航空システム工学科 の最近のブログ記事

　思いこみというのは恐ろしい。筆者は、廣瀬先生が長い間勤められていた川崎重工業という企業は神奈川県川崎市が発祥の地なので「川崎」というのだと勝手に思いこんでいた。京浜工業地帯の中核である川崎市は重工業が盛んな都市だから、そう思い込むのは無理もない。しかし、今回、先生にインタビューして川崎正蔵という人物が創業者であることを初めて知った。

——先生は京都大学で航空工学を学ばれましたが、航空を志すきっかけは？

　「父は海軍士官で機関学校の卒業生でした。秋水というロケット戦闘機の実験に参加していたそうです。小さい頃からそういう話を聞かされていたので、飛行機というものを身近に感じていました。

　もう一つインパクトがあったのは、東京オリンピックの時、テレビで見たのですが、ブルーインパルスF86が五輪のマークを空に描いたことです。そして大阪の万国博の会場上空で同じブルーインパルスが万博のマークを描きました。これは自宅の庭から見ていました。高校に入ったばかりでした。ちょうど時代もアポロ宇宙船が月に着陸したことがあったりして航空や宇宙に夢があった時代でした」

——大学ではどのような研究を？

　「修士の時は有限要素法をやりました。有限要素法というのは構造物を小さな要素に分けて解析する方法です。それまで構造物が変形しない弾性解析までは良くやられていたのですが、変形してしまう塑性にまでいたるところまで判定して解析するのは新しい分野だったので、それをやっていました。

　コンピュータをフルに使う研究ですが、当時、入力はカードで読み込ませたので、いちいちカードを打ち、モデルを作って、またカードを打って、またという感じでした」
　
——では、飛行機の機体全体の強度という段階ではないのですね？

　「はい。もっともっとミクロの世界です。この時は穴開きの薄板を引っ張って、穴の力が集中するところから、材料の降伏が始まっていく、すなわち塑性変形が始まって広がっていく。その状況をシミュレーションして、それと実験結果とを比べて合っている、合っていないという評価をやっていました」

——京大を出てすぐ川崎重工（川重）（http://www.khi.co.jp/company/history/001.html）に就職されました。そのころ川重は飛行機を作っていたのですか？

　「川重はずっと戦前から航空機メーカーなのです。ただ、私が入社したころは国産機YS11などのプロジェクトが終わった谷間の時代でした。新しい開発がまだなくて国鉄のコンテナや護衛艦のエンジンの制御パネルなどを作っていました。

　現場に実習に行ったら、現場の年輩の先輩たちがコンテナみたいなモノを作ると、自分たちの技量が落ちるのでかなわないと言って嘆いておられました」

——その頃、本社は神奈川県の川崎市にあったのですか？

　こどもの頃に模型飛行機の魅力に取り付かれる人は多いが、岡本先生はそのままずっと小さな飛行機の研究を続けてきた。時代が変わり、技術が進むと小さな飛行機にも高性能な無線機、カメラ、センサーなどが搭載されるようになった。模型が単なる模型ではなく実用機になり始めたのだ。

——先生は大阪のご出身で東京の理科大機械工学科に進まれましたが、何か特に理由があったのですか？

　「いや、特に理由はありません。航空を勉強したかったのですが、われわれが学生のころ航空はあまり日本でできるところが少なかったのです。両親にも“あまり航空、航空と言うな”と言われて。では機械にしようかと、適当ですね。

　こどもの頃から模型飛行機が本当に好きで、いろいろなものを飛ばしていました。好きになったきっかけは父が好きで教えてもらったのでしょう。

　その頃はまだラジコンがなくて、エンジンが付いた模型飛行機をワイヤーで引っ張ってぐるぐる回転させて飛ばす、いわゆるUコンが主流でした。高校に入るぐらいから、Uコンに飽き足らなくなってきました。結局は自由に飛ばしたくなるのです。

　それと、どんどん小型のものを作るようになってきました。勉強しないでこそこそ隠れて作るものですから、目立たないようにと（笑）」

——片柳亮二先生（ http://kitnetblog.kitnet.jp/koizumi/cat66/ ）もこどもの頃からの模型飛行機作りからの夢を実現させていらっしゃいますが、飛行機にはやはり人を引き付ける力が強いですね。

　「それで小さなものを作っているうちに、小さくすると飛ばないということに段々と気がついて。また、本物の飛行機も好きで、零戦など、いろいろな開発ストーリーなどワクワクしながら読むのです。そうすると、自分が作る模型も、どうしても本物に似ていってしまうのです。それで本物に似せれば似せるほど、飛ばなくなっていくのです。

　ちゃんと作れば作るほど飛ばなくて、適当に作った方が飛ぶという、この違いは何だろうと考えるようになりました」

——それは高校生の時ですか？

　「そうですね。大学に行っても同じような感じでもう少し大きなグライダーを作りました。本物の飛行機であれば、出来るだけ細長い翼、縦と横の比、すなわちアスペクト比の大きな翼を持った飛行機のほうが性能が良いのです。ですが、模型で非常に細長い翼の飛行機を作ったら全然飛ばないのです。

