNVGを使用して飛行することを学ぶにはトレーニングが不可欠である
さまざまな企業が、暗視ゴーグル (NVG) を装着して飛行するためのパイロット
トレーニングを提供していますが、民間航空市場向けの NVG 開発の先駆者でも
あり、これらの精密光学電子機器の製造と保守を行っている Aviation Specialties
Unlimited (ASU) 社もその 1 社です。最近、アイダホ州ボイシにある ASU 本社
を訪問し、NVG についてさらに学びました。トレーニング クラスに参加したり、
NVG を装着して ASU の Bell 505 を夜間飛行したりしました。
1960 年代に軍用ヘリコプターのパイロットが初めて NVG を使用し始めて以来、
NVG は劇的な進歩を遂げてきました。現在、ほとんどの救急搬送業務では夜間の
作業中に NVG が使用されており、夜間の農作業飛行や周囲の照明が最小限のその
他の作業など、固定翼機市場にも浸透しつつあります。ASU は、NVG 操作用に装
備されたベル 505 と セスナ 206 でのトレーニングを提供しており、固定翼機
NVG トレーニングを提供しているのは同社だけだと言います。ASU はまた、飛行
機やヘリコプターに必要な NVG 対応の照明と航空電子工学フィルターの認証と取
り付けも行っています。
初期の NVG は解像度がはるかに低く、重く、異常な画像アーティファクトが発生
しやすく、使用が困難でした。NVG は既存の光を 6,000 ～ 10,000 倍に増幅する
ため、自然光や人工光がほとんどない場所を飛行するパイロットにとって大きな助
けとなります。関連する技術は大幅に改善され、ASU は現在、光を増幅するコンポ
ーネントである画像増強管の最新バージョンを、最も軽量でコンパクトな NVG セッ
トである E3 に採用しています。
NVG のセットを簡単に説明すると、イメージ増強管を囲む 2 つのレンズと、それぞ
れの目に 1 つずつ、合計 2 つのコンポーネントがあるということになります。ただし
両眼式だからといって、たとえばメガネをかけているときのように両眼で見えるわけ
ではありません。視界は単眼式なので、奥行きの知覚に影響しますが、これを克服す
るテクニックがあり、難しいとは思いませんでした。各ゴーグルを通して見える視界
は 40 度の視野に制限されているため、パイロットは外界を完全に見るために周囲を
見回さなければなりません。
約半インチの長さのイメージ増強管で拡大が行われます。光が管に入ると、ASU の
説明によると、光電陰極が光エネルギー (光子) を電気エネルギー (電子) に変換しま
す。
チューブの主要コンポーネントはマイクロチャネル プレートです。これは、1,000 万
を超える中空の光ファイバー チャネルを備えた薄いウェーハです。電子がマイクロチ
ャネル プレートを通過すると、特殊な材料でコーティングされ、5 ～ 8 度傾斜した
通路を通過します。これにより、電子が劇的に増加し、大規模な増幅が実現します。
次に、電子は蛍光スクリーンを通過し、ここで光子に再び変換されます。その後、
光子は、画像の正しい方向を保証するために 180 度ねじれた光伝送ファイバーで
構成される光ファイバー インバータを通過します。
これらすべてにはエネルギーが必要ですが、驚くべきことに、単三電池 2 本からの
3 ボルトだけで、最大約 50 時間の動作が可能です。管内のさらに複雑な装置である
電源は、3 ボルトを各コンポーネントに必要な電圧に変換します。電源の機能の 1 つ
はオートゲーティングです。これは、低照度条件から突然明るい光に変わるときに、
マイクロチャネル プレートに送られる電圧を自動的に調整して明るさを管理する機能
です。「画像は明るくなり、その後、一瞬の遅れの後、突然、一定レベルまでわずか
に暗くなります」と ASU は述べています。
ASU の NVG プログラム
ASU 学長のジョセフ・エストレラ氏は、画像増強装置を含む NVG の設計と構築に
深く関わっている科学者です。彼は L-3 エレクトロオプティカルシステムズ社で
20 年以上勤務し、最終的には同社のウォーリアーシステム部門の最高技術責任者
