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胴体構造 fuselage structure
1. 胴体構造 fuselage structure
(1)セミ・モノコック構造 semimonocoque construction
(2)モノコック構造 monocoque construction
(3)トラス構造 truss structure
(4)耐圧隔壁 pressure bulkhead
(5)貨物室 cargo compartment
(6)脚格納室 wheel well
2. 関連用語
1.胴体構造(fuselage structure)
 航空機に乗員や乗客が搭乗したり,乗客の手荷物,貨物および郵便物などを搭載するためのスペースを提供する構造部である。胴体は床により上下に区切られており,上部には操縦室,客室(または主貨物室)が,下部には脚格納部,装備品収納部,床下貨物室がある。最前部には気象レーダーを持つのがふつうである。胴体の構造は,現代の航空機では,そのほとんどが応力外皮構造(stressed skin structure)を採用している。一般的に胴体構造にはモノコック構造(monocoque construction−はりがら構造)とセミ・モノコック構造(semimonocoque construction−半はりがら構造)とがあるが,輸送機の場合はセミ・モノコック構造が大部分である。
胴体の下部構造(ケーブルが見える)
図1-3-10 747-400の機体構造
DC-10の胴体下部の燃料タンク
(1) セミ・モノコック構造(semimonocoque construction)
 フレーム(円框,frame),外板(skin),縦通材(longeron),縦通材(stringer)から構成され,引張力は外板,縦通材が,曲げ荷重からの圧縮力は外板に代わり縦通材および小縦通材が分担している。フレームは,胴体の断面形状をもった一次構造部材で,747の胴体には,Z型断面のフレームが20in間隔で並べられている。縦通材の断面はL型,J型,Z型,ハット型(つば付き帽子の断面)などがあり,747の胴体ではZ型あるいはハット型のものが,円周上に約8in間隔で入れられている。上記の縦通材と外板はふつう多くの鋲(rivet)で結合されている。また,フレームはフェイルセーフのための重ね板(ストラップ)を介して外板と鋲で結合されている。
(2) モノコック構造(monocoque construction)
  縦通材と外皮とを組み合わせたセミ・モノコック構造と異なり,卵のように外皮だけで形を整え,胴体に加わるあらゆる荷重に耐えるようにした構造であるが,大型機で製作することは困難であり,またフェイルセーフの点から好ましくないので用いられない。
(3) トラス構造(truss structure)
 こうした応力外皮構造に対して,昔はトラス構造(truss structure)が用いられていた。これは胴体に加わる荷重をパイプやアングル材で構成した骨組みで受け持ち,外皮は単に形を整えるのに用いられ荷重をまったく分担しない構造である。この構造は設計や工作が簡単なことが特徴であるが,外皮の関係(羽布を主体とする)で高速度の機体あるいは大型機には適当でないし天候の影響を受けやすいので,ごく一部の小型機に用いられているにすぎない。
(4) 耐圧隔壁(pressure bulkhead)
 客室内を与圧する輸送機では,セミ・モノコック構造の胴体の前後に耐圧隔壁が取り付けられる。前方耐圧隔壁は機首にある気象レーダーの後ろにあり,壁のサイズも小さいので平板タイプであるが,客室最後部にある後方耐圧隔壁はサイズも大きいので,747のようにお椀タイプのものが広く用いられるが,DC-10や727では前方と同様の平板タイプを使用している。お椀タイプでは圧力荷重を引っ張りだけで壁に受け持たせるので重量を軽くできるメリットがあり,平板タイプの場合は引っ張りと曲げの組み合わせで圧力荷重を受け持つ。いずれの場合でも耐圧隔壁はほとんど疲労強度から設計されている。
図1-3-11 後方耐圧隔壁の構造(747)
胴体のフレーム(数字はステーション・ナンバー)
(5) 貨物室(cargo compartment)
 航空機の胴体床下にある,手荷物,貨物および郵便物などを搭載する室をいい,貨物専用機の場合は床上キャビンを主貨物室と呼び区別する。
 また法規により,換気,与圧,温度調節あるいは消火装置等の有無によりAからEまでの5つの等級に区分されているが,大型機では与圧していることが多い。
 床下貨物室は着陸装置室を境として前方貨物室および後方貨物室に分かれており,ジェット輸送機ではこれらにコンテナを用いて搭載する。このほか広胴機では,尾部床下にバラ積みの貨物や手荷物などを搭載する貨物室(bulk cargo compartment)があり,機体によってはギャレー(galley)を搭載する場合もある。
(6) 脚格納室(wheel well)
 飛行中,引き込み式着陸装置を格納する場所で与圧はされない。前脚の格納室と主脚の格納室がある。
2.関連用語
空気取り入れ口(air scoop)
 空調用の空気や,各種熱交換器,潤滑油,補機などの冷却用の空気(ram air)を取り入れる小さい開口部。エンジンの空気取り入れ口のように大きい場合はair intakeという。
フィレット(fillet)
 翼と胴体の接合部に生ずる干渉抵抗を減らすため,ファイバーグラスや金属板で滑らかな二次曲面に成形した部分をいう。
尾部(empennage,tail assembly)
 胴体後方の垂直尾翼と水平尾翼とを結合した部分の総称。
尾そり,テール・スキッド(tail skid)
 胴体後方下部に取り付けられている橇。急角度の引き起こしや着陸時に,胴体後方下部を直接滑走路にこすって破損することを防止する。

 
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