항공기 개발의 프로세스 및 필요한 조건

실제로 비행기를 설계하고, 비행 시험을 해 보는 것으로 처음 설계를 이해할 수 있고, 보다 좋은 설계로의 도전 정신이 생겨난다. 세 번째에 간신히 생각하는 비행기가 완성되었다고 하는 말을 종종 듣지만, 현재 상태의 환경에서는 그런 것을 말하고 있지 않다. 한발로 맞지 않으면 안된다. 대포가 아니라 미사일로 추진하지 않으면 안된다. 해석 툴등이 발달하여 꽤 편리해 졌지만, 설계는 역시 설계 사상에서 출발하는 활동이다. 왜 그렇게 된 것인지의 질문에 대해 「컴퓨터에게 물어봐」라고 하는 감각으로는 잘 맞지 않는다. 비행기 설계론으로서는 민간과 군용에 기본적으로 변화는 없고, 오히려 양자의 비교에 의해 시야가 넓어진다. 다행이 양자 모두 새로운 활동을 시작하고 있고, 산관학 · 성청간 연대를 포함하여 항공기 산업의 발전을 향해 노력해 가고자 한다. 민간 항공기 사업의 성립성은 판매기종에 크게 의존하고 있다. 최근 하이테크기에서는 개발비가 기체 가격의 50배 가까이에 달하고 있으며, 개발비 회수가 500기 할당으로 기체 가격의 10%, 200기의 경우는 25% 에 달한다. 또한 회수기간이 자금의 이자에 크게 영향한다. 제조 비용도 가공비는 기수에 의한 저감이 커지고, 또한 비용 다운을 위해서 자동화 설비 투자의 가부(可否)는 기계의 가동률로 결정된다. 자재 조달도 계획적으로 통합하여 사는 것이 유리해진다. 여기에서 시장 가격의 시세는 10년간에 약 500기 정도의 판매를 기준으로 형성되어 있고, 기수가 나오지 않을 경우 위험은 매우 크다. 역으로 계획 이상으로 수가 나오면 큰 이익을 얻을 수 있는 것과 함께, 시장을 확보하기 위해서 가격인하에도 견디어 낼 수 있는 자연 과점 상태에 있다. 이 때문에, 신규 개발에 대한 사업 채산성이 좀체 닫히지 않는다. 상정된 위험에 대해서 채산성 감도 분포를 하면 할수록 사업으로서의 결단이 어려워진다. 민간 여객기의 개발 프로세스의 개요를 그림1에, 각 구분의 작업 항목 · 내용을 표1에 나타낸다. 개발 개시부터 T/C (형식증명) 취득/ 납입까지로 기체 규모에도 의하지만, 약 4년 전후로 필요하고, 라이프사이클로서는 생산 종료까지 파생형을 포함하여 약 30년, 운항 종료까지에는 약 50년의 활동이 된다. 개발 기간의 단축은 시장 요구에 응한 후에 경쟁력의 하나이고, 또한 개발비의 저감으로 연결된다. 현재 상태의 예는 이미 가능한 한 압축되어 있지만, 앞으로 컴퓨터 시뮬레이션, 해석 정밀도의 향상등에 의해 단축 가능한 분야가 있다. 단, critical path(위기 경로)의 확보가 불가능할 경우 임팩트가 증대하기 때문에, 충분한 위험 대응을 구축해 둘 필요가 있다. 어떤 차이에서도 실체는 recovery plan의 연속이 공통적인 전례이고, 특히 제작이 추진된 단계에서 설계 변경의 비용 임팩트가 커, 비행 시험 단계에서 최대가 된다. 즉, 비행 시험에서의 이상 때문에, T/C 취득이 늦어지면 방대한 추가 비용이 발생한다. 또한 초도 비행에서 약 1년으로 양산기 납입에 들어가는 것은 꽤 익숙한 기종이 아니면 어렵다. 전 기체 통합의 출발점으로서 DR&O가 있고, 어떤 항공기를 개발하고자 하고 있는지의 집대성이 된다. 여기에서는 설계 요구와 설계 목표가 구분되며, 설계 요구는 형식 증명에 필요한 항목을 포함하여 확정한 것이고, 설계 목표는 앞으로 최적화 트레이드 스터디에 의해 변화할 수 있는 것이다. 이것을 가이드라인으로서 각 시스템 간 및 전 기체 레벨의 최적 설계가 추궁받게 된다. 민간기의 경우, 안전성을 확보하기 위한 기준은 정부 기관에서 상세히 설정되었지만, 성능 추구의 기준은 자주적인 것이다. 여기에서 에어라인에 개런티 수치와 상품 가치 향상으로의 균형과 무게에 건 쪽이 어려운 부분이 된다. 형식 증명 취득은 더욱더 경험이 필요한 작업이다. FAR의 요구 항목을 읽더라도 추상적인 실현이 많아, 그 구체적 내용은 지금까지의 판례를 근거로 공부하지 않으면 안된다. 또한 사고예등을 계속해서 넣어두고 있기 때문에 항상 내용 및 해석이 변화하고 있다. T/C 계획은 그 인증 활동의 출발점으로서 해야 하는 요구사항에 관해서 시험과 해석을 조합한 입증의 사고방식 · 방법을 제시하는 것이고, 여기에서 비로소 구체적 내용을 대화할 수 있도록 된다. 현재 운항되고 있는 아음속 고정익기는 40년 동안이나 살아 남아, 개선을 거듭해 온 것답게 비행효율도 높고, 꽤 최적화가 진행되어 있어 계속 성숙하고 있다. 기존의 기술 레벨을 사용한 범위에서의 최적화에 의한 개선은 그다지 기대할 수 없지만, 기술 기반으로서 최신의 기존 기 레벨의 최적화 설계 능력을 가질 필요가 있다. (설계의 데이터 베이스의 구축). 또한 새로운 컨셉 기종의 검토에 해당해서는 그 특수성(편리성등)과 수송의 생명인 비행 효율 · 비용과의 균형에 관해서 trade study가 중요하게 될 것이다. 신기술의 적용 검토에 있어서는 기존 기술 및 신기술의 양자에 관해서 구체적인 설계를 추진한 후에 비교 평가되게 되지만, 생각지 못한 조건이 신기술의 난관이 되는 경우가 많다. 이를 위해, 신기술 연구의 phase에도 의하지만, 설계 · 제조상 만족해야 하는 조건을 충분히 분명히 하여, 좀더 연구측에 전하는 것이 중요하다. 예를 들어, 복합재 적용의 큰 과제는 운항 단계에서 검사 · 수리법 및 그 비용 · 시간이고, 또한 수리 후 강도를 설계에 사용할 수 있는 허용치가 된다.