クロスウィンド計算機 – 横風・向かい風・追い風成分を計算
クロスウィンド計算機は、風向・風速を滑走路方位と比較することで、あらゆる風の横風・向かい風・追い風成分を求めます。
XWC = 20 × sin(50°) = 15.3 kts
右側からの横風15.3ノット、滑走路09沿いに12.9ノットの向かい風があります。
Cessna 172の実証済み横風と同等かそれ以上
横風成分とは何ですか？
横風成分とは滑走路中心線に対して垂直に吹く風の部分です。ノットで測定され、風が滑走路に対してちょうど90°でない限り、報告された風速より常に小さくなります。これを決定するのは2つの数値です：報告された風向と滑走路方位です。両者の差が風角度であり、この角度が、風が航空機を滑走路に沿ってまっすぐ押すのではなく、どれだけ横に押すかを決定します。
FAAは、認証を受けたすべての航空機について実証済み最大横風を公表することをメーカーに義務付けており、ICAO附属書14は横風値を使用して、飛行場に2本目の滑走路が必要かどうかを判断します。どちらの数値も風そのものを表すものではなく、いずれも成分を表しています。ATISで25ノットを読み取ったパイロットは、その風が滑走路にちょうど真横でない限り、必ずしも25ノットの横風に直面しているわけではありません。中心線から30°の位置では、同じ25ノットが12.5ノットの横風と21.7ノットの向かい風を生み出し、これは練習機にとって平凡な日です。
すべての横風は、向かい風または追い風のいずれかと対になって現れます。なぜなら風ベクトルは常に互いに垂直な2つの部分に分解され、その分解において風のエネルギーが失われることはないからです。
横風成分の計算方法
風速に、風と滑走路のなす角度の正弦を掛けることで横風成分を計算します。同じ風速にその角度の余弦を掛けると、向かい風成分が得られます。
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| XWC | 横風成分。滑走路を横切る方向に働く風の部分 | ノット |
| HWC | 向かい風成分。滑走路に沿って働く風の部分 | ノット |
| V | 報告された合成風速。定常または突風 | ノット |
| θ | 風角度。風向と滑走路方位の差 | 度 |
横風XWC = V × sin(θ)
向かい風HWC = V × cos(θ)
追い風Tailwind = −HWC
- 滑走路番号を方位に変換する
滑走路番号を10倍して磁方位を求めます。滑走路09は090°、滑走路27は270°、滑走路36は360°を向いています。
- 風向と風速を読み取る
ATIS、管制塔、またはMETARから、風が吹いてくる方向とノットでの風速を取得します。滑走路方位と比較する前に、METARの方位を真方位から磁方位に変換します。
- 風角度を求める
風向から滑走路方位を引き、結果を−180°〜+180°の範囲に正規化します。この符号付きの値が風角度θであり、その符号によって横風が左右どちらから来ているかがわかります。
- 横風には正弦、向かい風には余弦を適用する
横風成分にはθの正弦を、向かい風成分にはθの余弦を風速に掛けます。余弦の結果が負の場合、それはその大きさの追い風です。
- 突風値で繰り返す
定常風速の代わりに突風の風速を使って同じ計算を行い、進入計画を立てる際の最大横風を求めます。
計算例：滑走路09、風向045°、風速20ノット
- 滑走路方位
- 090°
- 風向と風速
- 045° at 20 kt
- 風角度θ
- 045° − 090° = −45°、よってθ = 45°（左側から）
- 横風
- 20 × sin(45°) = 14.1 kt
- 向かい風
- 20 × cos(45°) = 14.1 kt
横風、向かい風、追い風、偏流修正角、対地速度はすべて航空気象計算式シートに一箇所にまとめられており、完全な参考資料を求める方に役立ちます。
クロスウィンド計算機の使用例
以下の各例では、滑走路と風の組み合わせを1つずつ解いており、開く前に見出しで答えが示されています。
