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航空機技術
-安全・環境・材料技術-


 民間航空機輸送におけるニーズのキーワードは、安全性・経済性・そして環境適合性である。本調査レポートでは、今後益々拡大すると予想される民間航空機輸送において、現在進められている航空機分野における研究開発を、これら3つのキーワードから調査を行い取りまとめた。

騒音低減化技術
騒音規制の動向、各種騒音源(機体騒音、エンジン騒音、ヘリコプタ騒音および客室内騒音)に関する騒音低減化
機体軽量化技術:複合材料の動向
複合材の適用状況と課題、低コスト複合材の製造・加工技術動向、複合材構造の損傷とその修復技術・非破壊検査技術、リサイクル技術について
航空機の構造安全性
空力弾性、フラッタ現象とその解析技術、鳥衝突や着陸時衝撃に対する耐衝撃性向上技術、複合材構造の損傷許容設計法と健全性診断のヘルスモニタリング技術
航空機輸送におけるニ―ズへの対応:高速化、小型化、無人化など
超音速旅客機実現のためのソニックブーム低減技術、次世代型小型航空機、小型無人航空機、電動化航空機、装備品の技術開発、航空機産業に係わる政策動向について
機体製造技術:接合技術と部材
溶接接合と異材接合技術の動向、ファスナー接合、接着接合について。次世代航空機部材(チタン合金、アルミリチウム合金、ジェットエンジン・ガスタービン用超耐熱材料)の開発動向

 
    
    □体裁 A4判305ページ
    □価格 本体68,000円+消費税
    □送料 弊社負担
    □発行 2014年7月

章 目 次

第1章 航空機騒音の低減化
第2章 航空機用複合材
第3章 構造安全性の技術開発の動向
第4章 未来型航空機技術
第5章 航空機の構造技術、接合技術、材料技術

詳 細 目 次

第1章 航空機騒音の低減化 1
 1.1 騒音規制の動向 1
  1.1.1 ICAO 騒音基準 1
   (1) 亜音速ジェット機の騒音基準 1
   (2) プロペラ機の騒音基準 3
   (3) ICAO騒音基準強化の動向 3
  1.1.2 航空機騒音証明、耐空証明および型式証明 4
   (1) 航空機騒音証明 4
   (2) 耐空証明 5
   (3) 型式証明 5
  1.1.3 ICAOのバランスト・アプローチと空港周辺の騒音対策 5
   (1) 航空機自体の騒音軽減 6
   (2) 空港周辺の土地利用計画・管理 6
   (3) 騒音軽減運航方式 7
   (4) 高騒音域運航規制 8
    (a) 成田空港航空機騒音インデックス 9
    (b) ヒースロ空港の騒音証明値を利用した施策 10
    (c) フランクフルト空港の騒音カテゴリー別騒音料 10
    (d) チューリッヒ空港の騒音カテゴリー別着陸料 10
    (e) スキポール空港の新評価指標採用による騒音規制 10
    (f) バンクーバー空港のリバース・スラストの抑制 11
    (g) シアトル空港の夜間エンジン試運転の制限 11
   (5) 空港周辺における建物の防音対策 11
  1.1.4 空港周辺で観測される航空機騒音の現状 13
   (1) 航空機騒音の発生源の種類と区分 13
   (2) 空港近傍で観測される騒音事例 14
    (a) 着陸後のリバース騒音とタクシーイングの騒音 14
    (b) APUが稼働する際の地上騒音 14
  1.1.5 航空機騒音に係わる環境基準 15
   (1) 航空機騒音に係わる基準・法律 15
   (2) 航空機騒音に係わる環境基準の改定 16
   (3) 環境基準改定内容 17
   (4) 航空機騒音評価における海外の動向 17
   (5) 環境基準の達成状況 18
 1.2 機体騒音の低減化技術 19
  1.2.1 航空機の騒音源 20
  1.2.2 航空機騒音低減の推移 21
  1.2.3 機体空力騒音源と特徴 21
   (1) 高揚力装置騒音源の特徴 21
   (2) 降着装置騒音源の特徴 22
  1.2.4 高揚力装置騒音の低減化技術の動向 22
   (1) 高揚力装置のスラット騒音低減デバイス 22
   (2) 高揚力装置のフラップ端騒音低減デバイス 23
   (3) 高揚力装置騒音の低減化技術(JAXA) 23
    (a) 風洞試験による騒音特性の検討 23
    (b) 非定常圧力計測 24
    (c) デバイス形状の検討 25
   (4) フラップ端騒音の低減形状の開発(川崎重工業) 25
    (a) フラップ端騒音の発生メカニズム 25
