[Technology] カテゴリの記事
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H3ロケットの打ち上げ成功
Ｈ2ロケットの打ち上げペイロード衛星重量の少なさと高価格によって、国際競争力が低下しましたので、打ち上げ費用の削減、静止軌道打ち上げ能力の増強、打ち上げ時の安全性の向上、年間打ち上げ可能回数の増加を同時に達成して、宇宙開発における日本の自立性確保と同時に、商業受注で国際競争力のあるロケットを実現させるべくH3ロケットを開発していましたが、Ｈ3初号機は残念ながら不成功に終わりました。品質改良を図って1年、漸くＨ3の2号機が打ち上げ成功となりましたので、何とか国際競争力を保つことが出来る様になりそうです。その成功に導いた主要因は新たなLE-9エンジン開発にあったのです。LE-9エンジンは、これまでの日本のエンジン技術を集結すると共に、新たな技術に挑戦し、H3ロケットが目指している柔軟性・高信頼性・低価格を高いレベルで実現することを目指し、これまで日本が開発してきた液体ロケットエンジンに比べて、より大推力（Ｈ2の主エンジンLE-7の約1.4倍）を発生させるエンジンで、大推力エンジンを安価かつ信頼性高く実現するために、これまでLE-5エンジンシリーズの開発・運用で知見を得てきた「エキスパンダブリードサイクル」方式のエンジンシステムを採用しました。エキスパンダブリードサイクルでは、推進薬である液体水素を燃焼室やノズルの冷却に使うと同時にガス化させて温度を上げ、そのガスでエンジンの駆動源となるターボポンプを動かします。 この方式は、エンジン全体のパーツ数を減らすことができ、異常な燃焼状態になりにくいなどの特長があり、高信頼性と低価格を高いレベルで両立させるエンジンサイクルです。
2024.02.19
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宇宙時代の幕開けスプートニク1号1957年10月4日
その頃は弾道ミサイルICBMが米ソ両国で開発に凌ぎを削っていましたが、米としては海軍、陸軍の開発競争も激化して米がリードしていると自信を持っていたのです。其処へ、1957年10月4日に突然、ソ連がスプートニク1号打ち上げを発表したのです。重量は 83.6㎏、直径58 cmの人工衛星で、弾道ミサイルICBM打ち上げ用R-7型ロケットによって軌道上に打ち上げられたことはソ連国民を勇気付ける一方、冷戦の相手であるアメリカ国民にショックを与え、宇宙開発競争の火蓋を切ることとなりました。其処で直ぐ様、アメリカは海軍のVanguard計画に保持していたロケットで打ち上げしようとしましたが失敗、漸く翌年1958年1月31日に、陸軍でフォン・ブラウン博士が開発していたExplorer計画のエクスプローラー1号（重量は僅か14kg）を打ち上げたことで、彼我の技術差を自覚することになったのです。その影響で、教育・軍事・科学技術部門の改革の必要性が認識され、アメリカ航空宇宙局（NASA:1958年）設立、アポロ計画（1961年）へと繋がって行き、1969年7月、ソ連に先駆けてアポロ11号に依る月面着陸成功で、米ソ宇宙開発競争に漸く追い付いたと言えた様なのです。
2023.10.04
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Geared Turbo Fanの信頼性に疑問
Turbo Fan Engineはバイパス比が大きい程、飛行推進効率が改善するのですが、バイパス比を大きくするにはFan直径を大きくすれば良いのです。しかし、ファン直径が大きくなりますと、先端スピードが音速を越えて衝撃波が出現して効率が格段に低下してしまいます。其処で、考えられましたのは遊星歯車（Planetary Gear）を介して、回転数を下げてファン先端が音速以下にする方法で、高バイパス比のGeared Turbo Fanが考えられたのです。しかし、歯車は一体に衝撃に弱く、飛行機の急上昇・急下降と言った非常時に耐久性の可否が問題となり、信頼性確保の為のシミュレーションや実証試験が必要となるのです。三菱重工の中距離旅客機MRJは残念ながら撤退となってしまいましたが、Geared Turbo Fanを搭載する計画だったのです。MRJの型式承認が遅々としていたのは、この新エンジンの所為だったのではと危惧していたのですが、その主要因を知らぬままとなってしまいました！航空機エンジンのP&Wの親会社であるRTXが大幅安となっている。P&Wの手掛ける「ギアード・ターボファン」方式エンジン製造過程での欠陥の影響が、想定よりも大きくなることが判明したため。9月末までに200基を回収する方針を示していたが、回収の必要があるエンジンは600-700基にまで膨らむもよう。同社らも同エンジンに参画しており、今後の業績への影響があらためて警戒される形に。ユナイテッド・テクノロジーズ（United Technologies Corporation）は、アメリカ合衆国コネチカット州ハートフォードに本部を置いていた多国籍企業で、事業が多岐に亘たるコングロマリットであったのですが、ロケットエンジン、ヘリコプター、燃料電池、空調装置、エレベータ、エスカレータ事業などは売却された。2020年4月、航空宇宙事業がレイセオンと合併し、レイセオン・テクノロジーズ（RTX）となった。米RTXの大幅安受けて、IHI株は大幅続落。P&Wの手掛ける「ギアード・ターボファン」についてはIHI社も参画しており、今後の業績への影響があらためて警戒される形に。
2023.09.14
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期待を込めたH３ロケット再度打ち上げ失敗－計装不具合
