鋼と同程度又はそれ以上の熱に耐える材料 ex)Engine 及び APU の防火壁、防火壁を 通るVentilation Air Duct、Bleed Air Duct、Engine Compartment 内の操縦系 統、Engine Mount その他重要な構造

アルミ合金と同程度又はそれ以上の熱に耐える材料 ex)Engine Cowling、Nacelle、使用後のタオ ルおよび紙くず入れ等）

発火源を取り除いた場合、危険な程度には燃焼しない材料 ex)N、U、およびA類の飛行機の操縦室お よび客室の内装材

点火した場合、激しくは燃焼しない材料 ex)旧型式の飛行機の座席クッションに使 用されているが、新しい規定では、この 材料の使用は認めていない。

◯自己消火性材料（15cm / 分） 燃焼速度が15cm/minの材料 ◯自己消火性材料（20cm / 分） 燃焼速度が20cm/minの材料

プラット・トラス ワーレン・トラス

モノコック構造 セミモノコック構造

鉛直材は引っ張り、斜材は圧縮材として機能。 斜材は他の部材と比べて長さが長くなるので圧縮が苦手な鋼材を斜材として使うのは合理的ではない。

斜材を中心から斜め下に設置したトラス構造。 ハウトラスと逆で鉛直材は圧縮材、斜材は引っ張り材として機能する。部材長の長い斜材を引っ張り材とし て用いるので鋼橋で一般的に使用される。

斜材の向きが交互になっているトラス構造。 橋梁の中心からハの字になっている斜材が圧縮材、 その逆が引っ張り材になる。 部材数が少なくできる、スッキリしたデザインが求 められるところに使用される。 鉄道橋で非常に多く採用される。

棒（Bar）、ビーム（Beam）、ロッド（Rod）、チューブ（Tube）、ワイヤ（Wire）等からなる固定骨組み（Rigid Framework）を形成する部材の集合体である。

4 本の LONGERON である。 STRINGER より頑丈な補強材である。その役目は、胴体の曲げ荷重を受け持つ

Longeron を縦横の支柱（Strut）で連結し、斜め部材でそれを補強している Truss 構造。

Longeron が、斜めの支柱のみで支えられる Truss 構造。

Stringer より頑丈な補強材で、その役目は胴体の場合、曲げ荷重を受け持つ

所要の断面形をした鋼製の金型の中を、大型プレスで予熱した合金を押し出して作るもの

希望する特性と強度を持つ材質の板材を、所要の断面に曲げて作るもの

外皮にも荷重（応力）を受け持たせる構造

SKIN と FRAME から作られた構造

SKIN と FRAME と SKIN を補強する STRINGER で作られた構造

skin:主要な荷重（曲げ、ねじり 、せん断 ）を受け持っている。 Frame:SKIN の整形リング（形状を保つ ）の役目

stringer:Skin の剛性を増して、主に曲げ（引張り、圧縮）を受け持つ ➢ Skin：曲げ、剪断、ねじりの大部分を受け持つ Frame:skinの整形と適切間隔でstringerの座屈を防ぐ

① 構造外皮が応力（主に引張り、せん断）を受け持ち、ねじりに対する剛性が大きい。 ② 外板が平滑で、形状を確保できることから空気抵抗が小さい。 ③ 構造の軽量化が図れる。 ④ 航空機の大型化、高速化に対応できる。 ⑤ 構造の内部空間が有効に活用できる。 （胴体では客室、貨物室等 翼では燃料タンク等） ⑥ 胴体では与圧が有効である。

芯材を 2 枚の板状外皮で挟んで接着した構造

(1) 強度と剛性が大きい。 (2) 軽い。 (3) 局部的座屈や局部疲れ強さにも強い。 (4) 衝撃を吸収する。 (5) 補強材を必要としないか必要としても少なくでき、機体製作の工数が大きく軽減される。 (6) 機体の重量軽減に役立つ。 剛性：荷重を受けたときの、部材の変形しにくさ

