応力外皮構造

航空軍事用語辞典++

【応力外皮構造】(おうりょくがいひこうぞう)

容器を卵のカラのように丸みがかった構造で作る事。モノコックフレーム構造とも。
外側（外皮）だけで自重を支えるものを指し、内部に支柱などを通すものは含まれない。

身近な例としては風船やシャボン玉、あるいはペットボトルや缶容器などが知られる。
大型の工業用途としては航空機や車両など、常に振動し続け、かつ地面などに固定する事もできない装置によく用いられる。

何かが衝突した際の応力（反作用）を外皮の広い面積で受け止める事ができるため、ねじれ、たわみに強い。
丸い形状自体も表面積が小さく、応力に強いために厚みも薄くなるため、重量が軽くなり材料費も節約できる。

反面、局部的に強い力を受けるとその部分が変形・破壊されやすい。
構造的に脆い部分が受ける振動などは補助構造材（サブフレーム）などで補強する事が可能だが、銃弾や工具など鋭利な先端が突き立てられた場合にはどうしても貫通しやすくなる。
そのため、炭素繊維強化樹脂やチタニウム合金など軽量かつ頑丈な素材を用いる事が多い。

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モノコック

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/07/02 09:02 UTC 版)

モノコック（フランス語：monocoque）、モノコック構造（モノコックこうぞう）とは、自動車・鉄道車両・ミサイル・一部の航空機などの車体・機体構造の一種で、車体・機体の外板に応力を受け持たせる構造のことをいう。応力外皮構造（おうりょくがいひこうぞう）、または張殻構造（はりがらこうぞう）ともいう。

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応力外皮構造

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/04/16 03:27 UTC 版)

「人力飛行機」の記事における「応力外皮構造」の解説

上述の構造の他に応力外皮構造と呼ばれる構造が採用される場合がある。これは上述の構造で主桁が担当しているねじり荷重を外皮に負担させる方法で、主桁はパイプのような閉断面である必要がなくなる。ただし主桁に代わり、ねじり荷重を負担するために翼面の大部分あるいは全面を剛性の高い外皮で覆う必要がある。そのため面積当たりの重量では不利となるが、翼弦長の短い主翼を実現させる際には構造上比較的有利となり、長さ当たりの重量を上述の構造と同程度にできるとされる。また、応力外皮化することで主翼剛性の大幅な向上が見込めるため、エルロン装備時のエルロン・リバーサルなど剛性不足による不具合を解消することが期待できる。実際の採用例としては主翼面積が小さく、翼弦長が短くなりやすい速度記録機 や大アスペクト比の主翼 がある。