21世紀は宇宙文明時代

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（修正） 「当記事の要点」を全部削除しました。＜R5／2023-8-4＞

「なくても良い」と判断しました。

同時に、「見出し」としての＜当記事の要点＞＜記事本文＞も削除しました。
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※だいぶお待たせしました。やっと第６回目が出来上がりました。

第５回目の記事から、続きます。
https://21utbmjdai.asablo.jp/blog/2016/02/08/8011670


前回（第５回目）の「引用Ｂ」で、残っていた説明を、ここで行います。

『航空事故調査報告書　第１冊目　Ｐ．６０～６１』を引用します。
（読みやすくするため、原文にない改行を、それぞれに加えています）。

（引用Ｂで、最後の部分）
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プレッシャ・リリーフ・ドアは、（中略）、前方がヒンジ、後方が(2)のラッチの外側へ開くドアである。
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（引用、以上）

上記、引用Ｂで、「後方が(2)のラッチ」の(2)とは、下記「引用Ｃ」の(2)を指しています。

（引用Ｃ）
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(2)　プレッシャ・リリーフ・ドアは、スプリング式のラッチ機構を有し、製造仕様書によると、ラッチ機構は後部胴体内と外気圧との圧力差が1.0psi～1.5psiのときラッチが外れる（ドアは開く。）よう定められている。

さらに、製造時にはラッチ機構のローラの中心線上に199.6キログラム（440ポンド）±18.1キログラム（40ポンド）の荷重をかけたとき、ラッチが外れるよう調整及び試験することが定められている。

（以下省略）
---------------------------------------------------------------------------------
（引用、以上）


上記、「引用Ｂで、最後の部分」、および「引用Ｃ」は、「プレッシャ・リリーフ・ドア」の構造について述べています。
特に、ドアが「開く時」のことを述べています。

「前方がヒンジ」とは、ドア前方に「ヒンジ」が、取付けてあるという意味です。
「ヒンジ」とは、「蝶番（ちょうばん。ちょうつがい）」のことです。

この「ヒンジ」によって、ドアを開いたり、閉じたりできます。

図１　「プレッシャ・リリーフ・ドア」側面
（出典：　『航空事故調査報告書　第１冊目　写真－２５　プレッシャ・リリーフ・ドア（地上で開状態）』 運輸省航空事故調査委員会、を引用・抜粋編集）

※※ 当記事の各図は 「拡大図付き」 です。マウスの左クリックで、「拡大図、元の図」 に切り替えられます。

※※ 図を参照しながら、本文をご覧になる場合、当記事を 「二つのタブ」 で同時に開き、一方のタブを 「図の表示専用」 にすると、非常に便利です。

※図１で、「プレッシャ・リリーフ・ドアの上端部」が、引用Ｂの「前方」に相当します。

※図１で、「ドア（黒文字）」が、「プレッシャ・リリーフ・ドア」です。


引用Ｂで「後方が(2)のラッチ」とは、図２で「ドア開閉用のラッチ機構」のことです。
ドアの後方部に、このラッチがあるという意味です。

図２　「プレッシャ・リリーフ・ドア」内側
（出典：　『航空事故調査報告書　第１冊目　写真－２７　プレッシャ・リリーフ・ドア（内側）』 運輸省航空事故調査委員会、を引用・抜粋編集）

※図２で、「胴体前方側（黄文字）」表示の左側に、ヒンジがあります。
ただし、正確な位置は、写真が不鮮明で、さらに素人なので分りません。

図３　ラッチ機構の全体図（元図）
（出典：　『航空事故調査報告書　第１冊目　付図－３３　プレッシャ・リリーフ・ドアのラッチ機構』 運輸省航空事故調査委員会、を引用・抜粋編集）

※この図では、文字が不鮮明なので、図４で、文字を補正しました。

図４　ラッチ機構の全体図（文字補正図）
（出典：　『航空事故調査報告書　第１冊目　付図－３３　プレッシャ・リリーフ・ドアのラッチ機構』 運輸省航空事故調査委員会、を引用・抜粋編集）


図２～図４での、ラッチ機構の対応関係を示したのが、図５です。

図５　ラッチ機構の対応図
（出典：　図２～図４、を引用・抜粋編集）

※図２の写真が不鮮明で、さらには素人なので、対応が、一部誤っているかもしれません。
（おそらくは、正しいと思っていますが）。

以上が、「引用Ｂで、最後の部分」と、「引用Ｃ」で、第１行目「プレッシャ・リリーフ・ドアは、スプリング式のラッチ機構を有し、」の部分に関する説明です。

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「引用Ｃ」で、次の部分は、どのような条件の時、ドアが自動的に開くか、述べています。
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(2)　プレッシャ・リリーフ・ドアは、（中略）、製造仕様書によると、ラッチ機構は後部胴体内と外気圧との圧力差が 1.0psi～1.5psi のときラッチが外れる（ドアは開く。）よう定められている。
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（引用、以上）