集中荷重に弱い

構造の一部が破壊しても致命的損傷にならず、 飛行荷重に耐えられる強度を残した構造方式

安全寿命(飛行時間、回数)を予め設定し、 それまでの間は破損しないよう、十分な強度を持たせた構造

・レダンダント構造 ・ダブル構造 ・バックアップ構造 ・ロードドロッピング構造

数多くの部材からなり、それぞれの部材が荷重を分担して受け持つ構造

2 個以上の小さい部材を結合 して 1個の部材と同等または それ以上の強度を持たせる構造 亀裂が、一つの部材に発生しても、 結合面によって阻止され、全部材 の破壊に至らないため、相当の強 度を保持している。

荷重を受け持っている部材が破壊した時、予備の部材がその荷重を受けもつ構造。 Back-up部材は、荷重を受け持 っている部材が破壊したとき に初めて、その部材の代わりに 全荷重を受け持つ。

硬い補強材を当てた構造方式 部材が破壊し始めると、その部材の受け持つ荷重はすべて硬い補強材に移転されるので、亀裂は補強材部で止まり、致命的破壊を防止できる。

Fail Safe （フェール・セーフ）構造にすることが困難な部位に適用されてきた構造設計概念 ➢ その部品が受ける終極荷重、疲労荷重、使用環境 による劣化に対し、十分な強度を持たせた設計を する。 ➢ 試験による強度解析で、その強度を保証する。 ➢ その部品の使用期間にわたる安全性を確認する。

FAIL SAFE 構造を発展させた新しい考え方 （Fail Safe 構造の設計基準は、破壊後の残留強度のみ） 疲労亀裂の起点は、製造・組み立て時に生じ た微細な傷である 飛行回数や時間を経て、傷は伸長していく しかし、ある長さにならないと発見できない 製造時には終極荷重に耐える強度があるが、 疲労亀裂の伸長とともに低下する

疲労亀裂は、ある長さになるまで発見できない。 許容できる亀裂の長さや進展速度を、試験や解析で求める。 ⬇️ 初期検査の時期とその後の検査間隔及び検査方法を整備方式で定める。以降、整備方式に従い検査を行う。 ⬇️ 検査により、疲労亀裂を発見し修理して、構造の安全性が保障できる。 損傷許容設計は 、構造の整備方式と一体で あ る。 ※疲労亀裂の成長と残留強度の低下を推定することで可能

CRACK の端に穴を開け、CRACK の進展を防ぐ作業 目的:CRACK END に存在する目に見えない破壊され た 金属粒子を取り除く。 ➢ CRACK ENDへの応力集中を分散させる。

損傷部を取り除く（切除する）作業 Point： ➢ 目に見えない損傷を考慮し、幾分大きく取り除く。 ➢ やむを得ず四角形にする場合は角に最小 1 / 2in または板厚の 6 倍の R をつける。 ➢ 円形に取り除く事。

最大突風速度 →最大突風(20m/s)に対する設計速度

設計急降下速度 →急降下時、フラッタなどが無くら安全に引き起こしができる速度

設計運動速度 →失速することなく、エレベーターを最大に使用して制限荷重をかけることができる最小速度

設計巡航速度 →設計強度上、巡航に使用できる最大速度

超過禁止速度 →故意に超過するのを禁止した運用上の速 VNE=<0.9VD

離陸決定速度 →一つのエンジンが故障した時、残りのエンジンで離陸を継続するか、中止するかを決定する速度

安全離陸速度 →離陸して上昇に移る操作を安全に継続できる速度

ローテーション速度 →機首の引き起こしを始める時の速度

リフトオフ速度 →車輪が地面を離れる時の速度

構造が原因で発生する自励振動である。 飛行速度が速い時、翼の曲げ及びねじれの固有振動数が連成して、空気力のエネルギーで次第に振幅が拡大し、翼を破壊に導く危険な現象⚠️

超音速飛行時に見られるPanel(外板)の波うち現象

高亜音速、遷音速飛行時にAileronに発生する自励振動

VBで±20m/s VCで±15m/s VDで±7.5m/s の突風に耐える構造が要求されている!

