旅客機が最大速度で飛行しない理由~鉄道と旅客機の速度関係

旅客機の最大速度

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通勤で良く利用される近郊電車の最高速度は、だいたい時速100kmで、駅から駅の間を走行する場合、急なカーブがあったり、電車が渋滞していなければ、だいたい90km~100km/hで走行しています。

速度が速い私鉄としては、首都圏の京浜急行ですと、並行しているJR東海道線などよりも時間を短くするため、京急川崎~横浜の「快特」の場合、最高速度は120km/hで運行しています。
2005年に開業したつくばエクスプレスでは、八潮~つくば間が最高速度130km/hで、巡航速度としては120km~130km/hとなります。
京成電鉄の成田空港線「京成スカイライナー」の場合、印旛日本医大~成田空港で出す最高速度は時速160kmです。
北越急行の特急「はくたか」も160km/h。



他には近畿日本鉄道の「伊勢志摩ライナー」「アーバンライナー」が130km/h、南海空港線、名鉄名古屋本線が120km/hで運行しています。

新幹線の場合には、東北新幹線が宇都宮~盛岡で320km/h、山陽新幹線は新大阪~博多で300km/h、東海道新幹線はN700Aで、新横浜~新大阪が285km/h。
北陸新幹線は新しいですが、高崎~金沢で260km/hと意外と速度は出ていません。
これは建設費を抑えるため、最高速度を低めにした結果です。
逆に申し上げますと、新東名(一部区間)は、設計速度が130km/hのため非常に高い建設費となりましたが、実際には警視庁などの方針で110km/hと、設計速度以下での走行を余儀なくされています。
ちなみに山形新幹線と秋田新幹線は時速130kmです。

建設中のJR東海リニア中央新幹線も、試験走行では時速603kmを記録していますが、設備の設計上の最高時速は550km/hで、実際の営業運転は500km/hを想定しています。

このように、地上を走行する乗り物は、少しずつ「より早く」と言う、速度も重視されつつありますが、空を飛ぶ旅客機に限りますと、技術的にはもっと早く飛ばすことができますが、もう何十年も速度は大きく変わっていません。

旅客機の最高速度は下記のとおりです。

B-777 最大速度950km/h、巡航速度905km/h(ANA-890km/h、JAL-905km/h)
B-787 最大速度954km/h、巡航速度913km/h(ANA-910km/h、JAL-916km/h)
B-737 最大速度920km/h、巡航速度823km/h(ANA-830km/h、JAL-840km/h)

実際に飛行機が離陸するときの速度は、時速240km~300km程度で、高度3000mまでの上昇中の速度は約260km/hに抑えていて、高度1万メートル(10km)以上では、巡航速度で飛行します。

なんで最高速度で飛ばないの?と言うのには、いくつか理由があります。
ひとつは、ジェットエンジンの出力を100%にして最高速度で飛行を続ければ、それだけエンジンに負担も掛かりますので、故障が発生しやすいというのがあります。
当然、燃費も悪く運行コストも高くなります。
そのため、実際の速度は、外気温・風向きなどにより、様々ですが「フライト・マネジメント・システム」(FMS)コンピューターが一番「燃費」が良い速度を割り出して飛行するのが通例です。

それでも、巡航速度は最高速度に近いから、100%に近いエンジン出力なのか?と思うかもしれませんが、高度1万メートル以上を飛行するのには、これにも訳があります。
高いところほど、空気が薄いので、機体にかかる空気抵抗が少なくなって、前に進みやすくなります。
しかし、高度が高ければ高いほど、酸素も薄くなるので、あまり高すぎると、エンジンの燃焼が悪くなります。
その両方の効率が良いのが1万メートルで、水平飛行に適した高度(巡航高度)となるのです。
そして、追い風でも向かい風でも、スロットルの開き具合は変えませんので、向かい風の場合には、必然的に速度は下がります。
また、その高度1万mでは、最大推力の50~70%程度のスロットルで、巡航速度を出せるので、エンジンの負荷も軽減されているのです。



超音速機「コンコルド」の最高速度は2450km/hでしたが、巡航速度は2180km/h(高度約15000km)でした。
しかし、2000年7月25日に、パリのシャルル・ド・ゴール空港にて離陸に失敗し、乗員乗客109名の死者を出す墜落事故を起こしてからは客足が減り、2003年10月に飛行が終了しました。

陸上の鉄道は「より早く」とリニア線も建設していますが、航空機の使命としては速さよりも、経済性、安全性、快適性、そして空港周辺への騒音防止が重視されているため、スビートはそんなに上昇していません。

ちなみに、世界で初めて動力飛行に成功したライト兄弟の「ライトフライヤー号」は、最高時速10km/hでした。
零戦五二型(A6M5)で最高賊度565km/hですが、巡航速度は300km/h程度です。

確実に速度を増している航空機ですが、速さよりも、経済性、安全性、快適性が重視されるようになってきているのです。
そのため、最新鋭の戦闘機も、最高速度はそんなに重視されていません。

 

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