宇宙航空研究開発機構（JAXA）が三菱重工業やIHIと開発を進める次世代国産ロケット「H3」の3月7日の打ち上げが失敗した。発射は上手く行ったが、2段目のエンジンの着火が確認されず、破壊信号を出した。計画では、補助ロケットや1段目のエンジンなどを切り離しながら上昇を続け、打ち上げからおよそ17分後、高度およそ675㎞で、搭載した地球観測衛星「だいち3号」を軌道に投入する予定でした。ロケット開発に詳しい専門家は「エンジンの問題ではなく、着火信号が行っていない、ということだろう。過去に第2段エンジンが燃焼しなかった例は聞いたことがない」などと話しています。国内のロケット打ち上げ失敗は、去年10月の「イプシロン」6号機以来。H3ロケット打ち上げは当初、2020年度の予定でしたが、新型のメインエンジンの開発が難航する等、延期が続いていました。先月17日には、発射直前にロケットの1段目補助ブースターが点火しない異常を検知したため打ち上げが中止され、その後、JAXAなどが原因の究明を進め対策を講じて来ました。「H3」は日本の主力ロケットとして日本の今後の宇宙開発の“切り札”と位置づけられていただけに、初号機の打ち上げ失敗による影響は避けられない見通しとなりました。地球観測衛星「だいち3号」を失ったのは残念ですが、失敗は成功の下、不具合箇所を修正して万全な打ち上げとなることを期待しています。前回は補助ロケットの点火失敗、今回は2段ロケットの点火失敗と、どうも計装シーケンスに問題がありそうに思われ、コストダウン対策で冗長系を単一系にしたのではないかと懸念していますので、再度確認して欲しいものです。先月の失敗の時にも述べましたが、次回打ち上げに際して、打ち上げ責任者はJAXAと言う研究機関ではなく、メーカーの三菱重工とすることで、設計審査と品質管理がより緻密になって行くと判断しています。
2023.03.08
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EV自動車推進の世界的な動向－EU指針が潮流と生るのか
地球温暖化対策として、世界各国で従来のガソリン車やディーゼル車はもとより、プラグインハイブリッド車（PHEV）を規制する動きが広がっています。脱ガソリン車・ディーゼル車の中心となっているのはEUで、ドイツやイギリス、フランスでは、2030年や2040年までに新車販売が禁止される予定となっていて、今後、電気自動車の市場拡大が見込まれているのですが、果たしてEUの邪まとも言える指針が主流となるのでしょうか？脱炭素の旗振り役を自認するEUですが、自動車需要の大半を占める大衆車では、日米に後れを取っていますので、ルール改正で勢力挽回を図るのが主要な意図と思えるのです。例えば、スポーツの世界でもヨーロッパ勢が劣勢となりますとEU勢が有利となる様に改定して、優劣を争う様にして来たのです。しかし、EV車では化石燃料車に比べて技術的困難は無さそうですので、自動車産業に後れを取って来た中国も参入して来るのは必至で、EUは競争出来るのでしょうか？甚だ疑問で、墓穴を掘るのではと懸念せざるを得ません。自動車の「脱ガソリン」が広がる背景にあるのは、地球温暖化の主原因である二酸化炭素（CO2）の排出量を抑制する、脱炭素社会を目指す動きです。ガソリン車と比較して、エンジンとモーターを組み合わせたハイブリッド車（HV）は、走行中のガソリンの燃焼によるCO2の排出量を抑えることができます。そして、さらに先へ進む電気自動車（EV）は走行中にCO2を排出しません。こうした特性から、電気自動車へのシフトを進める動きが活発化しているのです。世界の電動車（EV）の新車販売台数に占めるシェアは2030年にはガソリン車を上回る51％まで伸びることが予想されています。完全に電動化された電気自動車（BEV）の他、ハイブリッド車（HEV）やプラグインハイブリッド車（PHEV）なども含まれます。日本市場においても、電動車の新車販売台数のシェアは、2030年に55％を占めることが見込まれています。ただし、日本では2019年の時点で、既にハイブリッド車のシェアが22％を占めていました。2030年の世界のハイブリッド車のシェアは7％と推計されていますが、日本市場では23％と現状を維持することが見込まれています。IEA（国際エネルギー機関）が発表しているレポートによると、世界のEV台数は右肩上がりで上昇。EV市場は急成長していて、2021年時点で、中国におけるBEVとPHEVの合算台数は約780万台、前年対比170パーセント以上の伸びとなりました。EUの伸びも堅調で、合算台数は約550万台に到達。2021年にはPHEVの台数も大きく伸びています。世界の大手自動車メーカーが電気自動車（EV）にシフトする中、日本の自動車メーカー各社も次世代⾃動⾞戦略として電気自動車やプラグインハイブリッド車（PHV）の強化を着々と図っています。国内メーカーの電気自動車（EV）は、三菱自動車が2009年に「i-MiEV」を、日産自動車が2010年に「リーフ」の発売を開始して以降、10年以上が経過しています。しかし、日本では電気自動車の普及が進んでいるとは言い難いのが実情です。走行中にCO2を排出しない電気自動車（EV）は本当にエコなのでしょうか。電気自動車（EV） ハイブリッド車（HV）EV車は走行時にはCO2を排出しないため、ゼロ・エミッション車と呼ばれていますが、モーターを駆動させるバッテリーに蓄える電力は、日本では80％以上が火力発電によって作られたものです。火力発電所からはCO2が排出されています。EV車の走行距離あたりのCO2排出量を、バッテリー充電時に消費する電力量と走行距離から算出すると、CO2排出量が少ないのはハイブリッド車と結論づけられています。また、製品生産から廃棄・リサイクルまでに至るライフサイクルアセスメントの観点からは、電気自動車の方が生産時に排出するCO2が多いため、やはりエコではないのではという疑問が生じています。
2023.03.02
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H3ロケット初号機が発射失敗
