飛行機

飛行機の構造について解説!~プラスチックでできている箇所はどこ?~

こんにちは。ころすけです。

飛行機は何の素材を使って造られているでしょうか?

多くの方が、「飛行機はアルミ合金(ジュラルミン)でできている!」とご存知かと思います。

一方で最近では、主な構造部材にプラスチック(複合材)が使われている機材があることも、多くの方がご存知ではないでしょうか?

最近でこそ注目を浴びているプラスチック素材ですが、実は主としてアルミ合金で製造されている飛行機でも、部分部分でプラスチック素材が使用されているのです。

飛行機の構造の中で、プラスチックが主に使われている箇所を紹介したいと思います。

主な構造がプラスチック(複合材)でできている部分

B777やA320など、ひと昔前に開発された機体は、ほとんどの部材に金属材料が使われています。

ですがこれら主として金属製の機体であっても、プラスチック素材が使用されている部分は意外に多いのです。

今でこそ胴体や翼の主構造などでも使用され、強度も高いと言われるプラスチック材料ですが、それほど大きな力が加わらない箇所では古くから採用されていたのです。

プラスチックは部材の形に成型してから窯に入れて焼き上げるので、比較的小さな部品がプラスチックでできています。

1. レドーム

レドームとは、飛行機の機首先端に取り付けられたレーダーの覆いのことです。

何のレーダーかと言うと、飛行中に雨滴や雨雲を検知するウェザーレーダーで、レドームがプラスチック製である理由も中にレーダーが入っているからなのです。

レーダーは特定の電波を機外に発信・受信する装置ですが、レドームが金属でできていると電波を吸収してしまい、レーダーの働きを阻害してしまうのです。

このような理由から、レドームはプラスチックでできているのです。

レドームの画像

2. スポイラー・フラップ

飛行機の翼に付いている、スポイラーフラップといったパネル類も、多くの場合プラスチック材料でできています。

スポイラーは翼の上面にせりあがって、飛行機の抵抗を意図的に増加させる装置です。

一方でフラップは、離着陸時に翼の後縁からせり出して、低速でも自重を支える揚力を発生させる高揚力装置と呼ばれています。

これらの部品は比較的小さなパネル形状をしていますから、古くからプラスチック素材が使用されているのです。

スポイラー・フラップの画像
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3. エルロン・ラダー・エレベーター

スポイラー・フラップと同様に比較的小さなパネル形状の部品として、エルロン・ラダー・エレベーターがあります。

これらもまた、金属製の機体でもプラスチック素材が使用されている箇所です。

エルロンは翼先端付近の後縁側、ラダーは垂直尾翼の後縁側、そしてエレベーターは水平尾翼の後縁側にそれぞれ取り付けられています。

これらはコントロールサーフェスと言って、飛行機の3次元の姿勢をコントロールする装置で、パイロットの操縦桿やペダル操作により稼働します。

また機材にもよりますが、垂直尾翼水平尾翼についても、プラスチック素材をメインに作られているものがあります。

エルロンの画像 ラダーの画像 エレベーターの画像
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4. ランディングギアドア

ランディングギアは飛行中、空気抵抗を減らすために胴体に引き込まれています。

この引き込まれたランディングギア格納部を覆い、さらに空気抵抗を減らすための部品が、ランディングギアドアです。

ランディングギアドアはただの覆いであって、強度を持つ部材ではないので、古くからプラスチック素材が使われているのです。

ランディングギアドアの画像

5. Wing to Fuselage フェアリング

ランディングギアドアと同じように空気抵抗を減らす覆いとして、Wing to Fuselageフェアリングがあります。

Fuselageとは胴体のことで、Wing to Fuselageフェアリングは、翼と胴体の接続部に取り付けられたカバーです。

これは接続部を滑らかにして空気抵抗を減らすためのカバーで、胴体に取り付けられた油圧ポンプなどの機器を覆い隠す役割もあります。

Wing to Fuselageフェアリングの画像

6. エンジンカウル

最後はエンジン外側のカバーであるエンジンカウルです。

このカウルはエンジン内部の機器を覆う役割をしているだけでなく、最前方のファンが作り出したジェット噴射が通る道を作る役割もあります。

エンジンカウルの画像

プラスチック(複合材)を使うのは軽量化のため

飛行機の部材にプラスチックが使われる理由は、なんと言ってもプラスチックが軽量であり、重量を小さくすることができるからです。

飛行機は揚力で自重を支えて飛行するわけですから、当然、重量の大小は非常に重要な問題になります。

プラスチック素材は、比重が鉄の1/4程度、アルミの2/3程度と非常に軽量です。

胴体など主たる構造部材として使用する技術が確立していなかった時代においても、使える箇所にはできるだけプラスチック素材を用いて、軽量化に努めてきたというわけです。

終わりに

いかがでしたか?

主に金属でできている機材であっても、意外に多くの箇所でプラスチック材料が使われていると、ご理解いただけたかと思います。

最近ではB787など、胴体や翼の主構造もプラスチック材料で造られた機材が登場しています。

主構造をプラスチックとする発想はかなりチャレンジングであったかと思われますが、逆に言えば、それだけ飛行機の構造にプラスチックを使用するメリットが大きい証だと言えそうですね。

 

以上!

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