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2163 よくF-2試験機の主翼を静強度試験にかけた際の複合材の「ひび」「割れ」がとりざたされていますが、そんなに全複合材製の一体成形翼というのは難しいものなのでしょうか?
ガンヘッド507

  1. う〜ん「割れ」というより「はがれ」かな?
    F-2は問題のあった構造部位(桁?)に金属で補強を施したりCFRPシートの織り方や積層方法を工夫して解決したそうですが、F-22は途中で設計変更(複合材の桁をチタン合金製に)してますね。ロッキードでは避弾時における対策とか言ってますが実際はF-2と同様の問題が出て、しかも補強を施した位では克服できない(又はその技術ががない)状態だったので全複合材製を諦めたのでは?と考えますが実際どうなのでしょうか?

    (ゴミ)↓F-2複合材関連で参考にしたサイト
    >http://www.jwing.com/wing/bn/990818-3.htm(問題と対策)
    >http://www.chunichi-tokai.co.jp/keizai/toyota/toyota104.shtml(複合材の開発者)
    >http://www.vtolsnowboards.com/technology/index.htm(これは意外)
    ガンヘッド507

  2. こちらにいかれて掲示板で質問なさると
    或いは答が得られるかも知れません
    http://www2s.biglobe.ne.jp/~futureAF/index.html
    回答を出す上で一助になればいいのですが。
    NEI

  3. >1
    F-22の主翼桁を複合材料からチタンへと変更した主な理由は、超音速巡航時に発生する熱に対して特殊な複合材を用いねばならなかったことに起因します。
    特殊な複合材を使用したため、機体のコストが上昇しそれを避けるためにチタンにしたはずです。

    ただ、私の持っている資料では「主翼の一次構造は炭素繊維/ビスマレイミド複合材」となっていますね。チタンに変更されたのが何時だったのか教えていただけると助かります。
    Sparrow

  4. >F-22の主翼桁を複合材料からチタンへと変更した主な理由は、超音速巡航時に発生する熱に対して特殊な複合材を用いねばならなかったことに起因します。

    熱の影響で構造部と外板に剥離が生じたのって水平尾翼でなかったですか?

    あと、主翼の桁を複合材からチタンにした理由として『・・・被弾時の衝撃に対して複合材では強度不足になるところがでてきたからだと言われている。(主翼の内部は燃料タンクであって、被弾時の衝撃はジェット燃料という液体の中の圧力変動として、被弾箇所から各部に伝播する。) 』という記述を見たんですが、どうなんでしょう?
    ガンヘッド507

  5. >4
    いつの話か分からないと答えようがないです。
    F-22はコスト問題などで材料を結構頻繁に変更するんで。ただ、当初複合材を40%程度使用する予定だったのが35%まで落ちてることは確か。主な理由はコスト。
    …と、写真があった。
    えっと、ガンヘッド507様の言う通り「実際にダメージを与えてテストを行う損傷許容テスト後に変更された」とあります。ただし、四本のスパーの内一本だけ。三本は炭素繊維/ビスマレイミド複合材(BMI)で出来てます。
    一番機首側のスパーだけ色が違うんでそれだと思います。写真を見る限り、変更されたスパーはそれだけですね。他のフレームやスパーは全てBMIで出来ているようです。
    一本しか変更しなかったというのは、やはり損傷テストの結果からでは?
    Sparrow

  6. >5
    ふむ、実際は一本だけだったんですね。(いい資料をお持ちのようで)
    それで、水平尾翼についてですが問題が出たのが飛行試験用の一号機(4001/91−4001)の1998年の超音速飛行試験の時で、後の1999年1月に改良されたものが取り付けられたとありますが、そちらではどうなってますか?
    ガンヘッド507

  7. >6
    水平尾翼の剥離ということについては触れられていませんね。
    ただ、この本の発行が99年の3月なので間に合わなかった可能性もあります。
    ただ、98年3月に「水平尾翼を保持する後部胴体のチタン製ブームで、チタンフレームの電子ビーム溶接に問題発生」となってます。ブームに寸法誤差が生じたためにパーツの合いが悪くなっていたようです。問題はボーイングが電子ビーム溶接をエアロジェット社にアウトソーシングすることで解決だそうです。
    他にも、98年内に胴体主翼側のリブに不純物、エンジンの破損、エンジンの振動などが起きましたがいずれも解決ずみです。

    あと、主翼スパーの話ですが、製造にRTM(Resin Transfer Molding)プロセスという物を使っているのでF-2のものとは違うのではないでしょうか?
    その辺はどうなんでしょう、F-2には詳しくないもので。よろしくお願いします。
    Sparrow

  8. F-22も色々大変だったんですね(笑)。
    F-2ってホント情報に乏しいと言うか、パイロットさんや事情を知っている人から伝え聞くしかない状態なんで、私が教えて欲しいです(笑)。ネット上に転がっている情報だけではなんとも信憑性に欠けるというか・・・広報さん、もっと宣伝してくれって感じですね。
    ガンヘッド507

  9. それでF-2の主翼構造ですが、外板はCFRPを積層して造り、構造材はCFRPを加工、接着して造った「ウェーブ構造」なのでは?と思います。
    自信の無い根拠
    >http://www.vtolsnowboards.com/technology/index.htm
    んでこの構造材がカタチになると↓
    >http://www.chunichi-tokai.co.jp/keizai/toyota/toyota104.shtml

    主翼のスパー(桁)の構造、製法がどうなっているのかは、不明です。
    ガンヘッド507


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