滑走路09、風向045°、風速20kt 横風は左側から14.1ノットです。
- 風角度45°
- 横風14.1kt
- 向かい風14.1kt
滑走路09の磁方位は090°で、風は045°から吹いているため、風角度は中心線から45°です。45°の正弦と余弦は等しいため、20ノットの風は等しい14.1ノットの横風成分と向かい風成分に分かれます。滑走路沿いに東を向くと、045°は左翼側にあるため、航空機は風に向かって左エルロン、中心線を保つために右ラダーが必要です。両成分ともCessna 172の横風限界内に収まります。
滑走路27、風向320°、風速15kt 横風は右側から11.5ノットです。
- 風角度50°
- 横風11.5kt
- 向かい風9.6kt
滑走路27は270°を向いており、320°の風はその方位から50°右にあります。50°で15ノットの風は11.5ノットの横風と9.6ノットの向かい風を生み、風の大部分は滑走路に沿ってではなく横切る方向に働いています。西を向くと、320°は右翼側にあり、フレア時には右エルロンと左ラダーが必要になります。滑走路32はこの風にほぼ正面から向き合うことになり、利用可能であればより良い選択となるでしょう。
滑走路18、風向270°、風速25kt 25ノットの全横風です。
- 風角度90°
- 横風25.0kt
- 向かい風0.0kt
滑走路18は真南、180°を向いており、270°の風はちょうど90°で当たります。90°の正弦は1、余弦は0なので、25ノット全体が完全に横風として働き、滑走路沿いには何も働きません。滑走距離を短縮する向かい風も、それを延長する追い風もありません。25ノットは以下の表にあるあらゆる軽単発機の実証済み横風を超えているため、滑走路27または代替飛行場への転航が賢明な判断です。
滑走路27、風向090°、風速10kt 10ノットの正面からの追い風です, 横風はありません。
- 風角度180°
- 横風0.0kt
- 追い風10.0kt
滑走路27は270°を向いており、風は090°から吹いているため、航空機の180°後方に位置します。180°の正弦は0なので横風成分は完全に消え、180°の余弦は−1なので、10ノット全体が追い風に変わります。滑走距離は離陸・着陸のどちらでも延長し、最終進入での対地速度は10ノット上昇します。同じ飛行場の滑走路09であれば、この風は10ノットの向かい風になるため、ここでは技術よりも滑走路選択の方が重要です。
滑走路36、風向090°、風速30kt 30ノットの全横風です。
- 風角度90°
- 横風30.0kt
- 向かい風0.0kt
滑走路36は360°を向いており、090°の風が直角に当たるため、向かい風ゼロの30ノットの全横風が生じます。これはこの滑走路に対して30ノットの風が生み出しうる最大の横風です。30ノットはCessna 172、Piper Cherokee、Cirrus SR22の実証済みの数値を上回り、ほとんどの軽双発機の実用的な操縦限界に近づいています。東西方向の滑走路であれば、同じ風は30ノットの向かい風に変わります。
横風成分早見表
横風成分早見表は、計算不要であらゆる風角度・風速に対する横風・向かい風の値を示します。
| 風角度 | 5 kt | 10 kt | 15 kt | 20 kt | 25 kt | 30 kt | 35 kt | 40 kt |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10° | 0.9 4.9 | 1.7 9.8 | 2.6 14.8 | 3.5 19.7 | 4.3 24.6 | 5.2 29.5 | 6.1 34.5 | 6.9 39.4 |
| 20° | 1.7 4.7 | 3.4 9.4 | 5.1 14.1 | 6.8 18.8 | 8.6 23.5 | 10.3 28.2 | 12.0 32.9 | 13.7 37.6 |
