燃料タンクは液体燃料が無くても危険になり得ます。実際のリスクはタンクの上部、蒸気と酸素で満たされた空間にあります。現代の旅客機はそのリスクに対して、ほとんどの乗客が気に留めない仕組みで対応しており、その空間の空気を静かに窒素に置き換えます。

燃料タンクが対策を必要とした理由

燃料タンクの不活性化が必要だという主張は、最悪の形で証明されました。1996年の TWA Flight 800 墜落事故では、Boeing 747 に搭乗していた230名全員が死亡し、機体のタンク内の燃料蒸気が電気的な火花で着火したことが原因とされました。

FAA はこれに応じて、今後は燃料タンク内のガスの可燃性曝露を低減することをメーカーに義務付けました。その理屈は基本的な火の三角形に由来します：火災には燃料、熱、そして酸素が同時に必要で、その三つのうちいずれか一つを除けば燃焼は始まる前に止まります。タンクがジェットエンジンの下にある限り燃料と熱を排除するのは難しいため、メーカーは三つ目の変数を対処することにしました。窒素は常温で化学的に不活性であり、タンクの蒸気空間、いわゆるウラージの酸素を置換して、火花で何かが着火するのに十分な酸素が残らないようにします。

選択肢ではなく義務

これは航空会社が選べる機能ではありません。米国では航空機燃料タンクの窒素ブランキングが2017年から義務化されており、この技術は現代の商用航空機が認証・運用される際の標準的な一部になっています。

Boeing版：737 NG の Nitrogen Generation System

Boeing 737 NG では、Nitrogen Generation System が機体の左側の空気マニホールドから高温のブリード空気を取り込み、センターフューエルタンクに到達する前にかなり複雑な工程を通します。入ってくる空気は遮断弁で制御され、過圧が検出されると自動的に閉じます。そこから空気はオゾンコンバーターを通り、下流の部品を保護するために触媒作用でオゾンを酸素に変換し、さらに熱交換器と温度を調整する可変ラムエアバルブを通って適切な温度まで下げられます。

フィルタ段で汚染物質を除去した後に、実際のコアである空気分離モジュールに到達します。このモジュールは酸素含有量を燃焼が不可能になるほど低くします。反対側から出てくるのは窒素濃縮空気で、これが調整されてそのままセンターフューエルタンクに供給されます。熱スイッチや過熱遮断弁は過熱や過圧が発生した場合に備えて待機しており、コントローラがプロセス全体を監視します。

Airbus版：A320のCSASとIGGS

Airbusは異なるアーキテクチャで同じ目的に到達しており、二つのサブシステムに分かれています。ATAチャプター21にあるConditioned Service Air Systemは高温のブリード空気を取り込み、アイソレーションバルブ、オゾンコンバーター、熱交換器を通して適切な温度、圧力、流量に整えます。その条件付けられた空気はATAチャプター47にあるInert Gas Generation Systemに供給され、そこで二重の超微粒子フィルターと独自の空気分離モジュールを通ります。

モジュールは流れを二つに分けます：窒素濃縮空気はデュアルフロー遮断弁を通ってセンタータンクへ送り込まれ、この遮断弁は機体が上昇中か進入中か降下中かに応じて低・中・高の設定間で調整できます。一方、酸素濃縮空気は外部へ放出されます。酸素センサーが窒素濃縮空気の純度を常時監視しており、人手は不要です。システムは自動で稼働し、機体が地上にいる間は完全に停止します。Airbus は、海面換算で平均酸素濃度が12%未満になったときにタンクが適切に不活性化されたとみなします。

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二社のメーカー、共通する原理

Boeing と Airbus は全く異なるコンポーネント配置と名称規則を採用していますが、ラベルを取り払えば両者とも同じことをしています：高温で酸素を多く含むブリード空気を取り込み、空気分離モジュールで十分な酸素を取り除き、残った窒素濃縮空気を火災が発生する可能性のある空間に押し込むのです。

一つの壊滅的な事故への直接的な対応として始まったものは、今ではほぼすべての商用ジェットに搭載された、静かで完全自動の安全装置になっています。