半年前に墜落寸前事故を起こしたボーイング787、全日空が世界初導入
- なぜか嫌な予感がする機体です
- 炭素繊維でも何時かは疲労がおきます
- (接着不良や部材剥離などの破壊事故が起きそう)
- 特に機体と主翼の付け根があやしい!当面は乗らない方が賢明です。炭素繊維複合材料は万能の材料ではありません、アルミなどに比べて軽くて丈夫ですが設計の手法や耐久試験が十分されてなければどんな材料で作っても同じです。炭素繊維複合材は小さな衝撃でも破壊を招く (トランスバースき裂)
- トランスバースクラックとも言うアルミの様に粘り気がありません
- 落雷の衝撃によるトランスバースき裂発生は?
- (今までの総アルミの機体と比べ電気抵抗率が1000倍も高い)
- (試験テストが十分になされているとは言い難い)
- 落雷破壊メカニズム (参考)
- 787は避雷試験をおこなった。
金属製の航空機であれば、飛行中に落雷があっても電流は機体全体に広がって消散放電されるのでほとんど被害はない。
787の胴体は電導性のないカーボンファイバーが主要材料なので、避雷のために外皮の内側に銅製の網を埋めこんで電流を逃がすような構造。- この銅製の網も、初めは機体全体に埋めこむ予定だったが、のちに重量軽減のために落雷しやすい機首、主翼、尾部に限っている。※ (燃費優先で安全性を優先してはいない!)地上で模擬落雷テストを繰り返しおこなうことにしている。
結果として787は、実際にも試験飛行中に落雷を受けたが、機体の損傷はなかった。
今後も飛行中に落雷を受けることはあろうが、加えて-ネット記事より-つまり、米連邦航空局は十分な被雷テストしないまま証明書を発行した事になる。航空機が落雷にあった場合、電気磁気学の基礎理論ファラデーFaradayの法則により、アルミニウム製の機体の外枠が機体を電流の直撃から保護する。
機体に炭素繊維(カーボンファイバー)や樹脂などを中心とする複合素材を用いる割合もし炭素繊維複合材料で出来た主翼で起きたら大破損をおこしそうです
787は炭素繊維などの新素材や最新のコンピューター技術などを活用することで、
従来型より燃費を2割向上させている。開発段階からANAが関わつている
主翼部分を三菱重工が担当、機体の35%に日本製の部品が使用されている
○ 従来のアルミ複合素材から、炭素繊維を初めて用いた機種である
○ 2010年12月に、配電盤火災による「動力オールロスト」を起こし、墜落寸前まで
いった。
ラムエアタービン(緊急時風力発電)により、墜落を免れる
○ 2010年8月に、エンジンテスト中にエンジンが爆発する事故が発生する。
わずか20日後、開発元のロールスロイス社は「問題なし」との声明を発表
○ 2009年12月、テスト飛行5時間の予定を3時間に短縮している
2009/6/27 787構造問題の本質 ボーイング787
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Understanding Boeing 787 structural reinforcement
Flighblogger.com 6月25日
ボーイングは昨日787の飛行テストを延期すると発表し、ウィングボックスがセンターウィングボックスと接合する部分の表面を補強する必要があるためと説明した。これがどういう問題なのかを詳しく検討し、ボーイングがこの件をどう発見するに至ったか。
本案件の改修には詳細製作設計の段階にまで戻る必要があり、実情に詳しい情報源に当たってみたところ、改修は数週間ではなく数ヶ月必要ではないかとの評見を得た。
問題の本質は何か
主翼と胴体の接合部周辺に問題が集中している。具体的にはウィングボックス(三菱重工製 セクション12)とセンターウィングボックス(富士重工製 セクション45/11)が組み合わさる箇所。センターウィングボックスは二点の構成部分があり、センターウィングタンク(セクション11)と主着陸ギアの車輪ウェル(セクション45)である。
今回の問題箇所はセクション11とセクション12が組み合わさる箇所で合計18点ある。
さらに詳しく見るとこの18点は機体の両面にあるので合計36点となり、センターウィングボックスの上方パネルに分布しており、センタータンクから主翼へかけて左側から右側に並んでいる。センターウィングボックス内部の18箇所の「ストリンガー」がウィングボックスの17箇所の「ストリンガー」とペアになり、後者が主翼表面の強度を確保する。
ウィングボックスには17個の「ストリンガー」があるが、消息筋によると2から18番の番号がついており、そのため補強が必要な18点がわかるという。
複合素材製のストリンガーは主翼に縦方向の強度を与えるが、製造過程で加熱処理がなされ、主翼表面と接着されるように部材が加熱中に一体化されている。
ウィングボックス内部では17個のストリンガーの末端がセンターウィングボックスに接続されるが、それぞれのストリンガーに「ストリンガーキャップ」と呼称される末端が広がる部材がつけられ、これでセクション11とセクション12が機体の側面にしっかりとつながるようになっている。ZY997のストリンガーキャップは同機の主翼が屈曲した際に損傷を受けている。