| 30° | 2.5 4.3 | 5.0 8.7 | 7.5 13.0 | 10.0 17.3 | 12.5 21.7 | 15.0 26.0 | 17.5 30.3 | 20.0 34.6 |
| 40° | 3.2 3.8 | 6.4 7.7 | 9.6 11.5 | 12.9 15.3 | 16.1 19.2 | 19.3 23.0 | 22.5 26.8 | 25.7 30.6 |
| 50° | 3.8 3.2 | 7.7 6.4 | 11.5 9.6 | 15.3 12.9 | 19.2 16.1 | 23.0 19.3 | 26.8 22.5 | 30.6 25.7 |
| 60° | 4.3 2.5 | 8.7 5.0 | 13.0 7.5 | 17.3 10.0 | 21.7 12.5 | 26.0 15.0 | 30.3 17.5 | 34.6 20.0 |
| 70° | 4.7 1.7 | 9.4 3.4 | 14.1 5.1 | 18.8 6.8 | 23.5 8.6 | 28.2 10.3 | 32.9 12.0 | 37.6 13.7 |
| 80° | 4.9 0.9 | 9.8 1.7 | 14.8 2.6 | 19.7 3.5 | 24.6 4.3 | 29.5 5.2 | 34.5 6.1 | 39.4 6.9 |
| 90° | 5.0 0.0 | 10.0 0.0 | 15.0 0.0 | 20.0 0.0 | 25.0 0.0 | 30.0 0.0 | 35.0 0.0 | 40.0 0.0 |
- 横風15kt以下
- 横風15kt超
- 横風25kt超
表の読み方
左列で風角度を見つけ、報告された風速に一致する列まで横に読み進めます。各セルには2つの数値があります：上の太字の数値が横風成分、下の小さい数値が向かい風成分です。滑走路から40°、25ノットの風は16.1ノットの横風と19.2ノットの向かい風を与えます。90°を超える角度は印刷されていません。横風の値が繰り返されるためです, 滑走路から130°の風は50°の風と同じ横風を生みますが、唯一の違いは向かい風が追い風になることです。印刷された値の間の角度については行間を補間してください。表の中央付近では、横風は10°あたり約1.5ノット変化します。琥珀色のセルはCessna 172の実証済み横風を上回り、赤色のセルはほとんどの軽航空機の数値を完全に超えています。
6分の1ルール
6分の1ルールは、三角関数を一切使わずに風角度を分数に変換します。風角度を60で割り、その分数を風速に掛け、結果を全風速で上限とします。滑走路から20°の風は6分の2、つまり風速の3分の1を与えます。40°の風は6分の4を与えます。60°以上のものはすべて全風速としてカウントされます。このルールは30°で正確であり、風速の半分を返し、正弦も同じ値を返します。それを超えると過大評価します：60°では実際の87%に対して100%を、45°では実際の71%に対して75%を返します。この偏りは安全な方向を向いています。誤差は常に実際に直面するものより大きい横風を与えるからです。滑走路選択にはこれを、ブリーフィングに使う数値には計算機を使ってください。
向かい風と追い風の解説
向かい風
必要な滑走路長を短縮する向かい風は離陸滑走距離と着陸距離を短縮します。これは滑走路に沿って航空機に向かって直接吹く風の部分であり、一定の対気速度に対する対地速度を低下させます。翼は離陸時により早く飛行速度に達し、着陸時には車輪がより低い対地速度で接地するため、いずれの場合も滑走路の使用は少なくなります。一般的な計画上の数値としては、軽単発機で向かい風9ノットごとに離陸距離が10%短縮されますが、正確な表は機種によって異なります。向かい風はまた進入経路を急にし、障害物の回避に役立ちます。正弦と余弦は互いに逆の関係で変化するため、最も強い向かい風は横風が最も小さいときに正確に発生します。
向かい風が滑走距離を短縮する仕組み →追い風
