航空機のメンテナンス(5)軍用機の機体構造の保全と状態監視

はるか昔、「航空機とIT」という連載の第9回で取り上げたが、軍用機の分野では、「機体構造保全管理プログラム(ASIP : Aircraft Structural Integrity Program)」という言葉がチョイチョイ出てくる。これと密接な関係があるのが、一種の状態監視技術。→連載「航空機の技術とメカニズムの裏側」のこれまでの回はこちらを参照。

機体の寿命と荷重スペクトル

世の中に「重たくても良い飛行機」というものは存在しない。軽くできるのなら、その方が良いに決まっている。しかし、軽量化すれば強度・剛性・耐久性に影響が出るから、どうやって軽量化・強度・耐久性といった矛盾する要素を並び立たせるかが問題になる。特に戦闘機は、激しい機動が前提になる分だけ条件が厳しい。

いずれにえよ、飛行機を使い続けていれば、さまざまな負荷がかかり、機体構造材が少しずつ劣化する。それが使用に耐えない状態になると「寿命」となる。普通、寿命を示す具体的な指標としては、累計飛行時間を用いる。

• 軽量化する一方で激しい機動を行う戦闘機は、寿命が短い。写真はフィンランド空軍のF/A-18Cホーネットだが、これもF-35Aへの代替が決まっている　撮影：井上孝司

戦闘機の場合、累計飛行時間を6,000～8,000時間程度に設定することが多いようだ。仮に8,000時間とした場合、2時間のフライトが4,000回分。仮に年間に200回飛行するとすれば、20年分となる。もちろん、もっと寿命を長くできればそれに越したことはないが、そうすると機体が重くなる原因を作る。

戦闘機の設計では、累計飛行時間をどの程度に設定するかだけでなく、荷重スペクトルという話も関わってくる。「どんな任務を想定していて、そこではどんな飛び方をするか」を定めれば、機体にかかる負荷は計算できるから、それを設計のベースにするわけだ。