※「psi」とは、圧力の単位です。ポンド・パー・スクエア・インチ。
１psi ならば、１平方インチ当たり、１ポンドの圧力となります。
1psi = 0.07307kg/cm2

※「後部胴体内」とは、プレッシャ・リリーフ・ドアの「内側」を指します。
※「外気圧」とは、プレッシャ・リリーフ・ドアの「外側」、つまり「胴体の外側」部分の圧力を指します。


したがって、「引用Ｃ」で、「後部胴体内と外気圧との圧力差が 1.0psi～1.5psi のときラッチが外れる（ドアは開く。）」とは、次のような意味になります。

プレッシャ・リリーフ・ドアの「内側の圧力（後部胴体の内側の圧力）」が、外側（胴体の外側）の圧力よりも、「1.0psi～1.5psiだけ」強くなった時、ラッチが、その圧力差によって、自動的に動き（ラッチが外れる）、結果的に、このドアが開きます。

この時の、「ドア部分の圧力」の関係を示したのが、図６です。

図６　プレッシャ・リリーフ・ドアの圧力相互関係図
（出典：　『航空事故調査報告書　第１冊目　付図－７　尾翼ステーション図』 運輸省航空事故調査委員会、を引用・抜粋編集）


※図６で、「後部胴体の内側の圧力」は、「後部圧力隔壁」の右側（客席側、つまり内側ではなく、外側）の圧力を指していることに注意して下さい。

これは、後日、述べる、「トリック」で重要な意味を持ちます。
その時、改めて説明します。

ドアに加わる「圧力差によって、ドアが自動的に開く」動作は、以下のとおりです。

図７　ラッチ機構の動作説明の全体図
（出典：　『航空事故調査報告書　第１冊目　付図－３３　プレッシャ・リリーフ・ドアのラッチ機構』 運輸省航空事故調査委員会、を引用・抜粋編集）

※図７は、「付図－３３」の下半分を抜粋しました。

※この図は、次の３状態を表しています。

上段図：ドアが「閉じている」状態。
中段図：ドアを「手動で開いた」状態。
下段図：ドアが「急減圧流などで、自動的に開き始めた」状態。

※図７は、文字が判読できないので、以下、図８～図１０に、分割表示しました。

図８　ラッチ機構の動作説明「閉じた状態」
（出典：　『航空事故調査報告書　第１冊目　付図－３３　プレッシャ・リリーフ・ドアのラッチ機構』 運輸省航空事故調査委員会、を引用・抜粋編集）

ドア側の「ローラ・ベアリング」が、機体側の「ブロック」の上に乗っています。
これによって、ドアが閉じています。

「ローラ・ベアリング」は、「トルク・シャフト」「トラニオン」を介して、「スプリング」に押さえつけられているので、「ブロック」の上から、ずれることがなく、ドアは開きません。

図９　ラッチ機構の動作説明「手動で開いた状態」
（出典：　『航空事故調査報告書　第１冊目　付図－３３　プレッシャ・リリーフ・ドアのラッチ機構』 運輸省航空事故調査委員会、を引用・抜粋編集）

ドアの「手動ハンドル」を引くと、ラッチ機構全体が、そのまま引き寄せられて、機体側の「ブロック」の上に乗っていた「ローラ・ベアリング」が、ブロックから外れて、ドアが開きます。

ラッチ機構全体が、そのまま引き寄せられるので、図９で、「トラニオンとショルダ・ナットの位置関係は変わらない。」と述べています。

図１０　ラッチ機構の動作説明「自動的に開き始めた状態」
（出典：　『航空事故調査報告書　第１冊目　付図－３３　プレッシャ・リリーフ・ドアのラッチ機構』 運輸省航空事故調査委員会、を引用・抜粋編集）


急減圧流などによる、圧力によって、ドアが自動的に開く場合、当然ながら「手動ハンドル」は動かず、ドア面に収納されたままです。
そのため、「ラッチ機構」は、ドアが「閉じた状態」と同じように、「引き寄せられてはいません」。