(CTO) となり、これらの製品を開発して軍に配備しました。「最終的に、航空暗
視装置の開発に戻りたいと決心しました」と彼は言います。「そして 10 年前に
ASU に着任し、CTO 兼新製品開発責任者になりました。」現在、彼は E3 NVG
の生産化に注力しています。
エストレラ氏によると、E3 システムの設計における課題の 1 つは、「光学機器の
重量が増すほど、光学機器の性能が増す」ことです。アリゾナ州立大学の創設者で、
元 AH-64 アパッチのパイロットであるマイク・アトウッド氏は、エストレラ氏に、
効果的だが重いという典型的なロシアのシステムとは異なる、新しいゴーグル シス
テムを作るよう課題を与えました。
「これを克服するには、光学部品を革新する必要があります」とエストレラ氏は言
います。「光学部品を軽量化しても、視力や遠くにある物体を視認できる強力な光
学部品の性能を失ってはいけません。そのため、重量を抑えながらも性能を維持で
きる光学部品を開発する必要がありました。それが、このゴーグル システムを革新
した理由の 1 つです。」
170グラムの軽量化は困難でしたが、最終的には達成可能で、これによりヘルメット
の前面にかかる負荷をバランスさせるカウンターウェイトをなくすことができました。
「これを正しく考えると、人間の頭の実際の基部から4〜5インチ以上離して配置す
る必要があります。そうすると、この[デバイス]の物理的な重量を実際に感じます。
つまり、人間の首と体は、これらのゴーグルを何時間も使用しているため、継続的
にこの重量にさらされているのです。中には数日から数か月間使用する人もいます。
「これが首の後ろの組織を壊し始めるのは時間の問題です。多くのパイロットに起
きていることです。彼らは、時間の経過とともに脊椎と首に深刻な整形外科的問題
を抱える傾向があります。私はパイロットではありませんが、パイロットと話をす
ると、それが彼らの最初の不満の 1 つであり、それが私がこのデバイスを作りたかっ
た理由です。しかし、このデバイスは重くてはならず、システムの感触や使用感が人
間工学的であってはならないという矛盾があります。マイク・アトウッドが不満を言
っていたのは、ロシア人全般ではなく、このデバイスが重くて使いにくいという事実
です。そして、まさにその目的でこのゴーグルを作ったのはそのためです。」
訓練計画
ASU の NVG トレーニングには、1 日の地上学校とそれに続くベル 505 またはセスナ
206 での 3 晩の飛行トレーニングが含まれます。ASU は顧客の場所でのトレーニング
も提供しており、独自の NVG トレーニング プログラムを開始したい企業の人員をト
レーニングし、ゴーグルを販売し、必要な定期的な NVG メンテナンスを提供します。
私たちのクラスには私と、NVG で能力を拡張する予定の会社の固定翼パイロット 2 名
が参加し、セスナ206 で飛行することになりました。ASU の主任飛行インストラクター、
ブラッドリー ブルメットが地上学校を指導し、固定翼飛行も教えています。アイダホ
の初夏だったので、夜間飛行は午後 10 時以降に公式に暗くなるまで待たなければな
りませんでした。午後の昼寝が強く推奨されました。
地上学校では、NVG の歴史、管の技術、1995 年に Atwood が ASU を設立したこと
NVG の開発、修理所、NVG 補足型式証明のエンジニアリング センター、トレーニン
グ プロバイダーとして成長したこと、NVG の使用を取り巻く規制の枠組み、ヘルメッ
トに NVG を取り付けてレンズを調整する方法などについて学びました。ブルメットは、
目の構造、昼夜の視力と制約、NVG が夜間視力の欠点を効果的に補う方法、NVG に関
する神話についても詳しく解説しました。
彼が指摘した誤解の一つは、NVG を使用すると視力、つまり細部を認識する能力が
低下するというものです。実際、夜間の視力は「裸眼」、つまり NVG なしでは
20/200 まで低下しますが、NVG を使用すると視力のほとんどが回復し、20/25 に
戻ります。
もう 1 つの迷信は、NVG には周辺視野がないというものです。これは、ユーザーが
ゴーグルを通してのみ見ている場合には当てはまります。しかし、NVG を初めて使用