打ち上げ失敗と言う残念なニュースが飛び込んで来ましたが、打ち上げ事業はメーカーである三菱重工担当だと認識していましたので、打ち上げ責任者がJAXAだと言うことで少し違和感がありました。開発計画はJAXA担当なのですが、JAXAには品質管理機能が無いので今回の様な事態は予想出来ますし、民間企業であれば工場出荷前の品質管理・保証されますので、今回の様なことは起こり得ないと思うのです。H3ロケット初号機が発射できなかったことについて、的川JAXA名誉教授は「（補助ロケットの）固体ロケットブースター（SRB）に火が付かないケースは国内外を見ても非常に珍しい。SRB側のハードウエアの問題であれば、すぐに修正し再打ち上げできるだろう。だがもし主エンジンの問題で十分な推力が得られず、支障をきたしていたならば、改めて打ち上げるまでに時間を要する可能性がある」と指摘する。世界では、米ベンチャー「スペースX」が、安価且つ高頻度で打ち上げるロケットによって市場をけん引しているの現状で、日本のH2Aは打ち上げ費用が約100億円と高く、受注は政府の人工衛星が大半だったので、民間や海外の顧客を呼び込む為、JAXAと三菱重工が共同開発する体制を取った。費用を1回約50億円に抑えて国際競争力を高めようとして、H3ロケットは国産主力機として29年ぶりに新規開発されたので、そのコストダウン対策にミスがあったとしか思えません。小型ロケットを開発しているベンチャー企業「インターステラテクノロジズ」（北海道大樹町）の稲川社長は「SRBに着火しないというのは失敗と捉えられがちだが、ロケットとしては異常系の確認ができた。打ち上げ直前に安全側に倒れられたというのは、適切な判断ができる良いロケットだということだと思う」と話した。
2023.02.18
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三菱スペースジェット旧名称MRJ（三菱リージョナルジェット）開発断念
ホンダの小型ビジネスジェットはGEのファンジェットを使い、型式承認も得てビジネスも好調の様ですが、三菱スペースジェットは開発断念と報道されていて、米国・欧州に続き今は隆盛である自動車産業を引き継ぐ航空機産業確立と明るい未来を期待していましたので、誠に残念な事態となりました。三菱重工業は2023年2月7日、国産初のジェット旅客機スペースジェット（旧ＭＲＪ）の開発を完全に取りやめ、撤退すると発表した。開発子会社の三菱航空機も清算する。三菱重工は累計１兆円の開発費を投じたものの、商業運航に必要な型式証明（TC）を取得できず、令和２年１０月に開発を事実上凍結していた。新型コロナウイルス禍で減少した航空需要の回復が遅れる中、開発を再開しても事業成長が期待できないため中止に踏み切る。三菱重工は、関係の深いUnited Technologies社Pratt ＆ Whitney部門の中型ファンジェットを選定したことに問題がありそうだと常々懸念していました。ファンジェットの推進効率を高める為、主軸から遊星歯車（Planetary Gear）を介して常識を超えた大きなフロントファンを駆動する構造となっていたからです。遊星歯車は繊細な精密機械ですし、変形には敏感で動かなくなる危険性があり、航空機の急上昇、急下降では、歯車に急激な応力が掛かって、多少の変形も予測されるのです。航空機の型式承認には、その様な非常時の飛行形態も試験される筈で、その要求を乗り切る自信がＰ＆Ｗにも心許なかったのではないかと推測されるばかりです。飛行効率重視で、飛行信頼性を軽視した基本設計に問題があった様に思われてなりません。
2023.02.10
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天然ガス圧送パイプラインの計画資料
計画資料は、キャンベル博士著のGas Conditioning and Processingに纏められています。このシリーズはVol. 4迄あって、Vol. 1は基礎的な仕様や流れ解析、Vol. 2は液化解析や吸収脱水法、Vol. 3はコンピュータ解析法、Vol. 4はリスク＆不確実解析となっていますので、ヒューストン中心街のBrown Book Shopで購入しましたのは、Vol. 1だけと致しました。その中に、パイプラインの圧送流量と圧力損失を定義する資料が載せられています。天然ガスが90%メタンとエタンやブタンの混合物ですので、学問的な流体方程式を解くのではなく、経験的に確立した定義式となっています。Panhandleと言いますのは、テキサス州の北部が鍋の取手の様に四角になっていて、其処のガス圧送業者を自身その様に呼んでいた様で、改善されたPanhandle B定義式が最も適切だとされているのです。
2022.12.04
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天然ガスのLNG輸送とパイプライン輸送
天然ガスは通常90%のメタンとエタンやブタンの高炭素ガスで構成されていますし、供給地域が多角化されており、中東に頼らない供給が可能で、天然ガスの輸送方法は、気体でパイプラインを通す方法と、LNG化して運ぶ方法の2つに大別できます。地理的に近い地域への天然ガスの輸送には、パイプラインが使用されます。この方法では天然ガスを気体のまま送り届けることができ、欧州や北米では、歴史的に早い段階からパイプラインの敷設が進展し、大陸全体にパイプライン網が整備されています。天然ガスをAPCI社のMCR液化プロセスで-162℃まで冷却すると1/600に圧縮された液化天然ガスLNG（Liquefied Natural Gas）液体になり、タンカー輸送が可能なのです。天然ガス生産国とパイプラインで繋がれておらず、四方を海に囲まれている日本では、この方法を使って輸入しています。又、これまで中国や韓国、台湾といった北東アジア地域での消費が主流でしたが、近年では、欧州をはじめ東南アジア、南アジア、南米など世界中でLNGが流通するようになっています。パイプラインとLNGの比較は次の様に考えられる。 メリット デメリットパイプライン ランニングコスト安価 遠くの国には輸送困難LNG 遠くの国輸送可能 初期投資大で、ランニングコスト高価現在サハリン2では、LNG輸送となっていますが、サハリンと北海道宗谷岬は60mの深さしかなく、海底パイプラインで北海道に持ち込む方法が良いと考えられましたが、主需要先が関東、中京、関西地区でありましたことで現地でのNG液化基地を設営してのLNG船輸送となりました。しかし、北海道に安価なガス状態で持ち込めば、北海道の企業立地にも弾みがついて、地域活性化となりましたし、その後で苫小牧港にNG液化基地を作れば良いと思われましたのに残念です。