    (b) 低騒音型フラップ形状の性能評価 26
   (5) 音源探査解析技術を用いた高揚力装置空力騒音の研究(JAXA) 27
    (a) 音源探査解析 27
    (b) 風洞試験模型 27
    (c) 風洞試験結果 28
   (6) 最適化技術を応用した高揚力装置の設計技術開発(川崎重工業/日本飛行機) 28
  1.2.5 降着装置騒音の低減化技術の動向 30
   (1) 脚騒音低減デバイスの開発(川崎重工業) 30
   (2) 非定常CFD解析を用いた小〜中型機脚騒音低減デバイスの開発(川崎重工業) 31
    (a) 脚モデルの形状 31
    (b) 騒音低減デバイスの設計 32
    (c) 風洞試験によるデバイス効果の確認 32
   (3) 降着装置騒音の低減化技術(JAXA) 33
    (a) 風洞実験による騒音特性の把握 33
    (b) 数値シミュレーションによる流れ場解析 34
    (c) フェアリングデバイスの評価 34
   (4) 着陸装置関連の騒音低減技術(ボーイング) 34
    (a) 静穏化技術実証機試験プログラム(QTD) 34
    (b) 吸気口関連の静粛化技術とその成果 35
    (c) シェブロン関連の技術 35
    (d) 着陸装置関連の静穏化技術 36
  1.2.6 機体騒音低減技術の飛行実証 37
   (1) 飛行実証試験プロジェクト(文部科学省/JAXA) 37
    (a) 「フクロウ」の目的 37
    (b) 「フクロウ」の概要 37
 1.3 エンジン騒音の低減化技術 39
  1.3.1 航空機騒音の変遷 39
   (1) 航空機騒音低減の経緯 39
   (2) エンジンの騒音源と特性 40
    (a) ファン騒音の特性 41
    (b) ジェット騒音の特性 41
  1.3.2 エンジン騒音の低減技術動向 41
   (1) 動静翼枚数比の最適化 42
   (2) 動翼と静翼の軸間隔の拡大 42
   (3) 静翼取り付け角/ストラット形状の最適化 42
   (4) 吸音ライナ 42
   (5) インターナルミキサー 42
   (6) スイープ・リーン静翼 42
   (7) スエプト動翼 43
   (8) アクティブ静翼 43
   (9) 動翼後縁噴流 44
   (10) アクティブノイズコントロール 44
   (11) シェブロンノズル, ノッチノズル 44
   (12) マイクロジェット噴流 44
   (13) ミキサーエジェクタ 45
   (14) 数値解析と騒音評価 45
  1.3.3 新型航空機ボーイング787型機の低騒音技術 (ANA) 45
   (1) 新型航空機787の騒音低減技術 45
   (2) 新型航空機787の騒音低減効果 45
   (3) 高性能エンジンの採用による騒音低減 46
   (4) 空力性能向上による離陸上昇性能の向上 46
  1.3.4 エンジン騒音低減技術の研究  (JAXA) 47
   (1) アクティブ制御技術によるファン騒音低減の研究 47
   (2) 超音速ジェット騒音低減の研究 47
   (3) マイクロフォンアレイを使用した音源計測の研究 48
  1.3.5 航空機エンジンの騒音低減技術(東海大学) 48
   (1) 航空機騒音の音源 48
   (2) ファン騒音 49
   (3) 広周波帯域騒音 49
   (4) 排気ジェット騒音 50
   (5) 低圧タービン(LPT)騒音 50
   (6) 航空機とエンジンの騒音試験 50
  1.3.6 小型航空機の低騒音化における最近の研究プログラム 51
   (1) 小型エコエンジンプロジェクト 51
    (a) プロジェクトの概要 51
    (b) プロジェクトの研究体制 52
    (c) 技術開発項目と目標 52
    (d) 研究開発成果の概要 52
   (2) 機体から発生する騒音の研究開発プロジェクト 53
  1.3.7 海外における低騒音化技術の動向 53
 1.4 ヘリコプタ騒音の低減化技術 54
  1.4.1 ヘリコプタ空力騒音の特徴 54
  1.4.2 ヘリコプタ騒音低減技術の動向 55
   (1) ヘリコプタ空力騒音統合解析手法の開発(三菱重工業) 55
   (2) 回転翼機の騒音低減技術(川崎重工業) 55
   (3) ヘリコプタ低騒音化技術の研究 (JAXA) 56
   (4) ヘリコプタ周りの流れ場と騒音特性解析(航技研) 56
    (a) HIS騒音 56
    (b) BVI騒音 57
