ボーイング737「飛行中もタイヤ丸見え」の謎 カバーなしでも爆売れ半世紀 実は効果抜群?

ボーイング737「飛行中もタイヤ丸見え」の謎 カバーなしでも爆売れ半世紀 実は効果抜群?

AIRDOのボーイング737-700(乗りものニュース編集部撮影)。

ボーイング社屈指の大ベストセラーモデル「737」、この機には半世紀以上踏襲されている変わった機構があります。主脚のタイヤ部分のドアがなく、飛んでいるあいだもタイヤが丸見えなのです。なぜなのでしょうか。

前世代、同世代の旅客機はだいたい「扉付き」

 タイヤを格納する引き込み脚を装備した旅客機は、レシプロ機の傑作モデルであるダグラスDC-3がデビューした第二次世界大戦前から一般化してきました。同機はプロペラ・エンジンと地上との距離を保ちやすい尾輪式の車輪レイアウトを採用し、飛行中は、主脚を前方に引き込みます。ただ、飛行中はタイヤの一部が収納庫から出っ張っているような感じで、現代の旅客機のように、きれいに格納しているわけではありませんでした。

 これまでのエンジンの高性能化、空気抵抗に関する実績と研究の成果から、大気中の物体は、出来るだけ凸凹がない形状にした方が、空気抵抗が少なくなることがわかっています。当然、旅客機も同様です。

 そして戦後、ボーイング707、ダグラスDC-8、デ・ハビランド「コメット」など草創期のジェット旅客機は、脚を収納するときにはカバーをして、空気が滑らかに流れるようにしています。その後、ボーイング727、シュド・カラベル、BAC1-11などの3発旅客機もデビューしますが、こちらも同様のカバーが施されました。

 一方、727とほとんど同世代にもかかわらず、カバーがない飛行機があります。それがボーイングの超ベストセラー機「737」です。この機は、離着陸で空中にあっても主脚のタイヤがむき出しで、高度を上げて主脚を格納しても、下から見るとタイヤが丸見え。なぜ、737は、他のジェット旅客機のように脚カバーを装備していないのでしょうか。

 その理由としてまず考えられるのは、737の用途です。初期タイプのスペック上の航続距離は3000〜4000kmで、席数も100〜150席といったところ。ただ、このモデルのおもなターゲットは、50〜60人の乗客を乗せ、長くとも2000kmに満たないような、ごく短い距離の路線です。

実は悩みのタネでもある旅客機の主脚温度 「カバーなし」の効果は絶大?

 初期のボーイング737がターゲットとする短距離路線では、離陸してすぐ脚をしまい、わずか15分程度巡航し降下、脚をおろして着陸、駐機場へ到着後、45分程度したらまた次の便として出発する――といった運航スケジュールが考えられるでしょう。

 実は離着陸の際、主脚はとてつもない高温にさらされます。とくに着陸時のタイヤとディスク・ブレーキは、エンジンを除けばその温度の高さはナンバーワンでしょう。着陸の接地時のスピードは300km/hほど。その状況から主脚にあるディスク・ブレーキで制動をかけるため強い摩擦熱が発生します。一時的にブレーキ・ディスクは摂氏300度を超えることもあるそうです。

 そのままでも1時間くらいすれば摂氏100度以下になって問題はないそうなのですが、先述のとおり、737の場合、到着後1時間以内に出発するケースを考えて設計されています。

 ディスク・ブレーキの冷却は、安全運航の上では非常に重要です。もし冷却が十分でない場合は、次の空港での着陸時にブレーキ性能が落ち、所定の距離で止まれない、最悪オーバーランしてしまうケースもあります。

 最近の機体ではディスク・ブレーキの個所にセンサーを備え、コクピットで温度管理をしているほどです。またボーイング747やエアバスA321neoなどでは、ディスク・ブレーキ外側に強制廃熱ファンが取り付けられている機種もあり、温度が下がるまでファンが回り続ける旅客機も。それが機体に装備されていなくても、ブレーキ・クーリング・カートというディスク・ブレーキ冷却用のカートがあり、駐機中に取り付けて廃熱します。

 ただ、到着から次便までの出発時間(ターン・アラウンド)が短い路線では、それでも充分冷却できないかもしれません。そこで、短距離路線用ジェット旅客機の一部には、主脚のタイヤ・カバーを、あえて取り付けない設計になっている機体があり、737がその先駆け的なモデルといえるでしょう。ちなみに、この設計は、現代のリージョナル・ジェットでも見ることができます。

 では、どこでタイヤを冷却するのかというと、スバリ上空です。巡航高度1万mとすれば外気温は氷点下50度にもなります。その冷却効果は抜群でしょう。

 もちろん、機体の空力性能にマイナスの影響がないかということは、設計段階で計算していると考えられます。ここは、脚カバーの位置と飛行時間の兼ね合いが、ひとつの判断基準かと思います。

 胴体下面の凸凹は、ほかの箇所ほど空力的な影響は大きくありません。737の場合、主脚支柱の部分は主翼下面の一部となっており脚カバーが付いていますが、タイヤ部分のカバーの位置は胴体下面になっており、主翼と胴体の接合部などを取り巻く空気の流れからも、多少のへこみはあっても影響が少ないと見られます。また、へこみ具合も最小になるように設計されているように見え、737設計者の高い技術力を垣間見るポイントとなっています。

実は「カバーなし」が737の大ヒットに影響か?

 ボーイング737が主脚のカバーを取り払ったのは、もうひとつ、重要なポイントが考えられます。メンテナンス性の向上です。当然大きな扉がまるまるふたつ減る分、メンテナンスコストや時間が削減できます。

 737は、いわゆる地方間輸送を担うような、比較的規模の小さい近距離航空会社でも運航できるように設計されていたと考えられます。こういった航空会社の多くは、長距離国際線を運航するような「ナショナルフラッグ・キャリア」ほど時間やコストのゆとりはありません。できるだけ少ない作業で整備を終えるためには、可動部分が少ないほど実用性が高くなるでしょう。

 ちなみに、いまでいうLCC(格安航空会社)の運航スタイルを世界に知らしめたアメリカのサウスウエスト航空は、半世紀ものあいだ、737のみを主力機(買収したエアラインを除く)として使用しています。また2021年現在も、737を主力に据えるLCCは、世界でも非常に多いです。この主脚部分の設計と関係があるかどうかはともかく、こういった工夫を凝らした737のメンテナンス性の良さも、選ばれている理由のひとつなのでしょう。

 737シリーズの初期タイプのデビューから半世紀以上たった現在、最新派生型となる「737MAX」は、長距飛行性能も拡大されています。ただ、タイヤ・カバーがない伝統の主脚の設計は、マイナー・チェンジこそあれど、いまも踏襲されています。ちなみに、前脚のタイヤ・カバーがない旅客機は、少なくとも筆者が知っている限りでは見たことはありません。

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