ところが、ドアの内側圧力が、外側よりも 強くなると、その圧力によって、ドアが内側から押されます。
図１０の「外力」です。

ドアが開く方向に動くと、それに「引っ張られて」、「ローラ・ベアリング」が、ブロック上を、左方向にずれて行きます。

図４の「トルク・シャフト」を通じて、「ローラ・ベアリング」の動きが、「トラニオン」に伝わります。
「トラニオン」が、「スプリング」を左方向に押して行きます。

「ローラ・ベアリング」が、ブロックから完全に外れると、ドアを閉じている要素はどこにもないので、ドアが自動的に（「外力」に押されて）開きます。

図１０で、「トラニオンがショルダ・ナットの上を滑りながらスプリングを縮めてドアは開く」と述べているのが、これらの動きを指しています。

「スプリング」の張力を調整して、ドア内側に、外側よりも 1.0psi～1.5psi 大きい圧力が加わった時に、ちょうどこれらの動きが生じるように、作ってあるわけです。

1.0psi～1.5psi より圧力差が小さければ、ドアが内側から押されて開こうとしても、「スプリング」の張力が勝り、「トラニオン」が動かないので、「ローラ・ベアリング」が、ブロック上にとどまり、ドアは結果的に開きません。

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「引用Ｃ」の後半部で、
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さらに、製造時にはラッチ機構のローラの中心線上に199.6キログラム（440ポンド）±18.1キログラム（40ポンド）の荷重をかけたとき、ラッチが外れるよう調整及び試験することが定められている。
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とあります。

これは見てのとおり、急減圧流などが生じて、自動的にドアが開く時の、動作試験方法を述べています。

本来ならば、圧力差が 1.0psi～1.5psi となるように高圧空気を吹き付ける試験をするべきですが、それは実用的な方法ではないので、この圧力差に相当する「所定の荷重を加える」方法で行っていると解釈できます。

440ポンド±40ポンドの荷重をかけた時に、ラッチが外れ、ドアが自動的に開けば合格となります。

「199.6キログラム±18.1キログラム」という端数が出るのは、言うまでもなく、ポンドをメートル法に換算したためです。
米国は、ポンドなので、キログラムで示す半端な数値の荷重を加えるのではなく、ポンドで示す「すっきりした数値の荷重」を加えて試験をしていると、読み取れます。

「圧力差が1.0psi～1.5psi」と、幅を持っています。
これは、わざと幅を持たせたのではなく、製造上の都合で、「幅を持たせざるを得ない」ものと思います。

このドアが自動的に開く機構は、図７～図１０で見る限り、バネを用いた、完全な機械的方式です。
所要の圧力差を検出しているのは、結局のところ、このスプリングです。
電子式のセンサーなどは用いていません。
電子式に限らず、圧力計による正確な圧力差を検出する機能はありません。
簡易な方式です。

そのため、何十機もの機体を製造すると、「動作に、ばらつき」が生じるものと思います。
例えば、ある機体は 0.8psi の差圧で開き、別のある機体は ２psi の差圧が生じないと開かない、といった具合です。

これでは困るので、ボーイング社の社内規格として、1.0psi～1.5psi と決めたものと思います。
つまり、「１psi 以上で、1.5psi 以下」の差圧が生じた時に開けば、正しく規格に入っていると判定するわけです。

いくらスプリング張力を微調整しても、動作のばらつきを、完全なゼロにはできないので、このような幅を持たせたものと思います。

これは、一見、当てにならない、いいかげんな機構のように見えます。
実際は、その逆です。

例えば、差圧を測る精密な圧力計を用いたり、ドアを開くための油圧シリンダを用いたりすれば、非常に精度の高い、動きの正確な機構になります。

これが、いつも必ず正常に動作する保証があるなら、何も問題ありません。

ところが、飛行中に与圧隔壁が壊れる、急減圧流が生じる、これらは大変な異常事態です。どこかに、重大なトラブルが生じたということです。
そういう時に、精密な圧力計が正しく働く保証はありません。油圧シリンダが確実に動作する保証はありません。
それどころか、電力や油圧などが、正常に供給されない場合もあり得ます。

どんな状況下でも確実にドアが開くためには、複雑で高度なシステムよりも、できるだけ簡素な構造の方が、動作の信頼性が高まります。

また、一瞬のうちに動作が完了する必要があります。
複雑なシステムほど、時間遅れが生じます（人間の目で見る限りでは、一瞬であっても）。

そのために、わざと「原始的」とも言える構造にしてあるものと思います。

「シンプル・イズ・ベスト」です。
これは、航空機に限らず、すべての設計に言えることです。
（もちろん、いつもこの通りになるとは、言えませんが）。

さらには、構造を簡素にすれば、重量も軽減できます。
航空機では、少しでも軽くするのが、非常に大事です。
冗談ではなく、まじめな話ですが、限度を超えて重くなると、「本当に離陸できなく」なります。

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＜長文のため、第７回目に続きます＞

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