Noman Flight Research Group 無人航空機(ドローン)の研究会です

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6.4 飛行の方法に応じた運航リスクの評価及び最適な運航の計画の立案【教則学習】

2023年1月25日  2024年4月16日 
6. 運航上のリスク管理    6.4 飛行の方法に応じた運航リスクの評価
及び最適な運航の計画の立案

6.4 飛行の方法に応じた運航リスクの評価 及び最適な運航の計画の立案

令和6年(2024年)4月14日(日)以降に無⼈航空機操縦士の学科試験を受験される方は下記の「第3版」をご覧ください。
6.4 飛行の方法に応じた運航リスクの評価及び最適な運航の計画の立案【教則学習(第3版)】
教則の本文を黒色に、独自に追記した補足説明や注釈を別色で記載しています。

6.4.1 夜間飛行

(1) 夜間飛行の運航について

夜間飛行は、機体の姿勢及び方向の視認、周囲の安全確認が日中と比較し困難となる。夜間飛行においては、原則として目視外飛行は実施せず、機体の向きを視認できる灯火が装備された機体を使用する。操縦者は事前に第三者の立入りの無い安全な場所で、訓練を実施すること。離着陸地点を含め、回避すべき障害物などには、安全確保のため照明が必要である。

機体の向きを視認できる灯火とは、有人航空機で設置されているの航行灯のようなものを表しているのだと思いますので、航空機の灯火について説明します。

航行灯(navigation light)は、位置・方向・状態に関する情報を他者に提供する為のもので、国際条約や各国の行政当局によって設置が義務付けられています。自動車の前照灯(ヘッドライト)の様に他者を照らして視認する目的のライトではありません。航空灯、航法灯、位置灯[position light]など様々な呼び方をされますが、同一のものです。また、この航行灯と同じ役割をするものは、船舶にも設置されています。もともとは、船舶で運用されていたルールを航空機にも適用したそうです。船舶に設置されるものは航海灯と呼ばれています。また、誰が確認するのか?と疑問になりそうですが、一部の宇宙船にも設置されています。これは、国際宇宙ステーション(ISS)へ荷物を運搬する無人輸送船・シグナスやスペースX社の輸送船・ドラゴンなどに設置されているそうです。宇宙人に見せる為ではなく国際宇宙ステーション(ISS)の乗組員がドッキングの際などに目視で確認する為なのだそうです。

設置場所、灯火の色などのルール
国際的なルールにより、航空機の場合、翼の両端に設置されています。左翼は赤色、右翼は緑色と決められています。この色分けのルールは船舶でも同様です。なぜ、色分けをされているのかと言うと、例えば、こちらに向かってきている飛行機を視認したときに、赤と緑の並んだ灯火の位置関係を見れば、どちらが左翼でどちらが右翼なのかが分かるようになります。こちらに向かってきているのか、それとも遠ざかっているのかを判断する手がかりになる為の工夫というわけです。また、片側の色しか見えない場合は自分から見て(左翼の)左舷灯の赤色が見えていれば、右から左へ、(右翼の)右舷灯の緑色が見えていれば、左から右へ、目の前を横切っている事になります。左右の光が漏れて誤認する事のないように照射する範囲も左翼端の航空灯は真正面から左方向に向けて110度の範囲、右翼端の航空灯は真正面から右方向に向けて110度の範囲を照射するように定められています。
航行灯