2022.12.03
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イプシロンロケット6号機打ち上げ失敗
イプシロンロケットで、初の8基商業衛星打ち上げ事業でしたが、失敗に終わったのは残念なことでした。12日午後、宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、３段式固体ロケットの２段目を分離する前に姿勢がずれて、搭載衛星を予定軌道に投入出来ないと判断して、ロケットを空中爆破させ、搭載していた8基の人工衛星と共に、フィリッピン東方の海域に落下させました。JAXAのロケット打ち上げ失敗は2003年H2Aの6号機以来で、今回のイプシロン打ち上げ責任者のJAXA理事は姿勢制御に関わる部品を調べて原因究明に努めるとの声明を出しました。しかしながら、JAXAは研究者の技術開発団体で、プロジェクト事業ビジネス遂行の為の品質管理や安全管理等のツールがなく、ロケット製造組立にも企業に任せきりであって、打ち上げ責任を負うには不向きな組織で、既にNASDA（当時）から三菱重工に、H2打ち上げ事業を移管しています。今回のイプシロンロケット製造組立も、東大生研から移管を受けて、永らく固体ロケットを製造して来た日産自動車を吸収合併したIHIエアロスペースが担当して来ましたので、イプシロン打ち上げ事業も早急に民間企業に移管すべきなのです。IHIエアロスペースのWebサイトには、次の様に記載されていますが、打ち上げ責任を担うことが出来なかったのは残念至極のことだったでしょう。IHIエアロスペースは、九州の宇宙スタートアップ企業である株式会社QPS研究所と，同社の小型SAR衛星QPS-SAR 3号機および4号機の打上げをQPS研究所がIHIエアロスペース（IA）に委託することで合意し，4月18日（月）に契約を締結しました。本衛星は、QPS研究所が北部九州を中心とした日本全国25社以上のパートナー企業と一緒に開発、2022年度にイプシロンロケット6号機で打ち上げられる予定です。IAにとって商業衛星の打上げ受注は，今回が初となります。
2022.10.14
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中国電子戦機が沖縄県に接近－開戦への懸念
航空機の発展は電子技術発展がその背景にあり、軍用機による作戦は電子機器の能力に依る処が大きいのです。逆に言えば、敵の航空機搭載用或いは地上配備用等の電子機器は、ミッションの遂行に大きな脅威となり、それらの電子機器に対する妨害作戦が電子戦（EW）とされていて、中国が電子戦機を沖縄県に飛行させたことへの何らかの対処は必須とされます。防衛省は5月7日、中国のY9電子戦機1機が沖縄南方の太平洋上を飛行しているのを確認し、自衛隊機が緊急発進して対応したと発表した。電子戦機は電波情報を集めたり、妨害電波を仕掛けたりする航空機。同機は7日午前から午後、沖縄県の与那国島や石垣島、宮古島の南方の太平洋上を東に進んだ後に反転し、西に戻った。航空自衛隊の戦闘機が継続的に監視し、領空侵犯は確認されなかった。電子戦機は大型機を改造したもので、戦闘機の行動に随伴できる電子戦機（エスコート・ジャマー）を開発しているのはアメリカとロシアだけとされていて、軍用機の戦いではドッグファイトが注目されますが、中核の電子機器を無力化されれば空中戦の勝利は覚束ないので、日本もその整備遅れが懸念されています。現在、電子戦は、電子攻撃（EA / ECM）、電子防護（EP / ECCM）、電子戦支援（ES / ESM）の3領域に大別され、電子攻撃を重視する機体は、電子対抗手段（ECM）を主とする電子妨害機と、対電波放射源兵器（ARW）を主とするSEAD機がある。一方、電子戦支援を重視する機体については電子偵察機と通称されるが、諜報活動にも用いられ、味方のレーダーへ意図的に妨害をかける電子戦訓練機も存在する。
2022.05.27
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次期戦闘機F3開発経緯と概要
現在、日本の主力戦闘機はアメリカからのF35ステルス戦闘機となりましたが、寿命が迫って来たF2戦闘機の後継機として、F3ステルス戦闘機が開発されることになりました。国産を原則として、戦闘機全体システムとしては、米国のF35メーカーとしてのロッキードマーティン社、メインエンジンは英国のRolls-Royce社との共同開発とされています。従来は、コア技術となるエンジンが直輸入の米国製であって、日本の思う通りの開発が出来なかったのですが、IHI社が防衛省に試作機と納入してXF9エンジンの搭載が予定されていて、Brush-Upの目的でRolls-Royceの支援を受けるだけですので、今回は日本の思惑通りの戦闘機開発が叶いそうなのです。機体構成公表されている次期戦闘機の想像図が双発であることから大推力を前提とした大型双発戦闘機で、河野防衛大臣の「F-35よりミサイル搭載数を多くする」という発言もある。