   (5) ブレード翼端形状がヘリコプタの高速衝撃騒音に及ぼす影響(JAXA) 57
   (6) ヘリコプタの騒音を低減するアクティブフラップの数値解析(JAXA) 58
 1.5 客室内騒音の低減化技術 58
  1.5.1 航空機の客室内騒音の特徴 59
   (1) 室内騒音基準値について 59
   (2) 民間航空機の客室内騒音(三菱重工業) 59
    (a) 騒音源 59
    (b) 騒音設計 60
 1.6 空力騒音測定技術の種類と概要 62
  1.6.1 空力騒音計測技術 62
   (1) 低騒音風洞による計測 62
   (2) 表面圧力変動計測 62
   (3) 空力音源計測 63
   (4) PIV計測 63
  1.6.2 フェイズドアレイによる低速風洞での空力騒音計測 (JAXA) 63
   (1) 開発した音源探査システム 63
   (2) 高揚力形態旅客機模型の空力騒音計測 63
  1.6.3 感圧塗料(PSP)による圧力計測技術 64
   (1) 感圧塗料の原理と特徴 64
   (2) 高速応答型感圧コーティングの研究 (東京農工大/JAXA) 65
    (a) 円柱周り衝撃波解析 65
    (b) 衝撃風洞模型への適用 65
   (3) 感圧塗料による風洞試験圧力場計測手法の開発 (三菱重工業/JAXA) 66
    (a) 風洞試験への適用 66
    (b) データ処理手法の開発 66
   (4) 新しい分野への感圧塗料の適用 (JAXA) 66
    (a) 極低温流れへの感圧塗料の適用 66
    (b) 超高速流れへの感圧/感温塗料の適用 67
    (c) 感温塗料を用いた空力加熱率計測技術の開発 67
  1.6.4 粒子画像流速測定法(PIV) 67
   (1) PIVの特徴 67
   (2) PIVの適用例(JAXA) 68
    (a) 低速風洞への適用例 68
    (b) 遷音速風洞への適用 68
    (c) ヘリコプタロータの渦干渉流 69
 1.7 航空機騒音による健康への影響 69
  1.7.1 航空機騒音によるメンタルヘルスへの影響 70
   (1) 調査方法 70
   (2) 調査分析結果 70
  1.7.2 航空機騒音による睡眠への影響 71
  1.7.3 WHO環境騒音ガイドライン 72

第2章 航空機用複合材
75
 2.1 複合材の概要 75
  2.1.1 航空機への複合材の適用状況 75
   (1) 航空機を構成する材料の変遷 75
   (2) 複合材の適用部位 76
    (a) エアバス社最新超大型民間機A380 76
    (b) ボーイング社最新超大型民間機B787 77
    (c) 民間小型航空機三菱MRJ 78
   (3) 炭素繊維複合材の開発経緯 79
   (4) 航空機のLCA  79
   (5) 航空機への複合材の適用効果 81
  2.1.2 航空機用複合材の構成と特徴 83
   (1) 航空機用CFRPの構成 83
   (2) CFRPの特徴  83
  2.1.3 複合材料の課題 85
   (1) 複合材料層間強化技術の開発 (JAXA) 85
    (a) 複合材料の衝撃による層間強度の確認 86
    (b) 繊維層間強化複合材の研究開発 86
   (2) 雷から航空機の安全運航を守る電磁解析技術の開発(三菱重工業) 86
   (3) 複合材料の耐熱性向上 86
   (4) 複合材料の耐衝撃性向上(福井県工業技術センター) 88
    (a) 樹脂の配合 88
    (b) CAI試験による耐衝撃性の評価 89
   (5) 熱可塑性樹脂の開発(産総研) 90
   (6) 熱可塑性樹脂複合材料の航空機分野への適用調査(日機連/RIMCOF) 91
 2.2 複合材の製造技術 93
  2.2.1 航空機複合材の成形プロセスと課題 93
   (1) プリプレグ/オートクレーブ成形法 93
   (2) プリプレグ/オートクレーブ成形法の課題 94
   (3) B787主要構造の大規模CFRP化で認識された課題 94
    (a) 第一の課題:高コスト 94
    (b) 第二の課題:CFRP構造の設計、評価技術 95
  2.2.2 低コスト複合材の製造技術の開発動向 96
   (1) VaRTM 成形法による主翼構造の製造技術開発(JAXA) 96
   (2) A-VaRTM成形法の開発(東レ・三菱重工共同開発) 97
   (3) MRJ尾翼桁間構造への適用(三菱重工業) 99
   (4) 高効率 RTM成形法の技術開発 (三菱重工業) 99