　それで、これは何なのだと。どうも本物と模型は違うぞと気がついたのです。それで、そのようなことを研究したかったのですが、その当時、低いレイノルズ数で翼がどうすればというような研究は誰もやっていません」

——レイノルズ数というのは？

　「慣性力（周りの流体要素とは別に動こうとする力）と粘性力（周りと同様に動こうとする力）の比です。簡単に言うと、小さくて遅いものは粘性の影響を非常に強く受けます。ですから、例えば昆虫のようなものであれば、空気は非常に粘っこく感じているはずです。ところが、本物の飛行機などはものすごく大きいので空気の粘性はほとんど関係なく、その慣性力だけが支配しています。そこにすごく大きな違いがあります」

——どうして誰も研究しなかったのですか？

　片柳先生は長い間、日本を代表する航空機メーカーの三菱重工業で航空機の飛行制御の研究開発に携わってきた。その原点は子供のころの模型飛行機だという。

――どんな模型を作っていたのですか？

　「今、思うと小学校時代だと思うのですが、一歳ぐらい上の遊び相手の方が模型飛行機を作って飛ばすことをしていたので教えてもらいました。当時はラジコンなどはなくてUコンというやつでした。Uコンというの小さいエンジン付きの飛行機をワイヤーで繋ぎ、自分が中心になってグルグル回転飛行をさせるというものです。ヘリコプターもやったけどうまく飛ばなかった。

　飛行機だけでなく秋葉原によく部品を買いに行って、真空管でステレオまで組み立てましたよ。スピーカーボックスを作るのが大変で、分厚いラワン材に丸い大きな穴を開けるのにまず円周にそってドリルで小さな穴を開けて行き、残った部分を糸鋸で切っていくのです。大変手間のかかる作業ですが、中低音スピーカー用の大きな穴と高音用の小さな穴がステレオですから2個ずついるのです」

――ものづくりが本当にお好きだったのですね。

　「大学は早稲田で機械工学だったのですが流体の実験をやったのです。流体でも翼の下に渦ができるのですが、それが面白くて実験をやりたくなりました。回流水槽というのを作りました。回流水槽をいうのは要するに通路を作ってスクリューで水を流すのです。途中に模型を置き流れを見ます。風洞だったら煙ですが、水槽ではアルミ箔を使いました。

　別に自分で作らなくても良かったのですが、作るのが面白かったのです。また数学は決して得意ではなかったのですが翼型理論というのが数学できれいに解けるのも面白かったのです。」

　翼型理論というのは航空機の翼の断面の形状を工夫して効率良く揚力を得るための基礎的な理論だ。片柳先生は航空理論を本格的に学びたくなり、大学院は航空学科のある東大に進む。

――三菱重工に行かれたのは何か縁があったのですか？

　「大学院の先生が技術者だからなるべく企業に行きなさいというのが持論で、先生の知っている方が重工にいたこともあり、どうせ行くのなら技術者がたくさんいるところのほうがいろいろ教えてもらえるだろうと決めました。簡単な発想ですけど。

　重工ではものすごくハッピーでしたね。要するに航空機の開発プロジェクトに4つも関わっているのです。その内の2つは最初の立案から最後の初飛行まで含めて。だいたい10年かかるのです。残りの2つは短期間の開発ですが」

——最初に関わった開発はどんなものですか？

　先日、成田からシンガポールへと向かった際、乗った飛行機が民間機として史上最大のエアバスA-380だった。近づくとさすがに圧倒的な巨体である。広々とした2階席があるのは知っていたが、1階席でトイレと思って開けた扉は下に向かう階段があり乗務員の仮眠室と書かれていたのにはびっくりした。"階下"まであるのだ。ちらりと見かけたビジネスクラスの客はほとんど個室のような広さだった。
　
　こうした巨大機を実現させたのが機体に使われている炭素繊維強化プラスチック（CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic）を始めとする新素材だ。金属よりも軽くて強いため航空機など乗り物にどんどん使われている。A-380の場合、CFRPの使われている率は重量で25％ぐらいだが、開発が遅れている競合機のボーイング787は50％を超えているという。

　宮野教授はこのCFRPの耐久性研究の第一人者だ。

――耐久性とはどのくらい持つかということですね。

　「航空機の場合は50年ぐらい使うわけです。で、それをどうやって保証するのかという方法論。さらに方法論が決まったら、その科学的根拠は何かということを研究するわけです。工大に来て32年なりますが、この問題に特化してきました。耐久性の評価は実験でおこなうわけですが、実際に40－50年かけるわけにはいかない。もっと短い時間で加速試験しなければならないし、その根拠も明らかにしなくてはならない」

――というと、より過酷な条件下に置くのですか？

　「そうです。過酷な条件としては温度を上げるのが一番手っ取り早い方法で、実際にそうやっています。高い温度でもってどのように壊れるかということはこういう意味がありますよと分析するわけです。例えば50年先には強度としては40％落ちますよといった具合です」

――工大は東レとCFRPの研究協力協定を結んでいますね。