JPS6234900A - 航空機運航時の機械的強度推定法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、航空機運航時の機械的強度推定法に係り、と
くに航空機の運航中の機械的強度をＡＥ現象（アコース
ティック・エミッションを応用する方法）でモニターす
る方法に関する。

（従来の技術） （イ）従来、航空機運航前後の地上整備点検については
、目視検査を主にしている。部分的には探傷器を使用し
た非破壊検査を実施している。

（ロ）成体の経年累積劣化が問題となるが、従来は室内
実験機を代表例として、繰り返し荷重試験を実施し、繰
り返し数と疲労破壊強度の関係式を求めてお、き、以後
は使用機体の実使用時間、回数をチェックして劣化度を
推定し、定期検査を実施している。

（ハ）繰縦訓練について、操縦者の不良、不適確な毘作
を指摘する数量的な方法がなく、教官の実技指導にのみ
依っている。

（ニ）台風観測、または台風中を通過する作業飛行等の
緊急飛行を実施するに当たっては、従来パイロットの感
に頼っていたし、またその感の養成に力を注いでいた。

（ホ）実験用飛行行動中、成行、吊り下げ等の不安定荷
重による危険を予知する方法がなく、パイロットに不安
感を招くことがあった。

（発明が解決しようとする問題点） （イ）地上整備点検の迅速化ならびに運用効率の向上。

（ロ）機体の経年劣化の推定方法の単純化及び精度の向
上、定期点検ｇ備の迅速適確化。

（ハ）パイロット教育への寄与。

（ニ）緊急飛行時の対環境モニター法の確立。

（ホ）試験実験用飛行中の危険限界モニター。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明は、上
記の点に霞み、航空機の機体にＡＥセンサー（機体が発
生する超音波を検出するためのピックアップ）を配置し
、運航中のＡＥ現象（機械的な力が加わったときに物体
が超音波を発生する現象）を測定して、前記機体の安全
強度の極限を推定することにより、上記問題点を解決し
た航空機運航時の機械的強度推定法を提供しようとする
ものである。

本発明では、例えば機体の重要な数箇所にＡＥセンサー
を貼布し、必要箇所又はより広い部所の運航中のＡＥ現
象をリアルタイムで自動測定し、結果を航空機のコクピ
ット内に導き、小型ブラウン管上にＡＥ発生曲線（時間
を横軸に、ＡＥ現象の事象発生率を縦軸にとったもの）
及び振幅分布曲線（事象の最大振幅の度数分布をしめす
もの）ならびに傾斜値（詳細は後述する）を示す。

各曲線及び傾斜値は、例えば色別に安全、注意、危険の
領域が示される。

操縦者はこれを監視しながら飛行し、安全強度を確認し
て飛しようを続け、また結果を自動記録（磁気ディスク
等の方法）させ、これらを拳法により自動整理、解析す
ることにより、運航前後の短期的整備、経年劣化に基づ
く長期的定期検査の資料とする。

（実施例） 以下、本発明に係る航空機運航時の機械的強度推定法の
実施例を図面に従って説明する。

（１）　まず、航空機用材及び部分模型の破壊強度試験
により、その破断に至るまでのＡＥ発生現象を実験研究
し、ＡＥ事象発生率及び振幅分布のパターンに特徴のあ
ることを検討した。

第１図は航空機用材としてのリベット接合アルミニウム
板の繰り返し荷重試験におけるＡＥ事象発生率の推移を
示す。図において、横軸は時間（０秒乃至２０００秒）
、縦軸は毎秒の事象個数（イベント個数）である。ここ
で、事象は複数個の超音波パルスからなっている。

第２図（Ａ）は第１図のＡＥ事象の各々が示す振幅の最
大値Ａと事象数の両対数表示であり、横軸は振幅の最大
値ＡのｄＢ表示、縦軸は事象数の常用対数表示である。

この強度試験において、この材料の傾斜値はｍ、で示さ
れ、破断寸前ではＪで示されることがわかる。すなわち
、ｍ値が３．４というのは、この試験及び材料の基本的
安全限界であって、それより小さければ強度に異常があ
り、０．６以下であれば直ちに破壊することを示す。

第２図（Ｂ）は航空機用アルミニウム材の引っ張り試験
における強度変化を示すμ値の１例である。

この図においても横軸は振幅の最大値ＡのｄＢ表示、縦
軸は事象数の常用対数表示である。引っ張り試験におい
て、この材料の傾斜値はｍｌで示され、破断寸前では１
１１２で示される。ｍ値が１．５というのは、この試験
及び材料の基本的安全限界であって、それより小さけれ
ば強度に異常があり、０．７以下であれば直ちに破壊す
ることを示す。

