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zoom RSS 炭素繊維複合材料で作られた「クルマの車体骨格」。鉄に比べてどのぐらい軽いの?

<<   作成日時 : 2012/08/28 09:59   >>

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★科学★
問題:以前弊クイズでご紹介したボーイング787という新型の飛行機は、炭素繊維の複合材が重量比で約半分ほど使われているらしい*1。軽くて丈夫なので燃費効率がいいとのこと。中型機のくせに最大1万5000kmも飛べたりするそうです。羽田や成田からニューヨークのケネディ空港まで一気に飛べるらしい。これからの飛行機は炭素繊維の複合材をつかうのが主流になるのかな。戦闘機にも使われるのかもしれません。
■炭素繊維の複合材はすでに自動車にも使われたことがあります。トヨタのレクサスLFAというスーパーカーが採用したらしい。残念ながら、作るのに時間がかかるそうです。注文で作るような最高級車では使えます。量産車にはいまのところ向いていないらしい。
■今後は短時間で成型できるよう技術が進歩していきそうです。各社とも必死で開発を進めているところらしい。
■たとえば帝人は、炭素繊維の複合材を使った量産車の試作車を作っているそうです。炭素繊維の複合材で車体の骨格をつくっているとのこと。発動機を装着し、胴体や客室その他を装着していくらしい。
■では帝人の車体骨格は、鉄で作る場合に比べてどのぐらい軽いのでしょうか? 次の中から選んで下さい。
[い]鉄の場合の2/3の重量
[ろ]同 1/2の重量
[は]同 1/3の重量
[に]同 1/4の重量
[ほ]同 1/5の重量
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[ほ]鉄の場合の1/5の重量
説明:帝人の試作車の車体骨格では、47kgにおさまってしまったとのこと。プロレスラーなら1人で、一般人なら2人で簡単に持ち上げられる重さです。約200kgも軽くできると、燃費もだいぶよくなりそうですね。
■量産化のためには、製造時間の短縮だけでなく、費用も問題になります。炭素繊維で自動車の部品をつくると、そのコストは鉄に比べて数十倍の1kg当たり3000〜50000円かかるらしい。値段が高くては売れません。帝人では、炭素繊維の加工方法などを見直すことでコストを減らす工夫をし、自動車への利用を広げていきたいと考えているそうです。
■余談です。炭素繊維の原材料はなんだろうと思ったら、安物のセーターや毛布にも使われるアクリル繊維らしい。1000度C以上で熱して作るそうです。アクリル繊維は、炭素の原子が横に手をつないだような形で結合しているとのこと。熱を加えることでその結合した形が変化するらしい。炭素繊維では、炭素原子が円陣を組んだように結合し、原子同士のつながる力が強くなるそうです。同じ重さなら鉄やアルミ合金の10倍の強度が得られるようです。
■なお、ロウソクの炎はいちばん高い温度では1000度Cを越えているそうです。家にあるアクリルの衣料品、たとえば着古したセーターの切れ端などをロウソクであぶってみると、どこかに炭素繊維ができていたりするのかな。もちろん危険ですし臭いもすごいかも。有毒な気体の発生も考えられます。実験はお勧めしません。
◆参考*1:HP「最新の旅客機の翼はどのぐらい撓(しな)るの?」
http://blog.q-q.jp/201202/article_6.html
◇*2新聞「[ふしぎ科学館]省エネ飛行機 支える糸」読売新聞120317東京夕刊08頁

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コメント(2件)

内 容 ニックネーム/日時
成田空港に割と近いところに住んでいるので騒音対策の説明会に行きましたが、現在は中型機や小型機が主流になってきており、ジャンボのような大型機は消えつつあるそうです。
軽量な機体に高性能エンジンを乗せて、一気に上昇するので、騒音は少なっているはずと説明してましたが、その分発着回数が増えて、近所の住人としてはあまり変わらない印象を受けますです(>_<)
ねこのひげ
2012/08/29 04:30
コメントをありがとうございます。

 なるほど。1回ずつの騒音は減っても、回数自体が増えてしまっては体感する迷惑度にはあまり変化がないわけですね。

 昔訪問した知り合いの家は、なにかの騒音公害の対象地域だったらしく、全室を二重窓にする費用、全室にエアコンを入れる費用を音源の企業が負担してくれたと言っていました。さすがに電気代はもってくれないのでしょうけれど、当時としては羨ましいぐらいの設備でしたね。
 成田空港のご近所にはそうしたサービスはないのかな。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2012/08/29 11:51

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