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後藤 啓太＊（社）日本航空技術協会「会長賞」は、当協会の賛助会員（法人）を対象に、各法人組織内においてしました（ボーイング 747-200 型機での観測は、品質、安全、生産性などの向上に多大な貢献をした

2005 年 11 月をもって終了しています）。

たた

個人またはグループを表彰し、その活動を称え、広今回は、（株）ジャムコ

新大気観測プロジェクトでは、地球温暖化の原因となっている温室効果気体の海洋および陸地でく紹介することを目的とするものです。
航空機整備カンパニーの発生源（ソース）、および吸収源（シンク）を後藤 啓太 殿が〔航空機搭載型大気観測装置の開把握するためのデータ（地理的分布および高度分発・製造について〕により受賞されました。
（編集部）

布）を広範囲で取得することを目標としています。
地球規模での温室効果気体の循環を理解することは、将来の気候変動予測の不確実性を低減することに役立つと期待されています。

航空機搭載型大気観測装置に関する記事は、航航空機の安全運航を確保しつつ、グローバル・

空技術 613 号（2006 年 4 月）で「航空機搭載型大スタンダードとなりうる大気観測装置を開発し、気観測装置の開発について」が掲載されています。

世界に先駆けた民間航空機を使用した定期的な観今回掲載する記事は続報であり、重複する内容測を目指してきました。広く民間航空機への搭載も記述しています。以前の記事をご存じない方のを目指すうえで、米国 FAA（米連邦航空局）のために、まず新大気観測プロジェクトについて説STC （Supplemental Type Certification）、および航明します。

空局の追加型式設計承認を取得することが必要となりました。また、FAA の STC を取得するために、米国籍の弊社の子会社 JAMCO America, Inc.の役割も重要でした。

1993 年からオーストラリア〜成田線で、（株）日本航空が所有していたボーイング 747-200 型機に大気観測装置を搭載し、観測を行ってきました。
大気観測に使用していた航空機の退役に備え、日このプロジェクトでは大気観測装置を 2 種類開航財団をプロジェクトの窓口にして、新大気観測発しました。

プロジェクトが 2003 年に発足しました。文部科学

・自動大気サンプリング装置 （Automatic Air

省 科学技術振興調整費の補助を受けて開始された
このプロジェクトには、国立環境研究所、気象庁
気象研究所、東北大学、宇宙航空研究開発機構

Sampling Equipment ：以下、ASE）
・ 二 酸 化 炭 素 連 続 測 定 器 （ Continuous CO 2
Measuring Equipment ：以下、CME）（JAXA）、（株）日本航空インターナショナル（JALI）のメンバーと共に、（株）ジャムコも参画＊

Goto Keita（株）ジャムコ 航空機整備カンパニー

46（1）ASE
ASE および CME は、JALI 所有のボーイング747-400 型機（2 機）と、ボーイング 777-200 型機
航空技術 No.631〔07-10〕

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写真 1 ASE 外観
左 か ら ASE-1、 ASE-2、 ASE Pump。 重 量 は ASE-1 ：39.5lbs、（17.9kg）、ASE-2 ： 34.4lbs（15.6kg）、Pump ：写真 2 ASE 内部写真
ASE-1 および ASE-2 には、端部が半球型に成型された 6 本の金属容器を装備しています。

16lbs（7.3kg）。

（3 機、CME のみ搭載）に搭載されています。装2）。

置搭載にあたっては、米国 FAA の STC、およびまた、金属容器に空気を充填したときの日付、航空局の追加型式設計承認を取得して、航空機の時刻、航空機の位置情報（緯度、経度、気圧高度、改造を実施し、大気観測装置を搭載しました。ま電波高度、外気温など）、機内圧、および充填圧

た、JAXA 所有のビーチクラフト 65 型機にも、が、ASE-1 内のメモリーに記録されており、採取

CME を修理改造検査を経て搭載しています

した空気を分析するときのデータとして使用され（JAXA 所有のドルニエ Do228-202 型機にも現在搭ます。

載可能となりました）。

ASE は、ボーイング 747-400 型機 2 機に搭載可

ASE は、ボーイング 747-200 型機に搭載してい能ですが、ASE による観測は、装置の搭載、取りた装置の改良型で、航空機搭載機器間の情報のやおろし、運搬、分析といった手順が必要になるのり取りに用いられている ARINC429 データバスかで、観測頻度には限界があり、現在では、月に 2ら位置情報などを取り込み、飛行中に決められた回の頻度でオーストラリアのシドニーと成田を結

