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今月の基礎用語：コ＃033
航空機
aircraft

あるる「博士、博士ぇ〜〜、見てください〜〜〜、早く早く！！」

博士「どうしたあるる、そんなに大きな声を出して・・・。おっ、ドローンではないか」

あるる「はいっ！！　ついに先日、おじいちゃんに買ってもらっちゃいました！！　今、一生懸命、操縦の訓練をしています。小さいけど、カメラもついているんですよ。よっ、ほっ！」

博士「おお、うまいではないか。今度これで素敵な航空写真を撮っておくれ」

あるる「はいっ！　がんばるます！！」

博士「ちなみにドローンは100g以上になると登録が必要じゃが、これはそれより小さいようじゃが？」

あるる「はい、おじいちゃもそのあたり調べてくれて、100ｇ未満のものを選んでくれました」

博士「さすが、あるるのおじいちゃんじゃ。それにしても最近のドローンは小さくても本格的じゃのう。ただ、機体が軽いと風に飛ばされやすいから、気をつけねばな」

あるる「ですねー。飛行機は『軽いから飛ぶ』って、博士が教えてくれました」

博士「そうじゃったな。よく覚えていたのぅ。ちなみに、あの時は余計な混乱をさせないように、特に言わなかったのじゃが、厳密にいうと飛行機と航空機は別物なんじゃ」

あるる「えっ！？　そうなんっですか？？？（驚）　（グラグラ←ドローン）」

博士「おお、危ないっ！」

あるる「じゃぁ、みんなが飛行機と呼んでいるものは？」

博士「正しくは航空機じゃ。ちなみに航空法ではドローンは無人航空機に分類されとるぞ」

あるる「そうなんですね！さすが博士、そのあたりもっと詳しく教えてください」

博士「そうじゃな。でもその前に、久しぶりに航空機のおさらいじゃ！」

航空機を見て、あんなに大きくて重いものが何故空を飛べるのか？
と思われがちですが、実はあんなに軽いものが飛ばないはずはないと言えるのです。

「ボーイングB787-9」をボーイング社のHPで調べてみると

○全長63m
○ウィングスパン（全幅）60m
○最大離陸重量が254ton

最大離陸重量は燃料も人も荷物もフルでしょうから、仮に

○燃料100kLittele×比重0.8＝80,000kg
○人と荷物が(65kg+20kg)×250人＝21,250kg

とすると、合わせて約100tonですから
機体本体は約154tonとなります。

でも、きっと、もっと軽いでしょう。

いずれにしても、254tonのものが浮き上がるのです。

ここで感覚的にわかるスケールに置き換えてみたいと思います。

すべてのパーツを材質そのままで、1/100スケールで製作したとしましょう。
（ちなみに、「ダウンサイズ」という映画では、人間を1/14にしていますが、飛行機は大きいのでもっと小さくしました）

○全長630mm
○ウィングスパン600mm
○質量は1/106

になります。

つまり本体は、150,000kg×10-6＝0.15kg
最大離陸重量でも0.254kgです。

幅600㎜の翼を持つ飛行機が、燃料満タン、お客さん満席で254gです！

飛ばないわけがありません。扇風機の風を当てても浮きそうです。

しかしまあ、どうしてそんなに軽く作れるのでしょう？

それは大部分がアルミニウム合金とカーボンファイバーで製作されているからです。

最新型機ではより軽くするために、カーボンファイバーの比率が上がっていますが、元々はほとんどアルミニウム合金だったわけです。

そして、より軽くするためにどうするかですが、
よく飛ぶように羽根を大きくすると、それを支える丈夫な機体が必要となり、

その丈夫な（重い）機体を飛ばすために、より大きな羽根が必要となります。

しかし、逆に本体も羽根も軽くすることで、さらに互いを軽くできるという良い結果を生みます。
これは「自動化機械」においても同様のことが言えます。

動く部分を軽く設計することで、モーターも小さなものを使用でき、質量も軽くなるので、そのブラケットも軽量なものとなり、動作部の運動エネルギーが小さくなり、マシンフレームも軽量なものとすることができます。

もちろん、物理的に質量が必要となる場合もありますが、それは必要な部分にウェイトを配置すればよいことです。

まずは軽量化がエコ設計の第一歩と言えます。

博士「どうした、あるる。あんぐりと口が開いたままだぞ」

あるる「あ、あんまりびっくりしたんで、閉じるの忘れてました」

博士「なにをそんなに驚いたんじゃ？」

あるる「だってだって、、1/100スケールとはいえ、満タン満席で254gとは！！　このドローン2台半くらいじゃないですか！」

博士「ふぉっふぉっふぉっ。数字にすると軽さが実感できるじゃろう」

あるる「ええええ、かるっ！！　って思いました」

博士「よし、その感覚が大切じゃ。・・・ということで、しっかり頭を使った後は、気分転換が必要じゃ。あるるよ、ちとそのドローンを貸してはくれぬか・・・」

あるる「博士も飛ばしたかったんですね。もう、素直に言ってくれればいいのに・・・」

博士「えへへ（照れ）」