衝突防止灯[Anti-collision light]
航空機同士の衝突を防止する目的で設置されているライトです。衝突防止の役割を果たす2種類のライトをまとめて、衝突防止灯と呼びます。
ビーコンライト[Beacon light]は、航空機の胴体上部と下部に取り付けられている赤色の点滅灯で、主に大型旅客機で使用されています。エンジンの始動・停止や、機体が動き出すことを地上職員や他の航空機に知らせるためのものです。回転して点滅するものもあり、目立つように工夫されています。このライトは、地上から確認できるほど明るく、暗い場所や曇天で飛行機が完全に見えない場合でも、また、地上からでも上空を通過する航空機の赤い点滅を確認する事ができると思います。
ストロボライト[Strobe light]は、機体の左端、右端、大型機や一部の小型機では後方にある白い点滅灯です。機体で一番明るい光で、滑走路に進入・進入するときや、暗く晴れた空で視認するために使われます。雲や霧の中では、水滴が反射してパイロットの視界が悪くなるため、消灯されることもあるそうです。
機尾灯
白色尾灯は真後ろから左右に70度ずつ、つまり140度の範囲から、それぞれ視認できるよう点灯されます。
ロゴ灯
旅客機のロゴを照らす為のもので垂直尾翼を左右から照らすライトです。自機の所属を確認させやすくするために旅客航空機で利用されます。

ヘリコプターの航行灯
飛行機と同様に、照明器具を装備することが義務づけられています。ただし、ヘリコプターの場合、翼がない物が多いので、飛行機と同様に翼の両端に設置することができません。キャビンの両サイドに設置されるなど、飛行機とは若干異なります。ですが、左側は赤色、右側は緑色のルールは踏襲されています。点滅式衝突防止灯も必要とされています。

無人航空機の航行灯
無人航空機には法的に有人機と同様の照明設備は義務図けられていません。ただし安全の観点から、夜間飛行を行う場合には、必要になると思います。
現在、一般に販売されている機体の中には標準的に照明装置が備え付けられている物もありますが、その明るさや、色など、有人機に対するルールに則ったものでない場合がありますので、注意(知っておく事)が必要だと思います。
参考に、DJI社の無人航空機の場合を示します。
機体ライト


DJI社の機体には一般的に機体のロータの下4か所にLEDのインジケータが備えられています。このLEDは3色のLEDで赤、緑、黄色で発光、点滅することができます。
条件により、発光の色や、点灯や点滅の仕方が異なります。

Mavic 3の場合の発光条件一覧 ※機種により異なる部分があります。

前方LEDの色 前方点灯し方 機体の状態 後方LEDの色 後方点灯し方 インジケータ意味
電 源ON
モーターOFF
点灯 正常状態 赤、緑、黄
が交互
点滅 電源オン時の自己診断テスト実行中
4回点滅 ウォーミングアップ中
ゆっくりと点滅 GNSS有効
定期的に2回点滅 ビジョンシステム有効
ゆっくりと点滅 GNSS又はビジョンシステムなし
警告状態 素早く点滅 送信機の信号ロスト
ゆっくりと点滅 バッテリー残量低下
素早く点滅 バッテリー残量極度に低下
点灯 重大なエラー
赤、黄
が交互
素早く点滅 要コンパスキャリブレーション
電 源ON
モーターON
赤、緑
が交互
点滅 正常状態 点滅

上図のように、機体の状態を様々な色の発光で知ることができます。このことは、これらの発光が他者に対して機体の位置や進行方向を示す目的より自機のステータスを操縦者に知らせることを主眼に置いていると考えられます。
異なるルールで表示されるサインが同じ空域に存在する場合のリスクを認識しておくことが重要だと思います。有人航空機からどのように見えるのか、(見えないことも含め)見る人がどのようなルールに従って動いているのかをイメージすることも大変重要なことでしょう。有人航空機を操縦している人が、無人航空機にこのような発光ルールがある事を知ってくれている事の方が、少ないでしょう。

無人航空機の夜間照明
夜間の機体の位置方向を知るためや、明るさを得るために機体にライトを追加搭載するなどの工夫も必要になるかもしれません。海外ではドローンのドレスアップの目的ではありますが、プロペラ自体にLEDを埋め込んだものなどが販売されているようです。回転翼を光らせるためよく目立つとは思います。ただし、プロペラ一つずつに小型バッテリーが内蔵されており都度それぞれのプロペラを充電してやらないといけませんが。。。
回転翼を発行させるイメージとしては有人機のオスプレイなどで採用されています。