   (5) 折り曲げ成形法 (川崎重工業) 100
    (a) 折り曲げ成形法の概要 100
    (b) B787用貨物室床ビームへの適用 101
   (6) 試作レス製造技術の研究(三菱重工業) 101
    (a) 試作レス製造技術の研究 101
    (b) 航空機翼桁構造の成形シミュレーション 102
 2.3 複合材の最新加工技術 103
  2.3.1 CFRP加工時の不具合 103
  2.3.2 CFRP切削加工技術の開発動向 104
   (1) CFRPの高能率加工技術(三菱重工業) 104
   (2) CFRP部材の切削加工を低コストで可能とする専用加工機械の開発
     (中部経済産業局/岐阜県研究開発財団) 104
   (3) 傾斜プラネタリ加工による高効率なCFRP穴あけ技術の開発(長岡技科大) 106
    (a) 開発の目的 106
    (b) 傾斜プラネタリ加工法と特徴 106
   (4) 超音波振動切削によるCFRP積層体の高精度穴あけ加工(沼津高専) 107
    (a) 研究概要 107
    (b) 超音波ねじり振動切削実験 107
    (c) 超音波ねじり振動の効果 108
   (5) 航空機用CFRP/Ti合金重ね板の穴あけ加工技術(沼津高専) 109
    (a) ドリル加工とスパイラル加工の比較 109
    (b) ドリル加工に発生するトラブルの改善 111
   (6) CFRPおよび耐熱合金の切削加工技術(秋田県産業技術センター) 111
    (a) CFRPのトリム加工実験 112
    (b) 実験結果 112
   (7) 航空機用等CFRP加工技術の開発に関するフィージビリティスタディ 113
   (8) CFRP穴あけ加工用「クリスタルダイヤコートドリル」の開発(NACHI) 114
    (a)  クリスタルダイヤコートドリルの特徴 114
    (b) CFRPの加工事例 115
   (9) CFRP・チタンおよび複合材料における穴あけ加工の革新技術(NOVATOR) 116
    (a) オルビタル穴あけ加工技術 116
    (b) 穴あけ加工性能 116
   (10) 炭素繊維複合材に対応した最新工具 (オーエスジー) 117
    (a) トリミング用ルーター 118
    (b) 強ねじれ溝ドリルとストレート溝ドリル 119
   (11) ダイヤ一体焼結"ビームドリル"におけるCFRP材の加工(ダイジェット工業) 120
    (a) ビームドリルの特徴 120
    (b) CFRP材の穴あけ加工 120
   (12) CFRP複合部材の新レーザ加工法および溶接技術の開発
       (中部経済産業局/中部TLO) 121
    (a) 研究開発の概要 121
    (b) 開発目標と成果概要 122
    (c) 研究成果 122
 2.4 複合材構造の修復技術と非破壊検査技術 123
  2.4.1 複合材構造の損傷と修復 124
   (1) 航空機に発生する損傷原因と損傷発生部位 124
   (2) 損傷判定と修理プロセス 125
   (3) 機械的接合と接着接合 126
  2.4.2 複合材構造の接着修理技術 127
  2.4.3 複合材修理の研究開発動向 128
   (1) 複合材構造修理の強度評価研究(JAXA) 128
   (2) 複合材修理の研究開発動向 129
  2.4.4 航空機の定期整備と検査方法 130
  2.4.5 複合材構造へ適用される最近の非破壊検査技術 131
   (1) パルスエコー法による超音波探傷試験 132
   (2) アレイ型超音波探傷法 133
   (3) パルスサーモグラフィ検査法 134
   (4) 複合材料の欠陥深さの計測(日本クラウトクレーマー) 135
   (5) 光励起および超音波励起による非破壊検査技術(ケン・オートメーション) 136
 2.5 複合材のリサイクル技術の動向 138
  2.5.1 CFRPのリサイクル 138
  2.5.2 CFRP廃材の発生状況 139
   (1) 米国でのCFRP廃材発生量 139
   (2) 欧州でのCFRP廃材発生量 139
   (3) 日本でのCFRP廃材発生量 139
  2.5.3 CFRP廃材のリサイクル方法 139
  2.5.4 日本におけるリサイクルに関する技術開発動向 140
   (1) 亜臨界流体によるCFRPリサイクル技術の開発(静岡大学) 141
   (2) 常圧溶解法によるFRPリサイクル技術(日立化成工業) 141