するユーザーは、頭を動かして他の場所を見るのは簡単であること、また、ゴーグル
の下や横を裸眼で見ることは可能であるだけでなく、計器や航空電子機器を確認した
り、ヘリコプターのあごの隙間から外を見たりするのに必要であることにすぐに気付
きます。
3 つ目の誤解は、明るい光が NVG を「破壊」し、ユーザーが光の衝撃から回復する
のが困難になるというものです。電源装置の「オートゲーティング」自動電圧調整に
より、そのような事態は発生しません。
多くの人は、NVG で送電線を見るのは不可能だと考えていますが、月明かりやヘリ
コプターのサーチライトで電線が照らされると見えることもあります。また、ゴーグル
を使用すれば、電線が取り付けられている鉄塔を見ることもできます。「電線は谷間
や峡谷に張られていると常に想定してください」と ASU はアドバイスしています。
ゴーグルで雲や霧を見ることは可能ですが、パイロットは雲を確認して不注意による
IMC 遭遇を防ぐために、ゴーグルの下を肉眼で見る必要がある場合があります。
単眼視野のため奥行き知覚が影響を受けますが、近くにあるものや遠くにある別の要
素を見ることで、この問題を克服できます。地形の輪郭が平坦であればあるほど、特
に水上では、奥行き知覚が難しくなるため、NVG 操作にはレーダー高度計が必要です。
ASU NVG 地上訓練ガイドの 1 章全体で地形の解釈について説明されており、これは
パイロットが学習する必要のあるトピックであり、3 晩の飛行訓練中にカバーされます。
NVG での飛行に影響する制約と、それを克服するテクニックがあります。
NVG には視覚的な欠陥がある可能性があり、パイロットは飛行前にこれらをチェック
する必要があります。NVG が飛行に適さない欠陥には、各単眼鏡を通して見えるはず
の円に影が入り込むこと、エッジ グロー (視野領域の外側の明るい部分または輝く部分)
点滅、ちらつき、または断続的な動作などがあります。一部の欠陥は低レベルであれば
許容されますが、悪化した場合は NVG の修理が必要になる場合があります。
ブルーメット氏は、NVG 対応の設備と運用に関する規制について説明した。基本的に、
航空機が NVG 対応であるためには、その内部および外部の照明が「NVIS [暗視画像
システム] 運用のどの段階でも NVG の運用に悪影響を及ぼさないこと」が条件となり
ます。
これには、航空電子機器ディスプレイ上に NVG 対応の LED 照明とフィルターを設置
することが含まれますが、注意灯や警告灯などの必要な色を変更することは許可されて
いません。パイロットは NVG の下から、または NVG を上に折り上げた状態で計器を
見ることができる必要があるため、内部照明も補助なしで十分に見える必要があります。
ForeFlight などのタブレット アプリは、コックピットに余分な光を加えずに補助なし
でアプリを表示できるように画面の明るさを下げるのが簡単なので、NVG とうまく連
携します。外部照明は、他の航空機による検出と分離を支援するという役割を果たさな
ければなりません。前述のように、NVG 対応の航空機にはレーダー高度計も装備され
ている必要があります。
FAA の規制では、パイロットは NVG を飛行する前に 15 時間の実地訓練を受ける必要
があります。現行の要件には、12 週間連続で 3 時間の NVG 飛行が含まれますが、
パイロットの飛行時間はその半分で、離着陸 3 回、空港外への着陸 2 回 (1 回は無照
明エリア、もう 1 回は閉鎖/半閉鎖エリア)、ホバリング タスク 3 回が含まれます。
パイロットと乗務員は年次点検を完了する必要があります。機器は NVG メーカーの
要件に従って保守する必要があります。フライト シミュレーターはパイロットの訓練
にも使用できます。
また、パイロットではなく、NVG を装着し、整備されていない場所での離着陸の監視
を支援できるフライト クルーである追加要員のトレーニングも必要です。たとえば、
航空医療飛行のフライト ナースなどがこれに該当します。
左の写真はゴーグル越しの眺め、右の写真は補聴器なしでの同じ眺め。携帯電話のカメラではゴーグルの解像度を捉えられなかったが、実際はもっと優れている。© AIN/Matt Thurber