米国海軍の夜間飛行の前に給油されるMV-22オスプレイ垂直離着陸機
米国海軍の夜間飛行の前に給油されるMV-22オスプレイ垂直離着陸機
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(2) 夜間飛行のリスク軽減を図るための対策と提案について〔一等〕

● 操縦者は、夜間飛行の訓練を修了したものに限定する。
● 夜間における機体灯火の視認可能範囲など、飛行範囲を明確にする。
● 操縦者と補助者の連絡方法の有効性を確認する。
● 飛行経路下を飛行管理区域に設定する。
● 第三者が出現する可能性が高い地点の特定と対応方法を検討する。
● 離着陸を予定している場所、回避すべき障害物、緊急着陸予定地点を視認可能とする。

(3) 夜間飛行におけるリスク軽減策を踏まえた運航の計画の立案の例〔一等〕

リスク軽減策を踏まえ、次の内容を織り込み、運航の計画を立案すること。
● 夜間飛行においては、目視外飛行は実施せず、機体の向きを視認できる灯火等が装備できる機体を使用し、機体の灯火が容易に認識できる範囲の飛行に限定する。
● 飛行高度と同じ半径内に第三者が存在しない状況でのみ飛行を実施する。
● 離着陸を予定している場所、回避すべき障害物、緊急着陸予定地点を照明の設置等により明確にするとともに、機体が視認できるようにする。
● 飛行経路全体を見渡せる位置に、無人航空機の飛行状況及び周囲の気象状況の変化等を常に監視できる補助者を配置し、補助者は操縦者が安全に飛行させることができるよう必要な助言を行う。
● 第三者が出現する可能性が高い地点には、補助者を配置する。
● 操縦者と補助者は常時連絡が取れる機器を使用する。
● 補助者についても、機体特性を十分理解させておく。

6.4.2 目視外飛行 

(1) 目視外飛行の運航について

1) 補助者を配置する場合
目視外飛行の運航は、機体の状況や障害物等の周囲の状況を直接肉眼で確認することができない。
飛行経路全体を把握し、安全が確認できる双眼鏡等を有する補助者の配置を推奨する。目視外飛行においては、次に掲げる機能を装備した無人航空機を使用すること。
● 自動操縦システムを装備し、機体に設置したカメラ等により機体の外の様子が監視できる。
● 地上において、無人航空機の位置及び異常の有無を把握できる(不具合発生時に不時着した場合を含む)。
● 不具合発生時にフェールセーフ機能が正常に作動する。
当該機能の例は、以下のとおり。
① 電波断絶の場合に、離陸地点まで自動的に戻る機能又は電波が復帰するまでの間、空中
で位置を継続的に維持する機能
② GNSS の電波に異常が見られる場合に、その機能が復帰するまでの間、空中で位置を継
続的に維持する機能、安全な自動着陸を可能とする機能又は GNSS 等以外により位置情報を
取得できる機能
③ 電池の電圧、容量又は温度等に異常が発生した場合に、発煙及び発火を防止する機能並
びに離陸地点まで自動的に戻る機能又は安全な自動着陸を可能とする機能
2) 補助者を配置しない場合
補助者を配置しない場合は、無人航空機に求められる要件が追加されることに注意が必要である。追加される要件を次に掲げる。
● 航空機からの視認をできる限り容易にするため、灯火を装備する。または飛行時に機体を認識しやすい塗色を行う。
● 地上において、機体や地上に設置されたカメラ等により飛行経路全体の航空機の状況が常に確認できる。
● 第三者に危害を加えないことを、製造事業者等が証明した機能を有する。ただし立入管理区画(第三者の立入りを制限する区画)を設定し、第三者が立ち入らないための対策を行う場合、又は機体や地上に設置されたカメラ等により進行方向直下及びその周辺への第三者の立入りの有無を常に監視できる場合は除く。
● 地上において、機体の針路、姿勢、高度、速度及び周辺の気象状況等を把握できる。
● 地上において、計画上の飛行経路と飛行中の機体の位置の差を把握できる。
● 想定される運用に基づき、十分な飛行実績を有する機体を使用すること。この実績は、機体の初期故障期間を超えていること。