ボーイングは主翼構造のわずかな部分が主翼表面から分離したあるいは「接着がはがれた」ことを確認しているが正確にどの場所かを明らかにしていない。事情に詳しい筋からはストリンガーからファスナーヘッドに張力を移動させたことで構造に損傷が発生したと解説している。
問題発生の時系列
5月末 ボーイングは静止試験の機体で最初の兆候を発見。ZY997の主翼を屈曲したところストリンガーキャップで変形度の測定値が大きくなった。
先行して4月21日に限度荷重試験を実施したところボーイングは最大荷重の120から130%をかけて主翼が17フィート歪んだことを確認。この試験で視認可能な損傷が5月に構造に発生したことと見られる。
主翼の1Gチェックは3月末に実施されたが、結合部には張力をかけておらず、この変化は発生していない。これに先立ち2008年12月に接着が外れたという噂が流れたが、誤報であり、今回の問題とは無関係。
6月初頭 予備解析で機体の初飛行は可能と判明したが、飛行性能には制約がかかる。消息筋によれば当初の案はZA001機とZA002機の処女飛行を実施した後で、各機を駐機させ当初は「比較的軽微」と思われていた改修を行い、飛行テストの運用限界を拡大する予定だったという。
ただし、ボーイングはこの案は検討もされていないと否定。
6月19日 ボーイングは機内の主翼構造の最終詳細解析を完了し初飛行の延期を決定。
6月23日 ボーイングから初飛行延期の公式発表。この変更は関係者にも知らされていなかった。前日22日の夜に消息筋によると7月2日が新日程となったが、ボーイングによると7月2日案は正式に承認されていないという。
解決方法
ボーイングは初飛行と納入の新日程を発表するには数週間かかるという。ただ787の初飛行が可能となるまでには解決すべき事項がある。1. 改修方法を確立しるとともに同時にZY997号機を修理する 2. 改修方法を部品レベルで検証する 3. ZY997に改修作業を行う 4. 全面的テストをZY997に行う 5.ZA001に改修作業を行う
改修方法が確立されれば組み立て中の機体はじめフライトラインにある機体、提携先にも応用でき日程の遅れも発生しない。
カーソンは生産計画は今後は予定通り2012年までに月産10機に増強されると確認した。「現時点での当社の判断は以前の計画通りに機体生産を続けるということです」
(温故知新) - 子曰く、故きを温ねて、新しきを知れば、以って師と為るべし
- コメット連続墜落事故
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%A1%E3%83%83%E3%83%88%E9%80%A3%E7%B6%9A%E5%A2%9C%E8%90%BD%E4%BA%8B%E6%95%85記事抜粋 内圧試験の盲点
コメットの疲労寿命はデ・ハビランド社の設計当初の予測と大きくかけ離れていたという結果となったが、その大きな乖離原因はどこにあったかということが、大きな問題となった。
- そこで、開発当初に行なった試験の内容から見直しを行うことになった。当初の試験では、まず約2倍の安全率を持っていることを確認、その後に疲労試験を行なっていた。その後の調査で、この試験手順自体に問題があったことが発覚した。強度検査の最初の段階で大きな荷重を加えると、開口部の隅のように応力の集中する部分の材料が伸びて塑性変形し、その後は亀裂が発生しにくくなることが判明した。このため、その後に疲労試験を繰り返し行なったとしても、亀裂が発生しにくいために疲労寿命が長くなってしまう事実が明らかになったのである。金属構造設計や冶金技術が進歩した現在では、これは当然の既知事象と考えられているが、当時はその事象は誰にも指摘されておらず、むしろこの調査によって、初めて知られることになったものであった。
これが著しいと構造部材として用いることができなくなるため、特に重要視される特性となっている。
トランスバースクラック(き裂)を防ぐために
787では、主翼の前縁などはガラス繊維複合材に(アルミ合金板)が張ってあるのはそのためと考えられる。
この部位については、金属と複合材の両方の特性を兼ね備えアルミ合金より比重の軽いファイバーメタルラミネートを翼の前緑に用いることが望ましいが、実用的で十分に軽量な材料の採用は遅れているようだ。
大型の鳥によるバードストライク等があった場合は、以前より精密な検査が肝心である
それから炭素繊維は修理が難しい、尻もち事故などや、主翼を滑走路にブツケタ場合
根本的修理しないと、大規模破壊が起こる可能性がある。
しかし、部分破壊を受けたカーボン構造材はコンポーネント事そっくり交換をするのが基本だが、
利益優先の航空会社が衝撃を受けトランスバースき裂をした主翼を、そっくり交換するとは思えない
修理ができると言う事と、実際に最善の修理をするかどうかは別問題である。