    (a) FRP常圧溶解法 141
    (b) 回収材を使用したFRPの特性 142
    (c) 実用化開発 143
   (3) 炭素繊維リサイクル技術の実証研究開発(METI/JCMA) 143
    (a) プロジェクトの概要 143
    (b) プロジェクトの目標 143
    (c) 成果、目標の達成度 144
    (d) 事業化、波及効果 144
   (4) 超臨界アルコール法によるCFRPリサイクル技術開発
     (新エネルギー・産業技術総合開発機構NEDO/静岡大学) 145
    (a) 研究概要 145
    (b) 技術の特徴 145
   (5) 亜臨界流体法によるCFRPリサイクル技術(熊本大学) 146
   (6) リサイクルCFRPの開発(JAXA) 146
   (7) リサイクル可能な高強度CFRPのための炭素繊維と高分子樹脂の界面接合技術
      (岐阜高専/長岡技科大/産総研/名古屋大/東工大) 148
    (a) CFRP創製の必要性 148
    (b) 炭素繊維の表面改質技術の現状 148
    (c) メカノケミカル法による界面接合技術 149
   (8) 過熱水蒸気によるCFRPからの繊維回収(JFCC) 149
  2.5.5 海外におけるリサイクルに関する技術開発動向 150
   (1) Adherent Technologies, Inc の複合材料リサイクル技術(米国) 150
   (2) Nottingham Universityの複合材料リサイクル技術(英国) 151
   (3) Imperial College London の複合材料リサイクル技術(英国) 151
   (4) Recycled Carbon Fiberの複合材料リサイクル技術(英国) 151
   (5) Fraunhofer ICTの複合材料リサイクル技術(ドイツ) 151
   (6) FASERINSTITUTの複合材料リサイクル技術(ドイツ) 152
   (7) KARBOREK Recycled Carbon Fibersの複合材料リサイクル技術(イタリア) 152
  2.5.6 航空機のリサイクル 152
   (1) 航空機の生産・使用・廃棄 152
   (2) 退役航空機の予測 154
   (3) 退役機から発生する複合材料量の推移 154
   (4) リサイクル事業のコンソシアム 155
  2.5.7 リサイクル技術に関する今後の課題 156
   (1) 差別化技術開発の推進 157
   (2) 炭素繊維・複合材料リサイクルの日本型モデルの確立 157
   (3) 炭素繊維・複合材料のリサイクルに係わる標準化 157
   (4) 炭素繊維・複合材料分野における技術戦略の拡充 157

第3章 構造安全性の技術開発の動向
159
 3.1 空力弾性の研究 159
  3.1.1 フラッタ現象 159
  3.1.2 フラッタ解析技術の動向 160
   (1) 遷音速フラッタ解析 (JAXA) 160
    (a) フラッタ風洞試験 160
    (b) フラッタ解析 161
   (2) 感圧塗料を用いた非定常面圧計測法によるフラッタ現象への適用
     (電気通信大学/JAXA) 162
    (a) フラッタ試験 162
    (b) フラッタ試験結果 163
   (3) 層間剥離を有する積層板の超音速パネルフラッタ解析(東北大学) 164
   (4) 曲面パネルの流体構造連成計算法によるフラッタ解析(名古屋大学/三菱重工業) 166
   (5) 遷音速フラッタ制御時のリミットサイクル振動(福井大学/ブラザー工業/JAXA) 167
   (6) 低速デルタ翼フラッタ現象における大変形振動流れ場の解析 (名古屋大学) 168
 3.2 航空機の耐衝撃性向上技術 169
  3.2.1 耐空性からの要求事項 169
   (1) 不時着時の安全確保 169
   (2) 異物衝突 170
  3.2.2 耐衝撃性向上技術の種類と動向 170
   (1) 着陸時の衝撃吸収技術の開発 (JAXA) 170
    (a) 胴体落下試験 170
    (b) ヘリコプタの落下試験 171
   (2) 鳥衝突試験(JAXA) 171
   (3) ヘリコプタ耐衝撃性構造の研究動向(川崎重工業) 171
    (a) ヘリコプタの全落下試験 171
    (b) クラッシュ・シミュレーションの確立 172
    (c) 降着装置に代わる衝撃吸収構造の開発 172
   (4) 既存ヘリコプタの全機落下試験(三菱重工業/防衛省) 173