緯度／経度、また高度において、12 本の金属容器

ぶ路線において、高度 10 〜 12km における 12 箇中に空気を充填する装置です。空気採取後は直ち所の緯度別の二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）、に航空機から装置を取りおろし、国立環境研究所、六フッ化硫黄（SF6）、一酸化亜酸化窒素（N2O）において大気成分の分析が行われます。

炭素（CO）、水素（H2）の濃度と二酸化炭素およ

ASE は、2 個のモジュール・ユニット（ASE-1

びメタンの同位体比を観測しています。

および ASE-2）、およびサンプリング用ポンプで構成されています（写真 1）。ASE-1 および ASE-2（2）CMEには、それぞれ 6 本の金属容器が内蔵されており、もう一つの装置である CME は、ボーイング充填圧が高圧ガスの規定値を超えない範囲で、か747-400 型機および 777-200 型機に搭載され、約 2

つ極力多くの空気を充填できるように、金属容器、ヶ月間飛行中の大気に含まれる二酸化炭素濃度を配管および電磁弁などの配置に工夫が凝らされて連続的に計測することができます。ASE と同様に、います。また、空気の流れの淀みを極力減らすこ

ARINC429 データバスから位置情報などを取り込とを目的として、金属容器の端部を半球型に成型んでおり、計測した二酸化炭素濃度データは、日し、内部は特殊な表面処理を施しています（写真付、時刻、航空機の位置情報（緯度、経度、気圧

航空機搭載型大気観測装置の開発・製造について

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高度、電波高度、外気温など）、および機内圧と同様の観測が可能となりました。

共に、CME 内のメモリーに記録され、CME を航CME は、外気を測定部に取り込み、二酸化炭素空機から取り外されたあとに、記録されたデータ濃度を計測します。この測定部は、温度などの周を読み出し、国立環境研究所で解析が行われます。

辺環境の影響を受けるために、予め二酸化炭素濃国際線の定期旅客便に搭載することで、航空機度が厳密に計測された 2 種類の標準ガスを定期的の離陸時から着陸時まで連続して大気中の二酸化に、外気と切り替えながら、連続的に二酸化炭素炭素濃度を観測し続けることができます。そのた濃度を測定しています。CME が航空機から取りめ、上空における水平分布が得られるだけでなく、下ろされたあとに、定期的に実測された標準ガス

離着陸時に二酸化炭素濃度の鉛直分布を観測でき中の二酸化炭素濃度の実測値を基準値として、国る点が大きな特徴です。大気中における二酸化炭

立環境研究所で濃度計算が行われます。

素の３次元的な輸送を理解するには鉛直分布のデータが極めて重要であると言われています。

標準ガスは、高圧ガス容器に、1,800psi の圧力で充填されています。この圧力容器の選定にあた

JALI 所有機での本格観測に先駆け、JAXA 所有っては、いろいろな困難がありました。航空機にのビーチクラフト 65 型機に CME を搭載して、先搭載するためには、容器の大きさに制限があり、行観測が行われました。現在も観測は継続されてかつ、米国 DOT （Department of Transportation）がいます。この観測は、月に 2 回の頻度で、相模湾認める容器でなければなりません。また、日本国上空の 7,000 メートルから 500 メートルの間で、内で充填するためには、KHK（高圧ガス保安協会）スパイラルを描いて高度を下げて観測されます。の検査に合格したものでなければなりません。一65 型機は非与圧機であるため、外部ポンプを用い方、測定精度を高く保つためには、二酸化炭素濃て、加圧された外気を CME に送り込みます。現度の経時変化が小さい容器でなければなりません

在、JAXA 所有のドルニエ Do228-202 型機でも、でした（写真 3、4）。

写真 3 CME 外観

写真 4 CME 内部

外観は、出前の「岡持」に見えますが、航

左図：二酸化炭素測定器、データロガ、ARINC コンバータなどの電子部品を片側にまとめ空機に搭載するための機能と安全性を考慮ています。

した形になっています。重量は 55.2lbs.