ステルス技術X-2の研究で培ったステルス技術を始め、エアインテーク、ウェポンベイ、レドームなど探知を避けるための技術が取り入れられる。機体構造大きな特徴は一体化・ファスナレス構造、ヒートシールド技術が挙げられ、リベットの使用低減などによるメンテナンス性の向上も特色と言える。動力動力にはXF9をベースとした双発の戦闘機用エンジンは、高運動性、ステルス性向上を目的として全周20度の推力偏向を可能にする新型ノズルに関する研究も進められている。アビオニクスレーダー・電子光学センサ・ESMを統合したセンサシステムが見込まれ、フライ・バイ・ライトが採用され、アビオニクスを冷却するために熱移送システムが導入される。戦闘システム僚機や地上システムとも統合された火器管制システムは、秘匿リンク・リソース管理まで含めた統合戦闘システムで、防御面ではRF自己防御システムが見込まれる。兵装内装容量に関しては、近距離空対空ミサイル×2＋中距離空対空ミサイル×4〜6以上が標準的な形態で、搭載可能なものは国産の空対空および空対艦ミサイル、爆弾類が想定される。その他特徴油圧を電動モーターに置き換える電動アクチュエーションシステムによる機体制御系で、軽量化とメンテナンス性の向上の効果があるとされる。運用構想ネットワーク化した戦闘の中核となる役割が期待され、2019年度の事前評価にて陸・海・空・宇宙の各ユニットとネットワークで連結され、探知・攻撃の中核として運用される。配備計画F-2戦闘機の退役が見込まれる2035年からの配備開始を目指している。
2022.01.11
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薄膜高効率のペロブスカイト太陽電池－東芝
東芝（Toshiba）はWestinghouseの加圧水型原子力発電所建設を米国で失敗、会社存廃の危機に瀕して、止む無く半導体部門を売却して赤字補填しなければならなくなりましたが、それは経営者の責任で、技術部門は日本をリードする企業として維持されるのは変わらない様です。今回はCarbon Neutral政策での、大きな役割を果たすべき太陽光発電について、画期的な発電素子を開発した様です。ペロブスカイト（Perovskite）とは初めて聞く語彙ですが、ハライド系有機－無機ペロブスカイト半導体 (CH3NH3PbI3) は、2009年に初めて太陽電池材料として報告された材料で印刷技術にて製造できる為、低価格化が期待される媒体であるらしいのです。薄膜高効率のペロブスカイト太陽電池は、従来型の発電素子と違って、平面だけでなく曲面上でも設置場所を選ばずに発電出来るので、全国津々浦々に設置可能となることが予想され、送電ロスの無い分散型電源が身近となりそうです。2021年9月、東芝はフィルム型のペロブスカイト太陽電池で独自の成膜技術を開発し、フィルム型では世界最高のエネルギー変換効率15.1％を達成、広く普及しているシリコン型太陽電池並みの変換効率を実現した。東芝は2025年までに、変換効率が20％以上、受光部の面積9m2の実用化に向けて開発を進めており、発電コストは20円/ kwh以下を目指す。東芝のフィルム型のペロブスカイト太陽電池は、ヨウ化鉛とヨウ化メチルアンモニウムを混ぜた独自のインクと製造装置で均一膜を形成、インクを塗る速度も、量産化に必要とされる毎分6mを確保、この研究は新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託事業「太陽光発電主力電源化推進技術開発」の一環で「第82回応用物理学会秋季学術講演会」で発表された。
2021.12.24
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F35ライトニング2のエンジンF135―PW-100の性能
米国や日本でも、主力戦闘機として配備が進む、F35ライトニング2のエンジンはUnited TechnologiesのPratt＆Whitney社製のF135-PW-100は推力13t、その性能サイクル計算がネットにアップされていましたので、結果を記述するものとします。エンジンの最新性を示すタービン入り口温度（TIT）は1710～1750℃であり、比べる日本の次期戦闘機F3用の試作エンジンXF9は推力11t、TITは1800℃と50℃程高温にて、その性能はF22用F119-PW-100に匹敵、寸法・重量は凌駕するとされています。太平洋戦争での敗戦後、GHQに依って航空機研究・産業を10年間禁止され、1955年練習機用のJ3エンジン開発に依って研究・産業が育って来ましたが、製造エンジンはライセンス生産ばかりでした。しかしながら辛抱強く研鑽し、漸く自前で欧米に伍する航空機用エンジンが開発出来たのは喜ばしいことです。空気流量…147.5kg/sバイパス費 BPR…0.57ファン圧力比…4.9（コア側4.7、バイパス側5.1）圧縮機圧力比…6ファン断熱効率…88%圧縮機断熱効率…88%燃焼温度…1980-2022K高圧タービン断熱効率…90%低圧タービン断熱効率…90%アフターバーナ温度…2050K抽気・抽出力…0.5kg/s（W25比）・240kW推力…MAX AB 191.3kN／MIL 128.1kN定格最大で1980～2022K（＝1707～1749℃）程度と推察される。タービンノズルでの膨張によって静温度（Static Temp.）が120-130K程低くなり、HPT入口では1880-1940K程度であると推察される。これは抽気、抽出力かつ最大作動（MILまたはAB状態）であり、実際の作動は更に100K程小さく使用し、エンジン寿命を損なわないようにしていると考えられる。エンジンは常に最大定格で作動する訳ではなく、離陸、上昇時等でそのレーティングは様々に変化する。
2021.11.21
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世界最初の石炭ガス化プロジェクト－Cool Water IGCC