（２）実用されている大型、小型航空機、主としてサフ
イール型及びＣ−１型輸送磯について、稼動状況とＡＥ
発生現象に特徴ある関係が存在することを解明した。

第３図はＣ−１航空機の離陸より空中滑空に至る間のＡ
Ｅ事象の記録であり、横軸は時間（０秒乃至２０００秒
）、縦軸は毎秒の事象個数（イベント個数）である。

第４図はＣ−１航空機の運用状況に対応するＡＥ＄象の
記録であり、横軸は時間（１３００秒乃至３３００秒）
、縦軸は毎秒の事象個数（イベント個数）である。

（３）実際の機体に故障を生ずる１例として、Ｃ−１航
空磯について、飛行中に機体後方の扉を開放すれば、Ａ
Ｅ発生状況は異常を示す。

ｔｊＳ５図はＣ−１航空磯の後部扉の開閉（図中Ｍ１は
開、Ｍ２は閉、Ｍ、は開、Ｍ、は閉）に伴うＡＥ＄象の
記録であり、横軸は時間（０秒乃至１０００秒）、縦軸
は毎秒の事象個数（イベント個数）である。

第６図は第５図のＣ−１航空機の運用中Ｍｌ乃至Ｍ４に
対応する事象数、振幅の両対数表示、直線の傾斜値１１
１１乃至ｍ、であり、横軸は振幅の最大値ＡのｄＢ表示
、縦軸は事象数の常用対数表示である。各直線の祈曲点
Ｐ１乃至Ｐ、においで強度異常を示し、そのセンサー位
置での強度チェックを必要とすることがわかる。

この状態をそのまま放置して飛行を続ければ機体に故障
を生ずることは必至であり、これを構造異常とみなし、
その間のＡＥ発生状況及び振幅分布の傾向をみれば、Ｆ
Ａ１図及び第２図（Ａ）、（Ｂ）と同じ傾向にあり、第
６図の場合には、ｔｌＳ７図（牙積振幅度数分布の傾斜
値を示す直線群をＡＥ１００現象毎に改さん重複表示し
た補足説明図）の傾斜値が一定で異常が現れていないも
のとは異なる特徴を示す。

（４）これら実験結果より、機体構造の劣化及び安全強
度の極限は、着目箇所及び整備目的に関（。

て、ＡＥ″Ｊｓ象発生率及びそのＡＥ事象の最大振幅Ａ
の累積度数分布の両対数表示による傾斜値により決定で
きる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の航空機運航時の機械的強
度推定法は、稼動中の航空機に適用し、その保安に役立
てる他、！！備点検を迅速化するのに役立つもので、そ
の効果を列記すれば次の通りである。

（イ）航空機の運筑前後の整備修理について必要箇所及
び程度を迅速に発見し、作業に必要な時間を短縮する他
、速やかに安全を認定できる。

（ロ）拳法を常時又は一定期間繰り返し実施することに
より、突発的故障及び機体の経年変化を知り得るので、
定期検査の必要度を明示し、検査成績の評価を行うこと
ができる。

（ハ）航空学校、訓練所等において、捏縦訓練を実施す
る際、拳法を採用することにより訓練者の動作の適否を
数量的に表示し、教胃用に使用できる。

（ニ）異常気象等の特別な環境下での緊急飛行時に拳法
を使用し、耐環境をモニターすることにより安全限界を
知り、危険を未然に防止することができる。

（ホ）危険を伴う各種の成行試験、搭載試験飛行におい
て、本体槻の安全を確認しつつ飛行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る航空機運航行時の機械的強度推定
法の実施例において、リベット接合アルミニウム板の繰
り返し荷重試験におけるＡＥ事象発生率の推移を示すグ
ラフ、第２図（Ａ）は第１図のＡＥ事象の各々が示す振
幅め最大値Ａと事象数の両対数表示によるグラフ、第２
図（Ｂ）は航空機用アルミニウム材の引っ張り試験にお
ける強度変化を示すグラフ、第３図はＣ−１航空機の離
陸より空中滑空に至る間のＡＥ＄象の記録を示すグラフ
、第４図はＣ−１航空眠の運用状況に対応するＡＥ事象
の記録を示すグラフ、第５図はＣ−１航空機の後部扉の
開閉に伴うＡＥ事象の記録を示すグラフ、第６図は第５
図のＣ−１航空磯の運用中Ｍ、乃至Ｍ、に対応する５Ｊ
ｓ象数、振幅の両対数表示、直線の傾斜値Ｗ、乃至Ｉｎ
４を示すグラフ、第７図は累積振幅度数分布の傾斜値を
示す直線群をＡＥ１００現象毎に改さん重複表示した補
足説明用グラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）航空機の機体にＡＥセンサーを配置し、運航中の
   ＡＥ現象を測定して、前記機体の安全強度の極限を推定
   することを特徴とする航空機運航時の機械的強度推定法
   。
2. （２）前記ＡＥ現象における事象の最大振幅の度数分布
   より前記機体の安全強度の極限を推定する特許請求の範
   囲第１項記載の航空機運航時の機械的強度推定法。