   (5) 旅客機客席構造の耐衝撃性向上に関する解析的研究(法政大学/JAXA) 173
 3.3 損傷許容設計 175
  3.3.1 損傷許容設計の概念 175
  3.3.2 金属構造の損傷許容設計 176
  3.3.3 複合材構造の損傷許容設計 176
  3.3.4 構造信頼性技術の動向 178
   (1) デジタル画像相関法を用いた積層材料の損傷許容設計に対する衝撃破壊力学的
      アプローチ(富士重工業/芝浦工業大学) 178
    (a) 実験方法および解析方法 178
    (b) 実験結果および解析 179
   (2) 実機構造解析精度向上の研究 (JAXA) 179
    (a) 大型部品構造による損傷許容評価試験 179
    (b) 航空機胴体スケールモデルの与圧・曲げ・ねじり疲労試験 179
    (c) 航空機胴体模型の与圧疲労試験 179
 3.4 複合材構造のヘルスモニタリング技術 180
  3.4.1 航空機構造におけるSHMの利点と役割 180
   (1) 航空機構造におけるSHMの利点 180
   (2) 航空機構造におけるSHMの役割 181
    (a) SHMと航空機設計 181
    (b) SHMと航空機製造 181
    (c) SHMと航空機整備 181
  3.4.2 複合材構造のSHM技術動向 182
   (1) 複合材構造健全性診断技術開発(経済産業省) 182
   (2) 光相関ブリルアン散乱計測法による航空機構造センシング技術の開発
     (三菱重工業) 183
   (3) 光ファイバセンサによる航空機構造衝撃損傷検知システム技術の開発
     (川崎重工業) 183
   (4) FBG/PZTハイブリッドシステムによる航空機構造の損傷モニタリング技術の開発
     (富士重工業) 185
   (5) ライフサイクルを通じたストレインマッピングによる構造健全性診断技術の開発
     (三菱電機) 186
   (6) 光ファイバひずみ計測システムの開発(JAXA) 187
   (7) スマート構造を適用したCFRP接着剥がれ損傷の研究
     (東京都立産業技術高等専門学校) 187
    (a) MFCとFBGを貼付したスマート構造 187
    (b) 接着剥がれ損傷モニタリング実験 188
   (8) 光ファイバによるヘルスモニタリング技術(大阪市立大学) 188
    (a) 先端複合材料成形用スマートオートクレーブ成形機の開発 188
    (b) 先端複合材料接着継手のヘルスモニタリング 189
   (9) CFRP構造のライフサイクルモニタリング技術の構築(東京大学) 189
   (10) 構造ヘルスモニタリングのための組込型広帯域超音波送受振システムの開発
       (東京大学) 190
 3.5 摩擦撹拌接合技術 192
  3.5.1 摩擦撹拌接合 192
   (1) 摩擦撹拌接合の原理と特徴 192
   (2) 航空機への適用動向 194
  3.5.2 摩擦撹拌接合技術動向 194
   (1) 摩擦拡散接合(FSW)によるチタン合金の接合技術開発(経済産業省/大阪大学) 194
   (2) 摩擦撹拌接合部の疲労強度の研究 (JAXA/早稲田大学) 195
   (3) 摩擦撹拌接合技術に関する研究(新潟県工業技術総合研究所) 196
    (a) 供試体および接合方法 196
    (b) 実験結果 196
   (4) アルミ合金/鉄鋼材料摩擦撹拌接合材の実用化(京都工芸繊維大学) 197
   (5) AZ系マグネシウム合金と純チタンとの摩擦撹拌接合性
     (東京都立産業技術研究センター、大阪大学) 198
   (6) 鋼やチタンなど融点の高い金属を接合できるコバルト合金製の摩擦撹拌接合用ツー
     ルの実用化(東北大学/日立製作所/日立メタルプレシジョン) 198

第4章 未来型航空機技術
200
 4.1 ソニックブーム低減技術 200
  4.1.1 ソニックブームの発生原理 201
  4.1.2 低ソニックブーム設計技術 202
   (1) 低ソニックブーム設計概念 202
   (2) 非軸対称機首設計法 (JAXA) 204
   (3) 後端低ソニックブーム化の設計概念(JAXA) 204
  4.1.3 ソニックブーム低減技術動向 205
   (1) 低ソニックブーム設計概念実証(D-SEND)プロジェクト (JAXA) 205
    (a) プロジェクトの目的・目標 205
    (b) D-SEND#1落下試験概要 206