地球温暖化防止に向け、脱炭素（Carbon Neutral）社会に向けて、石炭焚発電所の廃棄が各国で叫ばれ、消極的に見える日本は「化石賞」を授与される事態に陥っています。実は、日本では石炭をガス化して、炭酸ガス低減且つ高効率の発電所を実証実験から従来の石炭焚き発電所を石炭ガス化複合発電(IGCC: Integrated coal Gasification Combined Cycle)に換装しようとしています。それに高効率で少なくなった排気炭酸ガスを回収固定する装置を付加すればカーボンニュートラルに合致することになりますので、世界を指導出来る立場にあるのです。石炭の確認可採埋蔵量は109 年（8609 億トン）で、石油の 53 年（1 兆6689億バレル）、天然ガスの56 年（187.3兆m3）に比べ大きく、世界に広く分布していますので、将来に亘っても重要なエネルギー源と考えられるのです。石炭は燃焼時の炭酸ガス排出量が多く、環境負荷低減が課題となることで、石炭をクリーンに利用する技術の開発が進められており、特に石炭ガス化複合発電 (IGCC) は、豊富な石炭資源を高効率で利用でき、環境特性にも優れていることから、次世代の火力電源の主力を担う新技術として国内外で開発が進められています。このIGCCは、米エネルギー省が主導で米国電力研究所（EPRI）による実証実験が1979年に行われたことに、起因していますが、米国では沙汰止みとなりながらも、エネルギー資源の乏しい日本で検討され続けていたのです。1979年にSCE（Southern California Ediosn）社クールウォーター発電所の隣接地にIGCC実証プラントを建設するクールウォータープログラムを発表、1980年に米国電力研究所(EPR)、ベクテルパワー社（Bechtel Power）およびGE社が 同プログラムに参加した。1982年2月に、IGCCの将来性に着目し、東電、電中研、東芝CGP、IHICGPが共同体を結成し参加した 。クールウォータープログラムは、建設資金調達の見通しが得られた1981年12月に着工し、約2年4ケ月後の1984年4月に約1ヶ月予定より早く完成 した。石炭は鉄道により持込まれ、石炭ホッパを通してサイロに貯蔵され、石炭スラリー調整装置で石炭は粉砕、水が加えられ、石炭スラリーとしてガス化炉に導入され、炉内で高温の燃料ガスを発生、ガスクーラーで熱回収、水スクラバ、脱硫装置で精製させる。IGCCではこの精製ガスをガスタービン燃料として使用、更にガスタービン排熱で蒸気を発生させて蒸気タービンでも発電を行う複合サイクル発電なのです。プラントの主たる諸元は次の通り石炭処理量: 約1000T/日発電装置:複合発電装置： GE STAG107E発電端出力: 120MWガスタービン: 65MW蒸気タービン: 55MW石炭ガス化炉: テキサコ式(噴流床)ガス精製: 湿式除じん湿式脱硫： Selexol法
2021.11.15
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ミレニアム懸賞問題Millennium Prize Problems－リーマン予想
理工系が好きでしたが、専門課程で理学系でなく企業でも活躍し得る工学系に進んだ私ですので、頭脳明晰さで勝負する理学系の方々は尊敬に値するものがあります。特に数学者には、物理や化学と違ってノーベル賞には該当せず、フィリーズ賞はありますが多額の褒章に恵まれなかったのですが、米国の研究所からミレニアム懸賞問題として100万ドルが授与されることになりました。特に、素数の分布状況を俯瞰する関数を規定できるとするリーマン予想は、幾多の著名な数学者が証明を試み、多数の論文も発表していますが、不十分として退けられています。偉大な天才達が、性格が変わる程の努力が必要な様で、ポアンカレ予想を解決したロシアのペレルマン氏は、報奨金を受け取ることも無く、引き籠りとなって世との接触を断ったとされています。ミレニアム懸賞問題とは、アメリカのクレイ数学研究所によって、2000年に発表された100万ドルの懸賞金がかけられている7つの問題のことである。そのうち1つは解決済み、6つは2021年10月末の時点で未解決である。P≠NP予想ホッジ予想ポアンカレ予想（解決済み）リーマン予想ヤン-ミルズ方程式と質量ギャップ問題ナビエ–ストークス方程式の解の存在と滑らかさバーチ・スウィンナートン＝ダイアー予想（BSD予想とも）7つの問題の内、ポアンカレ予想については2002年から2003年にかけてグリゴリー・ペレルマンが微分幾何学手法により証明したとするプレプリントが発表された。この証明は複数の数学者による4年の検証を経て正しいものと認められ、2010年にクレイ数学研究所はペレルマンの受賞を発表したが、ペレルマンはこの受賞を拒否し、彼に与えられる賞金100万ドルは数学界へ貢献するかたちで使われることになると発表している。
2021.10.26
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気象学の先駆け荒川秀俊講師の思い出
今年のノーベル物理学賞は気象学の真鍋氏等3人が受賞となりましたのには、驚きの声が上がっています。と言いますのは、気象学は所謂理論物理学とは異質の存在と思われていたからですが、兎にも角にも、日本人学者の受賞はお目出たい限りです。1960年代、私が在籍した航空学科でも、気象学の講義は行われていたのです。気象庁からの出張講義で、講師は荒川秀俊氏、参考書の「気象力学」（岩波全書1960版、正野重方著）は未だ書棚に残されています。荒川秀俊（1907 - 1984年）は日本の昭和期の気象学者。1931年東京帝国大学理学部物理学科卒業後、中央気象台に入る。1941年東京大学講師を兼任。1943年軍の依頼により偏西風を利用した風船爆弾の気象調査を行う。1964年福岡管区気象台台長、1966年気象研究所所長、1968年東海大学教授を歴任。予報技術の発展に貢献したほか、古文書により気象・災害と歴史的事件の関係を研究し、理論気象、気候学、災害史、気象学史などの分野で業績を残した。理学者として活躍していただけでなく、気象に関係した「災害の歴史」を発刊する程の文人でもありましたので、講義授業は気象学の紹介が主で、気象予報士が引用しない様な経度風の存在を教えて頂いた記憶がありますが、途中に交える世間話や、自分の家族紹介等も至って面白いものでした。