必要な滑走路長を延長する追い風は対地速度を上昇させますが着陸距離を延長します, ほとんどの航空機は追い風での着陸を10ノットに制限しています。風角度が90°を超えると常に現れ、余弦の項を負にします。そのペナルティは向かい風の恩恵より大きく、10ノットの追い風は軽航空機の着陸距離を20%以上増加させることがあり、進入をより平坦にするため障害物回避の余裕が減ります。追い風はまた接地時の対地速度を上げるため、滑走が長くなりブレーキが加熱します。追い風と横風が両方存在する場合、通常は追い風が滑走路を決定します。なぜなら、スリップがドリフトを軽減するようにこれを軽減する技術が存在しないからです。
機種別の追い風着陸限界 →滑走路番号と風向の関係
滑走路番号は滑走路の磁方位を10で割った値を表し、最も近い整数に丸められます。滑走路09は磁方位090°、滑走路27は270°、滑走路36は360°を向いています。すべての滑走路は18だけ異なる2つの番号を持ちます。これは同じ舗装帯がどちらの端からでも使用できるためです。
これにより、風向を滑走路と直接比較することができます：どちらも磁北から測定した方位であるため、一方から他方を引くだけで一段階で風角度が得られます。丸め処理により小さな誤差が生じます。滑走路09は実際には085°から094°のどこかを向いている可能性があるためです。必要であれば、空港図には真方位が0.1度単位で公表されています。ある飛行場の滑走路が向いている方向の理由は地元の卓越風であり、そのため主要滑走路は平均的な日に最小の横風を与えることが多いのです。滑走路番号の割り当て方について詳しくお読みください。
| 滑走路 | 磁方位 | 向いている方向 | 反対側の端 |
|---|---|---|---|
| 09 | 090° | 東 | 27 |
| 18 | 180° | 南 | 36 |
| 27 | 270° | 西 | 09 |
| 36 | 360° | 北 | 18 |
複数の滑走路が利用可能な場合は、計算機で各方位を確認し、最も横風が小さく追い風のない組み合わせを選ぶか、風に最適な滑走路を選ぶツールを使用してすべてを一度にランク付けしてください。
E6BとMETARの風データの活用
E6Bフライトコンピューター
機械式の方法E6Bは、その風側で同じ三角形を機械的に解きます。真方位インデックスの下に風向を合わせ、アイレットから上に風速をマークし、次にインデックスの下で滑走路方位を回転させ、垂直方向のグリッド線に沿って横風を、水平方向の線に沿って向かい風を読み取ります。結果は、スライドをどれだけ細かく読み取れるかによってのみ制限され、正弦・余弦の結果と約1ノットの誤差内で一致します。すべてのチェックライド審査官がこれを受け入れ、電池も不要です。同じ風側は、巡航中に保持する偏流修正角も解くことができ、これは着陸のために報告する横風成分とは異なる問いに答えます：一方はウェイポイント間のコースを維持し、もう一方は中心線を維持します。
E6Bの風側の使い方ガイド →METARの風のグループ
データ源METARは風を、KTが続く5桁の数字で符号化します。最初の3桁が方向、最後の2桁が速度です。09018G26KTは090°、18ノット、26ノットまで突風を意味します。VRB接頭辞は6ノット未満の変動する方向を示し、末尾の180V240グループは方向が変動した範囲を示します。METARの方向は真北を基準としていますが、滑走路番号は磁方位であるため、両者を比較する前に地方の偏差を適用してください。
機種別の実証済み最大横風
実証済み最大横風とは、認証中にメーカーのテストパイロットが制御を維持できた最大の横風のことであり、絶対的な限界値ではありません。
| 機種 | カテゴリー | 実証済み横風 | 備考 |
|---|---|---|---|
| Cessna 172 Skyhawk | 軽単発機 | 15 kt | 認証時に実証された値。POHには制限値ではなく参考情報として記載されています。 |
| Piper PA-28 Cherokee | 軽単発機 | 17 kt | モデル年式や翼によりわずかに異なります。個別のPOHをご確認ください。 |