NVG 搭載の飛行
1998 年以来、NVG の標準セットは ANVIS-9 システムで、当初は緑色の蛍光体画像
でした。最近の ANVIS-9 と E3 NVG には白色蛍光体チューブが装備されており、
NVG で画像を見るときに目は昼間または明るい光の光覚を使用するため、こちらの
方が効果的であることが証明されています。E3 ゴーグルの主な利点は、ANVIS-9
よりもはるかに軽量で、ヘルメットの負荷を均等にするためにバッテリー パックの
下にバランス ウェイトを追加する必要がないことです。これは、NVG 装備のヘル
メットを何時間も着用して飛行するパイロットにとって大きな利点です。
私たちは、ヘルメットに装着した NVG のロック解除を使用して、マウント、フリ
ップアップ、フリップダウンの手順と、メインとバックアップの AA 電池の切り替
え方法を練習しました。調整には、各単眼鏡が各目と正しく揃うように目幅、前後、
傾きなどが含まれていました。これにより、各単眼鏡が 40 度の視野を完全に提供し、
鮮明ではっきりとしたエッジを持つ完全な円に見えるようにしました。
私は午後 9 時にベル 505 便に搭乗しましたが、まだ明るかったです。暗くなると、
ベル 505 のインストラクターで ASU の運営ディレクターのトニー ツァントルズが
最適な視界を得るために各単眼鏡のレンズを調整する方法を教えてくれました。
私はゴーグルをオンにして、空港の向こう側にある高コントラストの照明がついた
場所を見て、最初に各対物レンズを調整し、次に各接眼レンズを調整して、最も鮮
明な画像を得ました。
ツァントルズ氏は、米陸軍でマイクモデルのシコルスキー ブラックホークで教鞭
をとり、現在はベル 505 で ASU の顧客向けのヘリコプター飛行訓練をすべて行っ
ています。飛行中、彼は E3 ゴーグルを着用し、私は ANVIS-9 を着用していまし
たが、飛行中に交換したので、違いを見て感じ取ることができました。
E3 は ANVIS-9 と同じチューブを使用していますが、軽量であること以外に大きな
違いは、E3 NVG には接眼レンズの周りに金属リングがないことです。これにより、
レンズを通しての視界が良くなるだけでなく、接眼レンズの周りにスペースができて、
レンズを通してではなく周囲を見やすくなり、裸眼での視界もより鮮明になります。
「視界ははるかに良くなります」と彼は言います。「しかし、軽量であることは重要
です。」
日没から 1 時間後の公式夜間飛行の後、私は 505 の右席に乗り込み、ツァントルズ
氏は左席に座りました。私たちはゴーグルを所定の位置にセットしてエンジンを始動
し、その後ツァントルズ氏がボイシ空港ターミナルの ASU ランプから離陸しました。
離陸後、ツァントルズ氏は操縦を私に引き継ぎ、私は 505 をアサルト ストリップ
(アイダホ州空軍州兵部隊の軍事訓練に使用される照明のない滑走路) まで飛ばしまし
た。
通常のアプローチをしてから滑走路に着陸しましたが、ゴーグルをつけていても奥行
きの知覚が損なわれるような感じはありませんでした。周囲光は十分ありましたが、
ほとんどゴーグルを通して見ていたため、ヘリコプターの地上高度を簡単に判断でき
ると感じました。地上を照らすために 505 のサーチライトと着陸灯を使用しました
が、これは特にゴーグルの下から顎の泡を通して覗くときに役立ちました。
攻撃滑走路から離陸した後、ツァントレスは私に南の低い丘陵地帯まで飛ばせと指示
しました。ここで彼は、古い鉄道線路に隣接する丘陵地帯の頂上の狭い場所に着陸
するように指示したのです。私はかなり正確に着陸できました。それまで 505 をあ
まり操縦したことがなく、夜間に飛行したこともなかったことを考えると、悪くな
い結果でした。着陸後、彼は私にゴーグルを上げるように指示。周囲はほぼ真っ暗で
遠くの丘にかすかな光が 1 つ見えました。ゴーグルを着けると、土にできたくぼみや
ローターからの風に揺れる草の葉の 1 本 1 本まで見えました。
離陸後、北の傾斜に沿ってラッキーピーク貯水池を越えて森林局のヘリポートに着き、
ゴーグルなしで再び真っ暗な状態で着陸しました。その夜は月明かりはありませんで