    (c) 供試体(NWM,LBM)の仕様 206
    (d) 気球システムの構成 207
    (e) 計測システムの構成 208
    (f) 計測結果 208
   (2) D-SENDプロジェクト:第2フェーズ試験 (JAXA) 210
   (3) ソニックブームを相殺する超音速複葉翼理論 (東北大学) 210
    (a) 複葉翼による衝撃波の相殺 210
    (b) 超音速複葉翼理論の展開 211
   (4) 胴体先端形状修正による翼胴型超音速複葉翼機のソニックブーム低減化
     (東北大学/名古屋大学) 212
   (5) ソニックブーム低減技術開発動向(米国) 213
   (6) ソニックブーム低減技術開発動向(欧州) 214
   (7) ソニックブーム基準策定の研究(ICAO) 215
 4.2 次世代小型航空機の研究開発 216
  4.2.1 環境適応型航空機の研究開発の動向 217
   (1) 小型エコエンジンプロジェクト 217
    (a) 目標とする小型航空機用エンジン 217
    (b) 主要な研究開発テーマ 218
    (c) 研究開発の実施体制 218
    (d) 研究開発成果の概要 218
   (2) クリーンエンジン技術の研究開発(文科省/JAXA) 220
   (3) 次世代航空機エンジン用構造部材創製・加工技術開発 220
    (a) 航空機分野の技術戦略マップ 221
    (b) 研究開発の目標設定 221
    (c) 研究成果の概要 222
   (4) 航空エンジン環境負荷低減技術の動向 222
    (a) 燃料消費量低減技術 222
    (b) 燃焼排出物低減技術 224
    (c) 騒音低減技術 225
   (5) 環境適応型小型航空機の開発:MRJ(三菱航空機) 225
   (6) 小型ビジネスジェット機の開発:HondaJet(本田技研) 226
  4.2.2 次世代型小型航空機の研究開発動向 228
   (1) 静粛超音速機技術の研究開発 (JAXA) 228
   (2) 極超音速機技術の研究開発(JAXA) 229
   (3) 欧米における極超音速機の開発動向 230
   (4) 次世代ジェットエンジンの国際共同開発(P&W/MTU/IHI) 230
   (5) 小型超音速飛行機の空力特性(室蘭工業大学) 231
   (6) 将来型VTOL技術の研究開発(JAXA) 232
  4.2.3 電動化航空機の技術開発動向 233
   (1) ハイブリッド電動航空機の研究開発 233
   (2) 電動化航空機技術の開発 (JAXA) 234
   (3) 電気化航空推進システムの研究(JAXA) 234
    (a) 電動推進システム研究の概要 235
    (b) 航空機推進システムへの適用 235
    (c) コアエンジンの構成 235
   (4) More Electric Engine制御技術の実用化研究 (IHI) 236
   (5) 電動航空機用モータコイルの開発(日本化薬/JAXA) 238
   (6) 航空機用電動推進系の動向と課題 239
  4.2.4 航空機用装備品の種類と技術開発の動向 241
   (1) 航空機用装備品システムの概要 241
   (2) 装備品の納入状況 243
   (3) 航空機装備品の技術戦略マップ 244
   (4) 航空機用先進システム基盤技術開発(経済産業省/JADC) 245
    (a) 技術開発目標 246
    (b) 研究開発体制 246
    (c) 研究開発成果 247
   (5) 航空機装備品の電動化(MEA)の技術開発動向 247
    (a) A380の電動化 247
    (b) B787の電動化 248
  4.2.5 我が国の航空機産業に係わる政策等の動向 250
   (1) 航空科学技術に関する研究開発の推進方策(文部科学省) 250
   (2) 将来の航空交通システムに関する長期ビジョン (国土交通省) 252
   (3) 航空機分野の技術戦略マップ 253
   (4) 次世代運航システム(DREAMS)の研究開発 (JAXA) 255
    (a) プロジェクトの概要 255
    (b) 研究開発状況 256
 4.3 小型無人航空機技術開発の動向 258
  4.3.1 小型無人航空機技術の現状と特徴 258
   (1) 無人航空機の定義、特徴 258
   (2) 無人航空機システムUASの研究・開発状況 259
   (3) UASのシステム構成 259