| Cirrus SR22 | 高性能単発機 | 20 kt | 高いウィングローディングと広いギアトラックが有利ですが、この機種は方向安定性に敏感です。 |
| Boeing 737-800 | 狭胴ジェット機 | 33 kt | 乾燥滑走路での数値。汚染された路面では大幅に低下します。 |
| Airbus A320 | 狭胴ジェット機 | 38 kt | 突風を含む乾燥滑走路での数値。湿潤時は29ノット、氷結時はさらに低下します。 |
この数値は、あるテストパイロットが日中に乾燥した滑走路で達成したものを記録しているため、認証された上限ではなく能力の指標として扱ってください。それでも保険契約や飛行学校はこれを絶対的な限界として扱うことが多々あります。機種別横風限界の完全な一覧表をご覧ください。
横風時の着陸・離陸テクニック
横風着陸にはクラブ法、ウィングロー法、またはフレアまでクラブを保ちその後ウィングローに切り替える方法のいずれかを使用します。3つとも同じ問題を解決するために存在します：風が航空機を横に押す中で中心線を追跡し、接地時に車輪が滑走路と揃っていなければなりません。
クラブ法は、ドリフトを打ち消すために必要な角度だけ機首を風上に向け、翼を水平に保ちます。何も交差していないため、乗客にとってより快適な進入方法であり、正確に操縦しやすい方法です。その弱点は接地時に現れます：クラブ姿勢での着陸は脚に横荷重をかけるため、パイロットは車輪が路面に接する直前の最後の瞬間にラダーで機首をまっすぐにしなければなりません。長く柔軟な脚を持つ旅客機は小さな残留クラブを吸収できますが、軽航空機はできません。
ウィングロー法は、エルロンで風上側の翼を下げ、逆方向舵で機首をまっすぐに保ち、航空機がすでに揃った状態でドリフトを打ち消す安定したサイドスリップを生み出します。接地時には何も変更する必要がなく、風上側の主脚が単純に先に接地します。その代償は、降下中ずっと維持しなければならない交差操縦の構成と、バンク時のより高い失速速度です。ほとんどのパイロットは最終進入でクラブし、滑走路末端の上でウィングローに移行し、両方の長所を活かします。離陸時には、入力の順序は方向ではなく時間的に逆転します：滑走開始時に風上に向けて最大のエルロンを保持し、エルロンが効き始めるにつれて緩め、航空機を横に滑らせるのではなくきれいに離陸させます。
各段階の詳細は、横風着陸テクニックの詳細ページと横風離陸手順ページに掲載されています。
クロスウィンドの早見の目安
4つの風角度が、パイロットがコックピットで必要とするほぼすべての横風の見積もりをカバーします：15°、30°、45°、60°です。それぞれが横風として働く報告風速のパーセンテージに対応しており、正確な三角関数の答えの約4ポイント以内に収まります。この4組を覚えておけば、機器を使わずに誘導路上で滑走路をランク付けでき、その後上記の計算機でブリーフィングに使う数値を確認できます。
20ktの風 → 5ktの横風
正確な値5.2kt
20ktの風 → 10ktの横風
正確な値10.0kt
20ktの風 → 14ktの横風
正確な値14.1kt
20ktの風 → 17ktの横風
正確な値17.3kt
突風係数や向かい風の見積もりを含む、さらなる近道は目安ルールの完全なセットのページにあります。
よくある質問
横風は正弦と余弦のどちらで計算しますか？
横風には正弦を使用し、向かい風と追い風には余弦を使用します。横風成分は、風と滑走路中心線のなす角度の正弦を風速に掛けたものに等しくなります。向かい風成分は、その同じ風速に角度の余弦を掛けたものに等しくなります。正弦は90°で最大に達するため、滑走路をちょうど横切って吹く風は、その全速度を横風として寄与します。
突風の風速は横風の計算を変えますか？
はい。定常風速の代わりに突風の風速を代入すると、計画すべき最大の横風が得られます。風速が上昇する間、風角度は固定されたままだからです。滑走路から40°の位置にある15G25の風は、定常横風9.6ノットを生みますが、突風の中では16.1ノットになります。平均ではなく突風の数値に対して進入を行ってください。