した。
離着陸場から離陸した後、ツァントレスが操縦を少しの間引き受け、私がゴーグルを
装着したり外したりして、消えかかっているキャンプファイヤーの様子を見ることが
できました。ゴーグルなしでは何も見えませんでしたが、ゴーグルを装着すると、
小さな火が視界に広がり、その上を旋回しているときに木々に隠れたときだけ見えま
した。ツァントレスは、NVG で飛行してわずか 2 週間のお客様が、8 マイル離れた
ところから折りたたみ式携帯電話の画面を見つけて、迷子のハイカーを見つけたとい
う話をしてくれました。ゴーグルによる光の増幅の量は驚くべきものです。
ゴーグルを交換して、より軽量な E3 セットアップを体感してみましたが、確かに首
にかかる圧力は減りました。その時点では、ANVIS-9 ゴーグルを通しての視界にか
なり慣れていましたが、E3 単眼鏡は肉眼で周囲を見回すのが簡単で、値段は高いで
すが、間違いなく私の選択です。
ツァントルズが次に着陸したのはリトル グラウス クリークの近くで、周囲は高地で
周囲に明かりはないものの、NVG には十分な明るさがありました。その後、丘陵地
帯、ボイシのダウンタウン、州議事堂の上空を飛び、空港に戻って ASU ランプに
着陸しました。505 の大きなあごの膨らみを利用して、着陸中に地面を少しだけ見
ましたが、NVG を使用して遠くを見た方がヘリコプターを安定してホバリングさせ
るのが簡単でした。私の着陸は少し固かったです。
当初の計画では、ASU プログラムの飛行訓練のすべてを受講するつもりはなかった
のですが、NVG 付きの 505 を飛行することで、その感覚をしっかりとつかむこと
ができました。翌晩、地上学校のクラスメートの 1 人が 2 回目の飛行レッスンを受
けている間、私は 206 の後部座席に座りました。この操作では、ヘルメットをかぶ
らず、NVG を通して視界を見たいときに単眼鏡を目に当てるだけにしました。こう
することで、NVG と非 NVG の視界を簡単に比較でき、ゴーグルを通して写真やビ
デオを撮影できました。
この飛行も月はないが晴れた夜で、ブルメットはゴーグルを装着した学生に、離着
陸のためにオンタリオ空港に向かう前に操縦に慣れるために急旋回をいくつかさせ
ました。空港に近づくと、無線通信をすべて担当したブルメットが私たちの位置を
報告し、学生がゴーグルを使って照明のない空港に着陸できるよう、地元のパイロ
ットに無線操縦のライトをつけないように頼みました。私たちはそこで2回着陸し、
それから近くのワイザー空港に飛んで、さらに暗い空港に着陸した。ワイザーからは
南東に飛び、高速道路を走る車、点滅するパトカーのライト、送信塔、山の尾根など
地上のさまざまな照明のあるものを眺めた。次の目的地はエメットで、空港の片側
が高い地形に囲まれている。そこで2回無灯の着陸をした後、私たちはボイシに戻り
ました。
ゴーグルを装着した状態でも装着していない状態でも、道沿いの地形や空港を見るの
は興味深い体験でした。地上学校でブルメットが説明していたように、LED ライト
で照らされた障害物の中には、NVG ではほとんど見えないものもあります。この場合
障害物の基部を見て、それを使って距離を判断することが重要です。ゴーグルを通し
て見るライトは、ゴーグルを装着していないときよりもずっと近くに見えることがあ
ります。着陸する空港をゴーグルを目に当てずに見るのは少し不安でしたが、ゴーグ
ルを通して見るように素早く動いて、世界が再び視界に入りました。
NVG を装着して飛行するのは素晴らしい体験でした。ゴーグルを通してクリアな視界
を得るために、周囲の光はほとんど必要ありませんでした。ゴーグルを装着して夜空
を見上げると、学生時代にプラネタリウムに行ったときを思い出しました。空の隅々
まで明るい星が輝いていました。しかし、この体験から得た主な教訓は、夜間のあら
ゆる作戦が NVG があればはるかに安全に飛行できるということです。ゴーグルなし
で医療救護任務で暗い場所へ飛行することは想像できません。航空医療オペレーター
による NVG の採用率の高さが、その気持ちを裏付けています。
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