2021.10.06
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宇宙時代の幕開け1957年10月4日
1957年10月4日、ソ連は人類初となる人工衛星「スプートニク1号」を高度900㎞の地球周回軌道に打ち上げ成功との新聞ラジオ報道がありました。丸い本体とアンテナだけでできたシンプルな形状の衛星でしたが、先を越されたアメリカにはショックで、急遽米海軍Vanguardに依るロケット打ち上げを行ったのですが失敗となりました。翌年、漸く米陸軍のロケット打ち上げに成功するのですが、ドイツV2ロケット開発の責任者フォン・ブラウン氏を抱え、世界のロケット技術をリードしていたと自負していたのですが、それ以外の技術者とV2ロケット本体を持ち帰ったソ連に先を越されたのです。sputnikはロシア語で「衛星」の意味で、秒速8㎞、約95分で地球を1周します。直径58㎝、重さ83.6㎏の衛星は、温度や気圧を測定して地球に送信する機能を備えており、発信された電波は世界各地で受信されたそうです。日本では、東大生産研の糸川英夫教授が、小さなペンシルロケットを利用した実験室段階でしたので、彼我の技術格差に驚き、高校1年生の時でしたが、将来は東大に入って糸川教授の下でロケット開発に関わりたいと思った記憶は今でも鮮明です。
2021.10.04
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第3回大規模修繕が始まる
前回は2007年でしたから、14年ぶりの大規模修繕が始まりました。南側1号棟から順番になりますので、私の住む4号棟、次の5号棟には足場が設置され、防塵除けのスクリーンが掛けられました。北側で玄関側にも、簡便で丈夫なBK足場が組み上げられましたが、日曜日は作業をしませんのでスクリーンは掛けられていません。BK足場は亜鉛メッキした鋼管の先端楔部を縦鋼管に設置された楔型ボックスにハンマーで畳み込むことで互いに連結しますので、足場構造が堅牢となり、組みあがった後に人の往来を良くするべく、横の鋼管を一部取り外しても堅牢さに変化はありません。BK足場の発想は、古来より暮らしの中で経験的に用いてきた「楔（くさび）」の原理です。それまで住宅用の足場と言えば、殆どが丸太などで組まれ、その安全性・作業性・耐久性など、多くの問題をかかえていました。ところがこの楔方式の「ビケ（GK）足場」は、極めてシンプルな構造ながら安全性・作業性・耐久性にすぐれ、組み立てや解体もハンマー1本で簡便に行えます。そのため、足場作業の安全対策と施工能力向上いう二律背反の命題を、一挙に解決しました。防塵用の遮蔽スクリーンも14年前のものと比較しますと、透かし具合が向上していて、室内がそれ程暗くはなりません。修繕の作業安全環境と平常暮らしへの改善は随分進歩していました！
2021.08.22
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Entropy Death熱的死は脱炭素でも防げない
地球は太陽からの放射エネルギーと宇宙空間への放熱がバランスして、表面温度が15℃に保たれて、水が液体状態で存在することが出来ますので、「水の惑星」と呼ばれています。地球が得ている「質の高いエネルギー」は、ほぼ全て太陽の輻射エネルギーが源であると考えて良く、太陽系はほぼ孤立系でしょうから、太陽もいずれは燃え尽き、エントロピー最大の状態＝エネルギーが太陽系全体に分散し均一の状態に達する。幸い、太陽系はまだその状態には達しておらず、太陽から一部地球を経由して宇宙へと熱が拡散する、エネルギーの「流れ」が存在します。人間をはじめとする生物は、大きな「流れ」の中にまたたきのように現れた秩序性の高い状態、と言えると思います。しかし、人類の経済活動、特に産業革命以来の熱機関に依る動力確保がそのバランスを崩すことが懸念されて来ました。温暖化係数の高いフレオンやメタン放出は禁止されましたが、その影響は微弱で、温暖化係数の低い2酸化炭素（炭酸ガス）規制を考えざる得ない状況となりました。其処で21世紀半ば迄に、化石燃料を使わないカーボンニュートラル（脱炭素）計画も地球規模で推進される様になって来ましたが、果たして抜本的な解決になるのか懸念されざるを得ません。炭素を伴わない水素を主燃料とするカルノーサイクルを理想とする熱機関、原子力発電をベースにして、自然エネルギーの風力や太陽光発電で補完するのでしょうが、その結果からはEntropy Death熱的死が防げるとは思えないのです。水素に依るブレイトンサイクルの発電機関も、原子力発電にしてもランキンサイクルを利用する熱機関では、排熱が生じてエントロピーが増大するばかりだからです。結局は地球からの宇宙への放熱を増やすことはならないからで、アメニティーを求めての冷暖房等のエネルギー消費を抑え込み、自然環境に従った生活スタイルに戻れと言うことなのかも知れません！
2021.08.16
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GE90 and GEnx のカーボン複合材ファンブレード
