旅行中に飛行機の窓から美しい写真を撮るにはどうすればいいでしょうか?

辰年はどこへ旅行しましたか？飛行機の窓から撮影した美しい写真は、旅行写真の重要な部分です。しかし、日々の運航中に、航空機は大気、地面、燃料排気などによって汚染されます。機体やその構成部品の表面にほこり、油、酸化物などの汚染物質が蓄積し、腐食が発生することもあります。特に、胴体部、ドア、窓の隙間など、比較的滑らかでない部分では、「汚れや垢が隠れて」表面に気流跡線や錆が発生しやすく、航空機の外観に直接影響を及ぼします。誰もが見た目のよい航空機を撮影したいと願っているに違いありません。そうでなければ、空中で美しい写真を撮ることはできないでしょう。

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汚染物質の堆積は航空機の外観に影響を与えるだけでなく、航空機の重量も約 1% 増加させます。さらに、機体表面仕上げの劣化により摩擦抵抗が増加すると、航空機1機あたり年間数十トンの燃料消費量が増加し、これは約100トンの二酸化炭素排出量の増加に相当し、温室効果の明らかな一因となります。さらに、航空機内の静電気の蓄積が増加し、安全な飛行に影響を及ぼす可能性があります。ひどい場合には、航空機構造の耐用年数が短くなる可能性もあります。

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したがって、美観のためだけではなく、飛行の安全性とグリーンで低炭素な開発を確保するためにも、航空機を定期的に「洗浄」する必要があります。気分に応じて車を洗う熟練ドライバーとは異なり、航空会社は実際の運航環境や航空機の監視データに基づいて、航空機の定期的な清掃計画を立てます。北部では通常、15〜30日ごとに航空機を徹底的に清掃しますが、南部では湿度と気温が高いため、航空機は毎週清掃されます。

清掃前に気象要因を考慮する必要があります。たとえば、高所作業の安全リスクを軽減するために、強風や雨の日を避けます。機体や着陸装置の表面で液体が凍結するのを防ぐため、4℃以下の氷結環境では清掃作業は行いません（水温が4℃以下になると、水の状態が液体から固体に変化する臨界点に近づきます）。航空機の着氷は飛行の安全に直接影響を及ぼし、事故を引き起こすこともあるからです。

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01 飛行機ではどうやってシャワーを浴びるのですか？

1) 「スプレー＋スクラブ」水洗いモード

清掃の前に、スタッフは航空機の静圧孔、プローブ、その他の主要機器に「シャワーキャップ」をかぶせて防水し、液体がこれらの部分に流れ込んで腐食を引き起こしたり、飛行中に凍結したりしないようにする必要がある。その後、洗浄液を使用して、機体と翼の上から下、前から後ろに向かってスプレーし、高圧水洗浄機を使用して機体の表面を洗い流します。より頑固な汚れや汚染物質を除去するには、航空機を「洗浄」するための特別なブラシが必要です。従来の水洗浄方法の欠点は、大量の水資源を消費することです。たとえば、エアバス A380 機の洗浄には 11,300 リットル以上の水が必要であり、ボーイング 777 機の洗浄には 9,500 リットル以上の水が必要です。また、水洗浄法では、機体表面の腐食や酸化膜を効果的に処理することが困難です。

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2) ドライクリーニングモード

スタッフはまず、専門の洗浄剤を航空機の胴体に直接塗布し、その後、専門の清掃用具で拭いて乾かしました。これらのプロ仕様のクリーナーは、航空機本体の塗装面を損傷しません。また、洗浄、除染、ワックスがけ、磨きという2つの機能も備えています。洗浄後は機体表面の耐久性が向上し、飛行中の摩擦抵抗も小さくなります。ドライクリーニング工程全体で消費される水はわずか30〜45リットルで、大量の水資源を節約できるだけでなく、航空機プローブなどの精密部品に水が浸透して機器を損傷する可能性も排除されます。ドライクリーニングモードにもいくつかの欠点があります。特にエンジン排気領域におけるカーボン堆積物の除去には適していません。

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航空機を清掃する人の数は、航空機の大きさによって異なります。通常、ナローボディ機の清掃には、2～3時間かけて約7～10人のスタッフが必要です。胴体面積が4000平方メートル以上、自動車100台分以上に相当する世界最大の旅客機であるA380を清掃するとなると、清掃に必要な人数や時間もそれに応じて多くなります。