  4.3.2 無人航空機技術の研究開発動向 261
   (1) 小形無人航空機システムの開発(日立グループ) 261
   (2) 小型無人航空機を用いた無線中継の検討(NICT) 263
    (a) 耐災害ワイヤレスネットワークの構想 263
    (b) UASの仕様 263
    (c) 無線中継システム 264
    (d) アプリケーションの例 264
   (3) 超小型無人飛行機の開発(NICT) 264
   (4) 災害情報収集のための無人航空機の活用(総務省) 265
   (5) 南極観測で使用する小型無人航空機の開発(国立極地研究所) 266
   (6) 垂直離着陸(VTOL)無人航空機技術の研究 (JAXA) 267
    (a) 4発ティルト翼VTOL無人航空機 268
    (b) テイル・シッター小型VTOL無人航空機 269
    (c) ダクテッド・ファン超小型VTOL飛行ロボット 269
   (7) 災害監視無人機システムの研究開発(JAXA) 270
   (8) 放射線モニタリング技術の高度化(日本原研/JAXA) 271
   (9) 新型産業用無人ヘリコプタの開発(ヤマハ発動機) 271
   (10) 多目的小型電動無人飛行機の開発 (アークシステム) 272
  4.3.3 無人航空機の将来課題 272
   (1) 運用環境の法的整備 272
   (2) 空域統合の整備 273
   (3) 安全・信頼性向上技術 273

第5章 航空機の構造技術、接合技術、材料技術
275
 5.1 航空機機体構造技術の現状と開発動向 275
  5.1.1 機体構造様式の変遷 275
   (1) トラス構造(骨組み構造) 276
   (2) 応力外皮構造(モノコック構造) 276
   (3) 半張殻構造(セミモノコック構造) 277
   (4) サンドイッチ構造 277
   (5) 主翼の構造 277
  5.1.2 機体構造設計の現状 278
   (1) フェイルセーフ構造 278
   (2) 胴体構造の設計要件 278
 5.2 航空機構造の接合技術 279
  5.2.1 溶接接合と異材接合技術の動向 280
   (1) TIG溶接 280
   (2) 電気抵抗溶接 280
   (3) 電子ビーム溶接 280
   (4) ウェルドボンディング 281
   (5) レーザ溶接技術 281
   (6) 拡散接合 282
   (7) 異種材料接合技術開発(経済産業省) 283
   (8) アルミニウム合金とCFRPの接合技術(大成プラス/東レ共同研究) 283
   (9) 炭素繊維を介した異種金属接合技術(東海大学) 284
  5.2.2 ファスナ接合(機械接合)の分類と特徴 285
   (1) 永久接合(リベット等) 286
   (2) リムーバブル接合(ボルト、スクリュー) 287
   (3) ファスナの選定 287
   (4) ファスナ接合部の疲労強度 287
  5.2.3 接着接合の利点と接着プロセス 287
   (1) 複合材料(被着体) 288
   (2) 仮合せ、接着前処理 289
   (3) 接着・硬化 289
   (4) 品質保証 290
 5.3 航空機材料技術の開発動向 291
  5.3.1 アルミニウム合金 291
  5.3.2 チタン合金 292
   (1) 航空機部材としてのチタン合金の特徴 292
   (2) チタン合金の適用推移 292
   (3) 航空機に適用されるチタン合金 293
  5.3.3 次世代構造部材の研究開発動向 293
   (1) 次世代チタン合金構造部材創製・加工技術開発(経済産業省/RIMCOF) 293
    (a) 研究開発目標 294
    (b) 研究開発の概要 294
    (c) 開発技術テーマと実施機関(テーマ別技術と共通技術) 295
    (d) 研究開発の成果 296
   (2) 革新的新構造材料等技術開発(経済産業省/文部科学省) 297
   (3) アルミリチウム合金の開発動向 298
   (4) 航空機エンジン用鍛造合金素材の製造技術開発
     (三菱マテリアル/物質・材料研究機構) 300
   (5) ジェットエンジン・ガスタービン用超耐熱材料(物質・材料研究機構) 300
   (6) 航空機エンジン用耐熱合金の最近の動向(防衛大学) 302
   (7) 高耐衝撃性マグネシウム合金の製造技術の開発(栗本鉄工/大阪大学) 303

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