負の向かい風の結果は何を意味しますか？
負の向かい風の結果は、実際には追い風であることを意味します。風角度が90°を超えると余弦は負になるため、滑走路沿いの成分の符号が反転します。−6ノットの向かい風は6ノットの追い風です。この計算機は、負の数値を表示する代わりにその値を追い風カードに移すため、2つのカードのうちどちらに数値が入っているかを読み取ってください。
横風が左右どちらから来ているかはどうやってわかりますか？
風向から滑走路方位を引き、結果を−180°から+180°の範囲に正規化します。正の結果は右側からの横風、負の結果は左側からの横風です。滑走路09で120°の風は+30°となり、右側からの横風です。同じ滑走路で060°の風は−30°となり、左側からの横風です。
全横風とは何ですか？
全横風は、風が滑走路に対して90°で吹き、風速全体が横風として働くときに発生します。90°の正弦は1、余弦は0であるため、向かい風成分も追い風成分もまったく残りません。滑走路09で180°、25ノットの風は25ノットの全横風です。任意の風速に対して、これが最悪のケースです。
磁方位と真方位の風向は、この計算機にとって重要ですか？
はい。両者を混同すると、地元の磁気偏差に等しい誤差が生じます。滑走路番号は磁方位、ATISと管制塔の風は磁方位ですが、METARとTAFの風は真北を基準としています。入力する前にMETARの風向を磁方位に変換してください。偏差は米国中部の大部分では5°未満ですが、アラスカとメイン州では15°を超えます。
この横風計算機はどの程度正確ですか？
この計算機は三角関数の範囲において正確で、小数点以下1桁のノットに丸められています。近似なしにXWC = V × sin(θ)を適用しているため、6分の1ルールや印刷された表よりも精密です。実際の精度はむしろ入力データによって制限されます：報告される地表風は1つのセンサーで取得された2分間の平均値であり、滑走路末端の風とは異なる場合があります。
この計算機はMETAR報告と一緒に使用できますか？
はい。風のグループを読んでください。最初の3桁が方向、続く2桁がノットでの速度です。METAR 09018G26KTは090°、18ノット、26ノットまで突風を意味するため、090、18、そして26の突風を入力してください。比較する滑走路方位は磁方位であるため、まず方位を真方位から磁方位に変換してください。
小型機にとって危険な横風とは何ですか？
航空機の実証済み最大値を超える横風は実用上の警告ラインであり、ほとんどの軽単発機ではその数値は15〜20ノットです。突風が加わるとリスクは数値が示す以上に急速に高まります：22までの突風を伴う12ノットは、安定した18ノットよりも多くの操縦権と素早い足の動きを要求します。パイロットの最近の練度も、その数値と同じくらい重要です。
計算機なしで横風を計算するにはどうすればよいですか？
時計法を使用します：風角度を時計の文字盤の分として読み取り、その分数を風速に掛けます。30度は風速の半分、60度以上はほぼすべてです。30°で20ノットの風は、正確な10.0に対しておよそ10ノットを与えます。基準値の完全なセットは横風の目安ルールページにあります。
横風成分と横風の速度の違いは何ですか？
横風成分は滑走路に対して垂直に働く合成風の部分を指しますが、「横風の速度」はパイロットが同じ数値を指すために使う、あいまいな略式表現です。覚えておく価値のある違いは、成分対報告された風速です：滑走路から20°の位置にある30ノットの風は、わずか10.3ノットの横風成分にすぎず、ATISに表示される数値の3分の1です。
なぜパイロットは着陸だけでなく離陸前にも横風を気にするのですか？
離陸時の横風は、風上側の翼を持ち上げ、滑走中に航空機を中心線から外れさせる可能性があります。これはちょうど低対気速度でラダーの効きが最も弱いときです。横風の中でローテーションすることは、戻ってくるまでに自分の限界を超えるかもしれない条件への出発にコミットすることにもなります。飛行の両端を確認することは標準的な慣行です。