さらに、航空機の清掃は高高度作業であり、10メートル以上の高さで胴体と垂直尾翼を清掃するには専門的なリフト装置を使用する必要があります。

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清掃効率を向上させるために、自動清掃ロボットも設計されています。さまざまな航空機モデルに応じて調整できるため、航空機表面の清掃を完了でき、清掃効率を向上させ、人件費を削減しながら、高高度で作業する人員の安全リスクを回避できます。

航空会社は、機体の清掃に加え、定期的に専用機器を使用してエンジンを清掃し、エンジン部品に堆積した堆積物やコアエンジン内の燃焼堆積物（カーボン堆積物など）を除去して、エンジンのEGTマージン（EGTマージンとは、エンジン設計で許容される最大排気温度と実際の排気温度の差、つまり極端な動作条件下での安全マージン）を良好な状態に維持できるようにしています。

さらに、定期的なエンジン洗浄により、エンジンの燃料消費を効果的に削減できます。研究によると、A320型機はデータ監視を通じて定期的にエンジンを洗浄することで、年間約20トンの燃料消費を削減できるという。 （「どの燃料にお金を使い、どの燃料を購入するか」については、ここをクリックしてください）

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近年、一部のエンジンメーカーはエンジン専用の泡洗浄システムを開発しています。この「泡風呂」方式は、ほこりや汚れの堆積物をより効率的に除去し、水資源を節約することができます。

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航空機の清掃は外観だけでなく内部も対象となります。

航空機は地域や大陸を越えて高速で移動する可能性があるため、国際民間航空機関や各国は航空機の防疫、消毒、内部清掃に関する明確な要件を定めています。また、コックピット、キッチン、小テーブル、カーペット、バスルームなどの設備は定期的に清掃し、シートカバーなど使用頻度の高いものも定期的に交換・清掃し、客室環境を清潔で快適なものにします。

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02 飛行機内でシャワーを浴びられる場所はどこですか？

水洗浄は給水と廃水のリサイクルを考慮する必要があり、航空機は通常、格納庫内で洗浄作業を完了するように配置されます。

ドライクリーニングは通常、場所の制限なく、滑走路で行うことができます。一部の会社の航空機は、塩分、湿度、気温が高い環境（島間の飛行など）で運航されることがよくあります。航空機の清掃サイクルは比較的短いため、航空機の清掃効率を向上させるために特別な水洗浄エプロンを構築する必要があります。

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待ってください、友人の中には、冬には飛行機が離陸する前に「熱いお風呂」に入らなければならないと言う人もいました。実は、これは単なる通常の清掃作業ではなく、冬季の飛行中に氷、雪、霜、その他の汚染物質が航空機の翼などの主要部分に付着するのを防ぎ、除去するための安全保護対策です。これらの汚染物質は航空機の空力特性や操縦性能に重大な影響を及ぼし、航空機事故を引き起こす可能性さえあるからです。離陸前に機長は実際の気象状況に基づいて除氷および防氷操作を実施しますが、これは誰もが航空機が「熱湯浴み」に入るのを見ることになります。

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この時使用されるのは洗浄剤ではなく、防氷液（エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールなどのポリオールを主原料とする）です。防氷液と温水を一定の割合で混合すると、航空機上の氷やその他の汚染物質を迅速に除去することができます。防氷液の種類によって、翼の表面を氷から保護する効果が異なります。航空機は防氷液の有効保護時間内に離陸する必要があります。そうでない場合は、安全を確保するために再度「洗浄」する必要があります。

さて、飛行機の掃除が終わったので、スマホで写真を撮ってくださいね〜

参考文献

[1] Gong Yuhe、Wang Rongxiang、Zhang Bo、Chen Fengrong、Wang Caiwan、Chen Diyun。熱帯海洋大気環境における代表的な航空材料の洗浄効率に関する研究[J]。環境技術、2023年、(10):111-115。

[2] 朱穎、。航空機エンジン水洗浄プロジェクトの省エネ計算方法の研究[J]。上海エネルギー節約、2021、(02): 153-159。

著者：上海科学技術館初の科学普及スター充電ステーションの学生、郭東

謝辞：中国科学院上海物理工科研究所の郭偉紅博士が本論文の科学的指導を提供した。

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