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飛行機の設計と今後の発展について ８２１８８１２４ 吉田 英司
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目次 ・飛行機の分類 ・飛行機の設計にあたって ・飛行機の設計 ・今後の発展 ・まとめ
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飛行機の分類 ー用途による分類ー ○民間機 旅客機，輸送機，ビジネス機，自家用機，作業用機など ○軍用機
旅客機，輸送機，ビジネス機，自家用機，作業用機など ○軍用機 戦闘機，爆撃機，偵察機，空中早期警戒機，輸送機，給油機など
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飛行機の分類 ー形による分類ー ・翼の数による分類 複数の主翼をもった複葉機 ・翼の位置による分類 低翼機，中翼機，高翼機
・主翼の形による分類 矩形翼，楕円翼，後退翼，三角翼，前進翼
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飛行機の分類 ースピードによる分類ー ・亜音速機 巡航速度 マッハ０．７５程度まで ピストンエンジンを使ったプロペラ機など ・遷音速機
巡航速度 マッハ０．７５程度まで ピストンエンジンを使ったプロペラ機など ・遷音速機 巡航速度 マッハ０．８～０．９程度 ・超音速機 巡航速度 マッハ１．２～５．０程度 コンコルドや旧ソビエトのツポレフTu144など
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飛行機の設計にあたって ○旅客機と戦闘機のデザインの違い
旅客機には安定性が求められ，戦闘機には操縦性が求められる。安定性と操縦性は物理的に相反する性格を持っているため，デザインは異なる。 ・旅客機 後退翼で上反角を持った主翼と，尾翼に水平安定板を装備 ・戦闘機 機体の大きさに対して小さな三角翼を装備，中には下反角を持つものもある。
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飛行機の設計にあたって エアバスA340 Su-27SMK
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飛行機の設計にあたって ○旅客機と戦闘機の安全性に対する考え方の違い ・旅客機
耐用年数は３０～４０年程度。毎日飛び続け４０年間，大きな故障を起こさないことが飛行機に求められる信頼性である。 ・戦闘機 耐用年数と退役年数が一致しないケースが多い。実線配備中，常に緊急事態に備えて最高の性能と機能を求められる。
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飛行機の設計にあたって ○速さと経済性のバランス ○旅客機の大きさ ○航続距離と経済性
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飛行機の設計 ○胴体の構造 現在はセミモノコック構造が主流 ・フレームをつなぐようにストリンガーを配置
・客席を支える部分には，床ビームと呼ばれるはりが渡される
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飛行機の設計 ○翼の構造 ・胴体の取り付け部分から翼端まで貫く桁（スパー）が通っている ・桁に対して直角に並ぶのが小骨（リブ）
・小骨をつなぐようにストリンガーを配し，外板をこれに結合させる
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飛行機の設計 ○エンジン ・エア・ブリージング・エンジン （大気中の酸素を燃焼して推進力を得る） －ガスタービンエンジン
－ガスタービンエンジン ・ターボジェットエンジン ・ターボファンエンジン －ターボプロップエンジン ・ロケットエンジン （酸素のない空間でも，推進力を得ることが出来るように，酸素を自分で持っている）
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飛行機の設計 ○飛行機の金属材料 ・アルミニウム合金 超ジュラルミン，超々ジュラルミン ・マグネシウム合金 ・チタン合金 ・耐熱合金
・超高張力鋼
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今後の発展 ○極限設計 近年，航空機の製造にも運航にも費用が高 騰する傾向が続き，航空機ユーザーから高経費と高性能のかね合いが論じられるようになった。 そこでユーザーの要求する性能を充たし，かつ経費をいかに安 くできるかを，極限まで追及する設計に関心が集まっている。
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今後の発展 ○空気力学の新技術 ・層流翼型（laminar(flow)airfoil）
・翼胴融合考案（翼胴一体化，blended wing-body concept） ・ウィングレット（winglet）
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今後の発展 ○次世代の飛行機エンジン ・大型エンジン GE90-115B 搭載機種 ボーイングB777-200LR/300ER 全長
５４１０ｍｍ 空気取入口直径 ３２５１ｍｍ 重量 ８２８３ｋｇ 推力 ５２１６４ｋｇ バイパス比 ９：１
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今後の発展 GE90-115B
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今後の発展 ・極超音速用のエンジン ーラムジェットエンジン ・環境に優しいエンジン
ー環境適合型次世代超音速推進システムの研究開発（ESPRプロジェクト）
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今後の発展 ○材料の新技術 ・複合材 比強度，比弾性が金属に比べ非常に高い。 ーFRP,AFRP,GFRP,CFRP,BFRPなど ・グレア
比強度，比弾性が金属に比べ非常に高い。 ーFRP,AFRP,GFRP,CFRP,BFRPなど ・グレア アルミニウムシートとガラス繊維のシートを交互に重ねて作られる。金属疲労に対しての強度が高い。耐腐性にも優れる。
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まとめと反省点 ・飛行機の設計は，その用途にあわせてさまざまな工夫がなされていることが分かった。
・飛行機と船は，構造においても，流体力学的にも非常に関係が深く面白いと感じた。飛行機が発展することで，船に応用できる技術もあるのではないかと思う。またその逆もあるだろう。 ・飛行機は非常に幅広い分野であり，今回の発表では焦点を絞りきれず内容が広く浅くなってしまったことが残念である。
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参考文献 よくわかる最新飛行機の基本と仕組み 秀和システム 航空実用辞典
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ご清聴ありがとうございました
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