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高い山に登ると空気が薄くなると言う。では、なぜ飛行機は富士山よりも高い空を飛んでいるのに人間は普通でいられるのか?唐突な質問だが、実はこの事は123便の事故に深い関係がある。ここでは『与圧』と『減圧』、さらにそれらに関係する『圧力隔壁』について説明してみる。

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大気の気圧は地上(0メートル)で1気圧である。ほとんど地上で生活している我々は、1気圧の大気が基本となる。大気の気圧は上空に行けば行くほど下がっていく。気圧が下がれば下がるほど人間は呼吸が苦しくなる等の苦痛が表れる。例えば富士山の頂上(3,776メートル=約12,400フィート)では0.65気圧、エベレストの頂上(8,848メートル=約29,000フィート)では0.35気圧しかない。

123便の場合の巡航高度は24,000フィート。富士山のほぼ2倍の高さ、0.4気圧程度の高い高度を飛行する事になる。地上に比べて40%程度の気圧しかない場所に10分程度で到達してしまえば、人間は間違いなく呼吸困難に陥り気絶してしまうだろう。航空機の場合、そのような事が無いようにエンジンポンプから取り込んだ圧縮空気を機内(操縦室・客席・貨物室等)に送り込み、人為的に気圧を高めて人間に必要な酸素量を確保している。

このように機内の気圧を地上の気圧とほぼ同等に保つこと『与圧』と言う。24,000フィートの上空を飛行する場合、与圧をしなければ客室内の気圧は0.4気圧しか無いが、与圧をすることにより客室内の気圧はほぼ地上と同等の気圧になる。だから空の旅は快適だと言う事になる訳だ。

与圧をする事により、機内は機外に比べて高い気圧が保たれている。機内の壁には1平方メートルあたり6トンもの強い空気の圧力がかかっている。

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膨らませた風船を思い出してみてほしい。風船の中には空気が詰まっている。これは航空機が与圧された状態と似ている。では風船に針などで穴を開けるとどうなるか?風船は破裂するか、破裂しないにしても勢いよく中の空気が抜けてしまうだろう。

『減圧』とはこういう事である。つまり与圧された航空機に何らかの異常が発生し機内の気圧が減少した場合の事『減圧』と言う。何らかの異常とは、例えば圧縮空気を機内に送り込むポンプが破損した場合や、風船の場合と同じく機体に穴が開いた場合などが考えられる。

ポンプの破損等の場合は、機内の減圧の程度は緩やかであろうから、航空機自体の高度を下げることによって人体への影響や機体の損傷も最小限に抑えられる可能性がある。

しかし機体に穴が開いたりすると、機内の与圧された空気は機外の気圧と同等になるまで一気に穴から流出する。開いた穴の大きさや場所によっては機内に強い風が吹き抜けて客室内部を破損したり、場合によっては人間が穴から機外に吸い出されたりする事もある。高い高度を飛行中に穴が開いた場合は気圧が一気に下がる為、人間は呼吸困難に陥ったり、耳の鼓膜にダメージを受けたり、気絶してしまう等の影響がでる。

こういう減圧の状態を一般的に『急減圧』と言う。事故調査報告書によれば123便の事故の場合も、異常事態発生時に客室内でこの『急減圧』がおきたとされている。

ただし、事故調査報告書には『急減圧』と言う言葉は一切使われていない。事故調査報告書に書かれている異常事態発生までの破壊順序・それに於ける数値・状況等のプロセスを踏まえて考えると『急減圧』が起きたとしか考えられない状況であったと言う事である。生存者の証言等から多くの航空関係者や知識人は123便の『急減圧』を否定している。123便に『急減圧』が本当にあったのかどうか、『急減圧』を基にした事故調査報告書の結論は本当なのか、この事は現在に至るまで疑問が投げかけられている点である。

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航空機は人間に必要な酸素量を確保する為、『与圧』をしている事は最初に書いた。航空機は客室最後部で機内に壁を作り、操縦室からその壁までの間を与圧している。その客室最後部の壁の事を『圧力隔壁』と言う。

ボーイング747の後部圧力隔壁
ボーイング747型機の後部圧力隔壁(客室側)

圧力隔壁は直径が4.56メートルの円形の形をしており、客室側から見ると浅いお椀の様にへこんだ形をしている(客室の内装パネルの後ろにある為、通常は客室内から見る事は出来ない)。中心から円の縁に向かって緩く湾曲したスティフナと呼ばれる桟が36本組まれている。そこにアルミ合金製のウエブと呼ばれる扇状の板がリベットで止められている。ウエブは中心から外側に向かって大きくなっていく。さらにスティフナとウエブで出来た円形の壁の上に、大きさの違う円形のストラップと言う補強材を4枚取り付けてある。

圧力隔壁の各部名称
圧力隔壁の各部名称

上空で与圧をすると機内の壁には1平方メートルあたり6トンもの強い空気の圧力がかかっている事は先にも書いたが、この圧力隔壁にももちろん同等の圧力がかかり、隔壁全体ではおよそ100トンもの圧力がかかる事になる。この強い圧力を1cm弱の厚みしかないウエブと36本のスティフナと4枚のストラップで受け止めている事になる。

では、もし圧力隔壁に穴が開いてしまったらどうなるのか?圧力隔壁に穴が開くと言う事は、機体に穴が開くのと同じ事である。客室の与圧された空気は圧力隔壁に開いた穴から機体最後部に流出する。圧力隔壁より後ろ側は部屋のような空間になっており、水平尾翼や垂直尾翼、APU(補助動力装置)等の重要な構造物が取り付けられている。そこへ客室与圧空気が流出した場合、その空間の内圧は一気に上がり垂直尾翼や水平尾翼を破損してしまう恐れがある。

そのような事態に備えて、機体最後部にはプレッシャーリリーフドアと呼ばれる扉が付いている。プレッシャーリリーフドアはある一定の圧力が掛かると開くように出来ており、そこから膨張した空気を機外へ逃がす仕組みになっている。

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