航空機とIT (21) 航空機の設計と製作(4) 航空機の試験・評価

だいたい、地上で限界まで負荷をかけた機体で飛行試験をやるのでは、おっかなくて話にならない。

静強度試験とは、要約すると「設計時に設定した通りの条件で荷重をかけてみて、壊れないことを確認する」というものだ。たとえば、荷重限界が3G(つまり地上の重力の3倍)であれば、その通りの荷重を供試体にかけてみる。3G荷重で旋回などの操縦操作を行ったときに機体にかかる負荷は計算できるから、油圧ジャッキのような機材を使って地上試験用機に計算通りの荷重をかけてみる。

実際の試験では安全率も考慮に入れるから、たとえば荷重限界が3G、安全率が2.0なら、6G荷重に相当する負荷をかける。それで壊れなければ合格である。

もうひとつの疲労試験とは、繰り返し荷重をかけるものだ。設計時の限界内であっても、負荷がかかる状態を何回も繰り返しているうちに機体構造材が疲労してきて、やがて壊れる。

たとえば、一日に3回のフライトを行い、年間300日飛べば、一年間に発生する離着陸は900回、それを30年間繰り返せば27,000回だ。この辺の条件は機体の想定用途によって違ってくるから、設計の段階で数字を決めておく。そして実機が完成したら、設計段階で想定した荷重を想定した回数だけ繰り返して、それでも壊れないことを確認する。