飛行機の“窓”、よく見ると必ず…！ そこにある「世界初のジェット旅客機」が残した教訓とは 初飛行から75周年

今から約75年前に初飛行した世界で初めてのジェット旅客機デ・ハビランド DH.106「コメット」。この機体は華々しい記録と共に、痛ましい事故による重要な教訓を残した機体としても記憶されています。

最新技術の粋を集めた機体が相次いで墜落…

　約75年前の1949年7月27日、世界で初めてのジェット旅客機デ・ハビランド DH.106「コメット」が初飛行しました。

　同機は旅客機の歴史において大きな足跡を残すことになりますが、痛ましい事故も起こし、ジェット機に関する基本的な安全対策の指針にもなりました。

「コメット」は1952年5月に商業運航を開始します。上空で機内の気圧を外部より高めて空気の濃さを維持する「与圧キャビン」など、当時としては最新鋭の技術を駆使していました。通常ならば人間が呼吸もできない、空気抵抗の低い高高度を飛び、燃料を節約しつつ高速で飛行するという運航の嚆矢となりました。

　しかし、就航からわずか2年足らずの1953年5月2日、英国海外航空（BOAC、現ブリティッシュ・エアウェイズ）781便が墜落し、35人の乗員乗客全員の命が失われる事故が発生。このときは悪天候による墜落だと結論づけられますが、約半年後の1954年1月10日には英国海外航空781便、その3か月後の4月8日には南アフリカ航空201便墜落事故が立て続けに墜落事故を起こし、やはり乗員乗客全ての命が失われる惨事となりました。

　いずれの「コメット」も、想定していた機体耐用年数よりもはるかに前の段階で墜落しており、しかも空中分解した可能性が高いことが明らかとなりました。機体開発時に見逃していた問題があると予想した、ウィンストン・チャーチル首相及び政府は、国の威信を賭けた徹底的な事故調査を行うこととなりました。

　チャーチルから、いくら資金をかけても原因を究明するように要請を受けたロイヤル・エアクラフト・エスタブリッシュメント（RAE）は、大胆な行動に出ます。2機目の事故機であり、イタリアのエルバ島沖に墜落した英国海外航空781便の残骸を引き揚げ、地上でパズルのように再度継ぎ合わせ、原因となった箇所を特定しようとしたのです。

　墜落機体の残骸を回収し、再度継ぎ合わせ原因を特定する方法は現在の事故調査では当たり前の検証方法のひとつになっていますが、同機で初めて試みられました。

革新的すぎるゆえの悲劇だった？

　その結果、機体上部の、アンテナ窓と室窓のコーナー部に亀裂があったことが確認されました。この亀裂は何度も圧力を受けた結果、金属疲労により発生したものでした。

　この発見により、事故機の墜落原因はエンジントラブルや悪天候ではなく、窓から発生した亀裂が胴体全体に及び、与圧機体の内外気圧差による爆発的な空中分解が起きたことであると結論づけられます。

　しかし、ほかの便の墜落原因も同様だったかについては証明できませんでした。

　特に、南アフリカ航空201便に使用されていた機体はわずか900回しか飛行しておらず、金属疲労原因ではない可能性もあるとされました。そこで「コメット」の胴体が全て収まる特殊な水槽を製作し、1954年5月26日に検証実験を実施。水槽や機内を水で満たし、その水を増減させることで上空と同じような圧力を作り出し、飛行でかかる負荷を再現することになりました。

　実験は最長5か月程度かかると予想されましたが、わずか2週間半で結果が出ます。1830回目の加圧において実験機体の窓枠に亀裂が発生したのです。

　開発当初から与圧による金属疲労の問題は考慮されていました。しかしその耐久力の限界飛行回数は約5万4000回と考えられており、ほかの実験での加圧も含め、計3060回の飛行回数にしかなっていない実験機体の亀裂は予想外のものでした。

　水槽実験の結果、短時間で亀裂が入った直接的な原因は、客室の窓の形が四角い鋭角だったことだと判明しました。

　機体が上昇し、機内が加圧されるたび、窓の角部分に力が集中してしまい、それが繰り返されることで、予想以上に早く機体に亀裂が入り空中分解したと推測されました。それまでは加圧による荷重の集中がどのように起こるかの知見が不十分でした。
　
　この調査後、事故機と同じ角ばった窓を採用していた「コメット」Mk.Iは永久的に飛行禁止となりました。また、亀裂が入っても致命的な破壊に至らない設計方法や、より正確な機体寿命を見積もることができる試験方法が確立されるなど、事故で得られた教訓は後のジェット旅客機開発に活かされることとなりました。この事故以降のジェット旅客機は、窓の形が丸に近い曲線的なものになっています。

　なお、この「コメット」空中分解の事故は、「リバティー船沈没事故」や「タコマ橋の崩壊」と並び、機械工学において必ずといっていいほど教わる事柄となっています。