右図： 2 本の標準ガスボトル、Pump、除湿器、フィルターなどをまとめています。

（25kg）。

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航空機に搭載するために、様々な環境／電気試験が求められ、各試験に合格しなければなりません（写真 5）。
まず、社内試験用に供試品を製作し、試験を繰り返しながら、本試験に耐えうる製品を仕上げなければならず、かつ、研究に使えるデータの質も満足させなければならず、試行錯誤の繰り返しでした。結局、社内試験用に約 5 台の試作品をつくることになってしまいました。
米国で行われた FAA の立会い試験に、自信を持

写真 5 Emission of Radio Frequency Emergency Test
（無線周波エネルギー放射試験）って臨んだものの試験中に不具合が発生し、ホテルの一室が作業部屋に変化することもありました。

品も含めると、ASE が 8 台、CME が 9 台と、当初最終的には、FAA の立会い試験に使用した供試の予想をはるかに上回る試作品を製作しました。

・ Ground EMI ※ Test
航空機に搭載した ASE（ボーイング 747-400ボーイング 747-400 型機とボーイング 777-200 型型機のみ）、および CME の作動によって、航空機の初号機の改修作業および Flight Test が、FAA機に搭載されている電子機器に影響を与えないおよび航空局の検査官立会いのもと実施されましことを地上で確認しました。

た。

・ Harmonics TestASE Pump は、AC115V/400Hz で作動するた

ボーイング 747-400 型機（図 1）め、航空機の電源に影響を与えないことを確認

初号機改修期間： 2005 年 10 月〜

しました（ボーイング 747-400 型機のみ）。

場所：成田国際空港 日本航空第 1 ハンガー
Flight Test ： 2005 年 10 月 20 日

・ Flight EMI ※ Test
航空機に搭載した ASE（ボーイング 747-400

装置搭載場所：前方貨物室 Water Tank の外側型機のみ）、および CME の作動によって、飛行（STA980 の Floor Beam に ASE および CME 用の中の航空機に搭載されている電子機器に影響をCabinet をぶら下げた構造で、Cabinet はタイロッドで下部構造材に固定しています）。
実機での確認試験内容
機体改修後、下記試験を実施しました。
・ Function Ground Test
航空機に ASE（ボーイング 747-400 型機のみ）、および CME を搭載し、地上で所定の機能を満たしていることを確認しました。

与えないことを確認しました。
※ EMI ： Electro Magnetic Interference（電磁干渉）ボーイング 777-200 型機（図 2）
初号機改修期間： 2006 年 3 月〜
場所： 羽田空港 日本航空大型第 1 ハンガー
Flight Test ： 2006 年 3 月 17 日
機体搭載場所：前方貨物室 右側側壁の構造材にPlatform を取り付け、これに固定し、搭載しています。

航空機搭載型大気観測装置の開発・製造について

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図 1 ボーイング 747-400 型機でのASE および CME 取付状態

ASE 搭載 Cabinet

前方貨物室NRT（成田国際空港）

CME 搭載 Cabinet
NRT-OIT（往路）OIT-NRT（復路）OIT

ボーイング 747-400 型機の Flight Test Route（大分空港）

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航空技術 No.631〔07-10〕

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図 2 ボーイング 777-200 型機での CME の取付状態

CME 搭載場所

HND（羽田空港）HND-OIT（往路）OIT-HND（復路）OIT

ボーイング 777-200 型機の Flight Test Route

前方貨物室（大分空港）

図 3 STC の証書
左： FAA 発行の STC
右：航空局発行の追加型式設計承認書

航空機搭載型大気観測装置の開発・製造について

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す。また、その他にも、様々なマスメディアで解説が紹介されています。
現在、大気観測装置は、以下の 7 機に搭載可能となっています。CME は、7 機すべてに搭載されます。ASE は、ボーイング 747-400 型機（2 機）のみです（2007 年 8 月現在）。

このたび、「航空機搭載型大気観測装置の開発・製造について」で、日本航空技術協会会長賞

JALI 所有機：をジャムコが代表して受賞いたしましたが、新大ボーイング 747-400 型機 （2 機）

気観測プロジェクトに関わってきた各機関のご助たまもの言、ならびにご支援の賜物と思っております。あJA8917、JA8921

らためて、プロジェクト各機関のご協力に感謝申ボーイング 777-200 型機 （3 機）し上げます。

JA703J、JA705J、JA707J

今後も、新大気観測プロジェクト、および研究

JAXA 所有機：者の方々が発表する観測結果、論文にご期待くだビーチクラフト 65 型機

さい。この記事をご覧頂いている現在も、どこかJA5111の上空の大気を観測していることでしょう。

ドルニエ Do228-202 型機
JA8858

今回掲載した情報は、日航財団 HP にさらに詳しく掲載されています。
ASE および CME で観測されたデータは、航空技術 623 号（2007 年 2 月）および 624 号（2007 年

http://www.jal-foundation.or.jp/html/shintaikikansoku/
Contrail_index.htm3 月）で、日航財団 岡氏によって紹介されていまଐஜᑋᆰ২ᘐң˟ႆᘍᑋᆰ߻‫ࡈᜒܖ‬ǷȪȸǺųμ 11 ࠇ
会員価格（税込） 税込価格

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