私の思いと技術的覚え書き

漫然運転の恐ろしさ

　ペダル踏み間違い者も困るが、こういう超危険物の運転者で前方右折車の発見が遅れたのだろうが、様は前方不注意の漫然運転する運転者と、それを管理する企業(日通の様だが）はどういう神経しているのか・・・。

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砲弾１０トン積んだトラック、５ｍ下海岸に転落

5/25(土) 13:30配信 読売新聞オンライン

道路から転落したトラック（２５日午後０時２６分、山形県鶴岡市で）＝読売機から、竹田津敦史撮影

　２５日午前９時２０分頃、山形県鶴岡市小波渡の国道７号で、自衛隊の砲弾約１０トンを積んだ大型トラックが道路左側のガードレールを突き破り、約５メートル下の海岸に転落した。県警によると、砲弾の爆発の危険性は低いとみられる。

　発表によると、トラックは右折待ちしていた乗用車を避けようとしたが、追突して転落した。鶴岡市消防本部によると、トラックの運転手の男性と同乗の男性の計２人が軽傷とみられる。

　県警は、半径５０メートルの立ち入りを規制し、国道７号を通行止めにした。

材料の機械的性質のこと

　最近読んだ本で材料の機械的性質のことで、改めて認識することについて触れてみます。

　金属だろうが樹脂だろうが、材料に与えられる応力の関係には、図の応力歪み線図に相当する関係があります。ただし、一部の金属や樹脂などは明確な降伏点が見られず、弾性域と塑性域が緩やかに変化する場合があるでしょう。しかし、何れにしても、弾性限界があり、引っ張り強さ（最大許容応力）の限界があるのは当然です。

　ところで、金属、樹脂、無機質のガラスや陶器でも、長短はあるものの、応力を受け続ける限り寿命があるのです。端的に寿命の短さを感じる材料に樹脂があろうかと思います。ちょっと古いクルマで、樹脂部品が思いもしない脆化を生じていることにビックリすることがあります。しかし、鋼板とか金属でも、寿命の長さはあるものの、永遠の寿命ということはないのです。その理由の一つに材料の「疲労」という問題があります。許容応力の遙か下の環境で使用し続けても、繰り返し応力の回数に無限に耐えることはできず、最大応力の遙か下で破断することがあるのです。

　それと、どんな高品質で高精度な材料であっても、一つの製品を作る場合に、一切の欠陥を生じず作ることは困難だという問題があります。本で知る内容ですが、ガラスの強度は、素材の物性から計算される強度に対して、実際の強度は1/100とか1/1000しか発揮できないのが一般的だと云います。それは、ガラス表明の目に見えない僅かなキズだとか、内部に生じている見えない気泡だとか、様々な欠陥に起因すると云います。この様な欠陥があることにより、その欠陥に応力が集中することで、スペックとしての材料が持つ本来強度を遙かに下回る実効強度しか持ち得ないんのが現実の問題だと云います。

　ここで出てきた応力集中という問題は、クルマの設計や製造においても、留意しなければならない問題なのですが、これを端的に示す身近な事例を記してみます。菓子などが入っているビニール袋の容器に「開け口」の表記と共に、僅かな切れ込みが入れられている場合が多いと思います。袋を指で切り開くとき、この僅かな切れ目に力を与えることにより、大した力でなくとも容易に袋を切り開くことができるでしょう。もし、切れ込みがない場所を、切ろうと力を与えても、袋は容易に切れないことは誰もが経験することでしょう。

スピットフィイアとＲＲエンジン

　ご存じのとおり「スピットファイア」とは先の大戦当時の英国主力戦闘機の名称です。対する当時の対戦国たるドイツの「メーサーシュミット」と対等以上に活躍した有力戦闘機の一つでしょう。

　製作は英国「スーパーマリン社」で、搭載するエンジンはＲＲ（ロールスロイス）社の当初は「マーリン」、途中からバージョンアップした「グリフォン」というより強力なエンジンに改良されています。同時期の日本の中島や三菱の航空エンジンもそうですが、型式とは別に独自の愛称として「栄」とか「誉」など付されていましたが、ＲＲも同様で、現代ジェットエンジンの時代になった今も、「オリンポス」とか名称を付しています。なお、現用最新型旅客機用としては「トレント」なる名称で、ボーイングの最新鋭機Ｂ７８７に米ＧＥ社と互換エンジンとして搭載されています。

　現用ジェットエンジンの主要企業としては、①ＧＥ（ゼネラルエレクトリック）、②ＲＲ（ロールスロイス）、③ＰＷ（プラット＆ホイットニー）がほぼ占有しているそうです。

　ＲＲマーリンの話しに戻りますが、水冷（液冷）Ｖ１２正立搭載エンジンで、ＯＨＣ４弁機構、航空機用としては当然となる過給器（スーパーチャージャー）を装備しています。燃料噴射でなくキャブレーションを使用しており、エンジン後部に装着されている用ですが、英国らしくＳＵ式で、アップドラフト（上方給気）だった様です。３枚目の写真でエンジンの搭載状態を外観すると、エンジン懸架のＢＫＴが巧みなトラス構造でエンジン前方までを支持し、さすが英国のクラフトマンシップを感じるところです。マーリンは年々バージョンアップしつつ、当初の１千馬力程から、排気量アップと加給圧の大幅アップした「グリフォン」エンジンに

至って２千馬力程まで向上された様です。なお、第２次大戦および戦後ジェット戦闘機が普及するまでの間、最高性能を誇った米Ｐ５１マスタングに搭載されたエンジンも、マーリンをベースにパッカード社にライセンス供与され改良されたエンジンであった様です。如何にベースエンジンのＲＲマーリンが優れた基本ベースとしての素養を保持していたかが判ります。

余談

　ジェットエンジンの時代になり、レシプロエンジンは姿を消し、より小型で軽量で大推力が可能となるガスタービンエンジンエンジンが主流となり、例えプロペラが付いていても、ジェットエンジンのタービン軸出力を減速するなどして取り出すターボプロップとか、ヘリコプターなどに使用されるギヤードタービンというエンジンが航空機では一般化しました。また、軍事用高速艦艇（フリゲート（巡洋艦）やデストロイヤー（駆逐艦）にも、ギヤードタービン推進の使用例が増えている様です。日本の護衛艦やイージス艦にも、多くがギヤードタービン推進機関が使用されています。なお、航空ジェットの場合は、アフターバーナー機構でタービン後方で後燃焼させることで、出力を倍増させる機能が多用されますが、軸出力は向上しませんので、ヘリコプターとか艦艇のタービンエンジンには、アフターバーナーは使用されません。その代わり、出力可変域を広げるため、スクリュー軸出力が２軸であっても、ガスタービンエンジンは４基搭載し、速度もしくは加速要求に応じて出力可変域を広げている様です。