(2) 目視外飛行のリスク軽減を図るための対策と提案について〔一等〕

1) 補助者を配置する場合
● 操縦者は、目視外飛行の訓練を修了したものに限定する。
● 事前確認などにより、適切な飛行経路を選定する。
● 適切な補助者の配置を検討する。
● 飛行前に、飛行経路下に第三者が存在しないことを確認する。
● 操縦者と補助者の連絡方法の有効性を確認する。
2) 補助者を配置しない場合
補助者を配置しない場合は、次の内容を追加する。
● 操縦者は、補助者無し目視外飛行の教育訓練を修了したものに限定する。
● 飛行経路は第三者の存在する可能性の低い場所を選定する。
● 有人機の運航を妨げない飛行範囲を設定する。
● 緊急時の対応と、緊急着陸地点をあらかじめ設定する。
● 立入管理区画を設定した場合、第三者が立ち入らないための方策及び周知方法を設定する。

(3) 目視外飛行におけるリスク軽減策を踏まえた運航の計画の立案の例〔一等〕

リスク軽減策を踏まえ、次の内容を織り込み、運航の計画を立案すること。
1) 補助者を配置する場合
● 飛行経路及び周辺の障害物件等を事前に確認し、適切な経路を特定し選定すること。
● 飛行経路全体が見渡せる位置に飛行状況及び周囲の気象状況の変化等を常に監視できる双
眼鏡等を有する補助者を配置し、操縦者へ必要な助言を行うこと。
● 操縦者と補助者が常時連絡を取れること。
● 補助者が安全に着陸できる場所を確認し、操縦者へ適切な助言を行うことができること。
● 補助者にも機体の特性を理解させておくこと。
2) 補助者を配置しない場合
補助者を配置しない場合は、次の内容を追加する。
● 飛行経路には、第三者が存在する可能性が低い場所を設定する。第三者が存在する可能性が低い場所は、山、海水域、河川・湖沼、森林、農用地、ゴルフ場又はこれらに類するものとする。
● 空港等における進入表面等の上空の空域、航空機の離陸及び着陸の安全を確保するために必要なものとして国土交通大臣が告示で定める空域又は地表若しくは水面から 150m以上の高さの空域の飛行は行わない。(一時的に地表から 150m を超える飛行を行う場合は、山間部の谷間など、航空機との衝突のおそれができる限り低い空域を選定する。)
● 全ての飛行経路において飛行中に不測の事態(機体の異常、飛行経路周辺への第三者の立入り、航空機の接近、運用限界を超える気象等)が発生した場合に、付近の適切な場所に安全に着陸させる等の緊急時の対策手順を定めるとともに、第三者及び物件に危害を与えずに着陸ができる場所を予め選定すること。
● 飛行前に、飛行させようとする経路及びその周辺について、不測の事態が発生した際に適切に安全上の措置を講じることができる状態であることを現場確認する。
● 飛行範囲の外周から落下距離の範囲内を立入管理区画とし、飛行経路には第三者が存在する可能性が低い場所の設定基準を準用する。
● 立入管理区画を設定した場合は、当該立入管理区画に立看板等を設置するとともに、インターネットやポスター等により、問い合わせ先を明示した上で上空を無人航空機が飛行することを第三者に対して周知する。
● 立入管理区画に道路、鉄道、家屋等、第三者が存在する可能性を排除できない場所が含まれる場合には、追加の第三者の立入りを制限する方法を講じる。

6.3 機体の種類に応じた運航リスクの評価及び最適な運航の計画の立案
「無人航空機の飛行の安全に関する教則」 令和4(2022)年11月2日第2版【教則学習】目次
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