制限運動荷重倍数と飛行速度の関係を示す図

突風制限荷重と飛行速度の関係を表す図をいう

飛行速度と荷重倍数をグラフ化して、強度を保証する範囲を明示したもの 突風包囲線と運動包囲線を重ねて外側を囲んだ範囲

常用運用状態において予想される最大の荷重

制限荷重に対する荷重倍数である

制限荷重に適当な安全率を乗じたもの 飛行機構造はこの終極荷重に耐えるようにしている

常用運用状態において予想される荷重より大きな荷重の生ずる可能性や材料及び設計上の不確実性に備えて用いる設計係数

突風荷重倍数と飛行速度の関係を表す図をいう

制限運動荷重倍数と飛行速度の関係を表す図

形状、対称 材料、疲れ限界、ずっと低い値 疲れ強さ、強い、材料 表面仕上げ、かん合 応力集中 接着構造、サンドイッチ構造、リベット接合部 少なく

ショットブラストを利用した表面処理の型式の一つで、主に鉄鋼表面に対して、小さな鋼球を投射し、塑性変形による加工硬化、表面応力の均一化及び残留圧縮応力の付与を図る処理

熱を加えず冷たいまま(常温)で素材(ブランク)を回転させながら圧延していく加工方法

鋼材中に吸収された水素により鋼材の強度(延性またはじん性)が低下する現象

その部分が破壊すると直接的に航空機の安全性を喪失させてしまう部分

その部分が破壊しても直接的に航空機の安全性を喪失させることのない部分

構造から受ける荷重を負担することのない部分

鋭角状の結合部を滑らかに整形する覆い 空力干渉の回避、干渉抗力の低減を目的とする

翼付け根部で翼からの流れと胴体からの流れが、お互いにたち入り干渉し合うこと

空力干渉により生じる抗力

胴体には重力と慣性力が作用して、せん断力と曲げモーメントが生じる

垂直尾翼から横曲げおねじりを受ける

胴体側面のskin

胴体の上部と下部のskinとstringerは軸力を受け持っている

与圧による内圧に耐えるための隔壁

胴体外板の上下(円周0方向の結合に、多く用いる

胴体外板の前後方向の結合な主翼外板の、結合に用いる

胴体の曲げ強さを保つための、LONGERONより太い骨あるいは箱形に組み立てられた構造物 船の竜骨に似ていることからKeelと呼んでいる

胴体が切り欠かれている部分を曲げモーメントを支持するために、機軸方向の圧縮荷重を受け持っている

前後方向の曲げ荷重は受け持たない 上下方向の曲げ荷重を受け持つ 与圧による引っ張り荷重を受け持つ

💡十分な強度、剛性がある 💡軽量である 💡構造の疲労や腐食対策を考慮している 💡材料の入手性、生産性が良い

💡片持ちばり 💡剪断力、曲げモーメント、ねじりモーメント

💡翼の弾性軸(ねじれの中心) 💡風圧中心 💡翼の慣性力の中心(重心) これらの３つが一致しないため生じる

aileron reversalやflutterなどの原因となる

skinからrib(小骨)そしてsparへ伝えられる

剪断力と曲げ荷重を受け持つ

成型材 Skinの荷重(揚力)をSparに伝える

skinの剛性を高め、曲げ荷重(引っ張りと圧縮)を受け持つ

stringerと共に曲げ荷重(引っ張り),ねじり荷重を受け持つ

Spar、Rib,Skinで箱型を形成している ねじりの強度を増す構造

💡単桁応力外皮構造 Spar を最大翼厚位置付近に置き、L/E Skin とで Torsion Boxを形成し、ねじり剛性を保つ 💡2本桁応力外皮構造 ２本のSparと上下のSkinで Torsionbox を形成し、ねじり Moment を受け持つ。 💡3本桁応力外皮構造 1 本の Spar が損傷しても 2 / 3の曲げ強度が残り、Torsion Boxも残るので、Fail Safe 性の面ですぐれている。

Rivet

💡stringerとskinにも曲げ応力を負担させている。 💡skinの厚い大型機には効果的な構造 💡stringerと削り出し一体構造(Integral Structure)が多く用いられている

主翼の付け根付近

💡主としてアルミニウム合金が使われるが最近では非金属の複合材もつ分かれるようになった

wingの主要構造部材であり 曲げモーメント、剪断力を受け持つ

💡左右の Wing Spar を接続し、Wing の荷重を胴体に伝えるための構造部材 左右の翼に発生する曲げ荷重を相殺させることで、機体構造重量の軽減を図る部材

➢ Wing の翼型をつくる整形材 ➢ Skin および Stringer からの空気力を Spar に伝える

着陸装置や操縦翼面を取り付けるために、特に丈夫に作られた小骨