アップロードされていますのは、2012年12月ですので、もう9年前の動画ですが、米国GE社が誇る大型ファンエンジンのフロントファンの製作過程が紹介されていて、3次元ファンの本体をカーボン複合素材で、異物混入損傷（Foreign Object Damage）を避ける為、翼端前後は金属チタンで補強する工程が、良好な品質管理を経て完成する様子が紹介されていて、見応えがありました。GE90 and GEnx Composite fan blades9年も経ちますと、設計や製作工程は格段に進化しているのかも知れませんが・・エンジンはその形状が円筒形で、その円筒中の空気流れは、従来は半径方向平衡（Radial Equilibrium）で解析されて半径方向直線上にそれに見合った翼型プロフィルをスタッキングされて設計されていましたが、近年のスーパーコンピューターの発達で、万全な流体方程式（Navier-Stokes Equation）を解くことが出来る様になりましたので、半径方向も驚く程湾曲させてそれに見合った翼型プロフィルをスタッキングさせたことに依り、ファンでの圧縮効率が格段に向上したのです。ファンエンジンでは、ファンや圧縮機では空気を圧縮して燃焼器に導き、化石燃料を噴射燃焼させ、高温高圧ガスをタービンに流れ入れ、タービンを駆動して出力を得つつ、且つ排気ガスで推力を獲得する機構であって、近頃の脱炭素社会でのカーボンニュートラル方向で、化石燃料が水素燃料になっても、この出力・推力機構に変化は無く、使い続けられる原動機だと思っています。
2021.07.13
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半導体ビジネスの復権に向けて
1980年代は日本の半導体業界は、米国に敵視される程、我が世の春を謳歌していました。しかし、1980年代は半導体に限らず他の産業も活況を呈していたのです。太平洋終戦後、日本の物造りは米国の教えを請い、技術提携等を通して精進しての品質向上が功を奏し、家電、自動車、重機械類は米国製品を圧倒し、日米摩擦が生じて、自主規制しなければならない程だったのでした。1981年：64KDRAMで世界No.1シェアを確保、1986年NEC、東芝、日立等、トップ10の内6社が日系で、1987年に256KDRAMの世界シェア80％を占めるに至った。1987年3月：米国政府による通商法301条に基づく報復関税措置、これに対して日本は米国製半導体の輸入拡大、日本製品の第三国向け価格の引上げを行うことで対応。1987年11月：日本に席巻された米国では、業界横断的組織を活用して戦略的対応を打ち出し、1993年に米国体シェアは日本シェアを逆転する米国半導体の復権に繋がった。同時に韓国、台湾の半導体メーカの半導体市場参入、米国メーカの復権により日本メーカはシェアを落とした。特に1990年代後半の不況を経て、 韓国では半導体産業の再編と 積極的な開発・投資戦略でDRAMでのステータスを急速に上げた。その後は、半導体ビジネスは量産低価格化に対抗出来ずに低落の一途を辿り、韓国、台湾に後れを取り、経営戦略の梃入れも無く現在に至っていますが、このままでは国家戦略上宜しくないとされ、民生用から軍事用まで広く使われ「産業のコメ」と呼ばれる半導体ビジネスの復権に向けて政官民一体となって図ろうとの気運が生まれつつある様です。経済産業省は、半導体の開発や生産体制の強化に向けた新戦略をまとめ、国際的な存在感が低下した半導体産業の再興に「国家事業」として本腰を入れる。米国と中国の技術覇権争いの中で、その安定調達が経済安全保障にも直結する「戦略物資」であり、各国・地域が強力な政策支援を通じて半導体産業の競争力底上げに動く中、日本の出遅れ感は否めず、政官民の本気度が問われる。自民党有志の半導体戦略推進議員連盟は6月3日に菅首相に手渡した決議文で、「死活的に重要な戦略基盤技術、将に半導体を制するものが世界を制するといっても、過言ではない」として、異次元の支援による半導体の国内製造基盤の強化を求めた。日本は半導体工場の数が多いが、先端的でない製品を手掛ける工場が多く、老朽化などの課題も抱える。技術開発でも競争力が低下している「日の丸半導体」凋落の主因を、経産省は「半導体・デジタル産業戦略」の中で、次の様に列挙した。－1980年代の日米貿易摩擦で成長にブレーキがかかったこと－半導体産業の世界的な潮流をとらえきれなかったこと－長期不況で大胆な投資を行えず、国家ぐるみで育成した韓国や台湾、中国に後れたこと米中対立や足元の世界的な半導体不足を踏まえて、主要国・地域の間では半導体産業の競争力強化に向けた動きが相次いでいる。バイデン米大統領は、520億ドル（約5兆7000億円）の半導体産業投資を含む法案に賛意。欧州連合（EU）欧州委員会も3月、最先端の半導体の世界シェアを現在の10%から、2030年までに少なくとも20%に引き上げるとした。韓国は半導体産業の競争力強化に向けた「K－半導体戦略」を発表、2030年に世界最高の半導体サプライチェーンの構築を目指し達成するとした。日本政府も、台湾半導体大手の台湾積体電路製造（TSMC）の研究開発拠点を茨城県つくば市への誘致、TSMCが日本企業20社超の参画を得て先端半導体の製造技術の研究開発を進める計画に約190億円を拠出して支援、「ファウンドリー」と呼ばれる受託製造企業との合弁工場設立等を通じて国内に製造基盤を確保する。経済安保の観点から、半導体の製造基盤を囲い込む国際競争が熾烈さを増すのは必至で、「時代の流れに日本が取り残されることがあってはならない」と言う危機感が国家戦略の具現化に昇華されるかが鍵を握り、次の様な技術開発が必須とされることになります。－パワー半導体は、革新素材(SiC,GaN,Ga2O3)によるイノベーションを促進。－2030年のオール光時代を見据えた光エレクトロニクス、光電融合プロセッサの開発。－次世代グリーンデータセンタ技術開発－次世代エッジコンピューティング・超分散グリーンコンピューティング技術開発－次世代車載コンピューティング技術開発－省エネエレクトロニクス事業
2021.06.20
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石炭火力の終焉－産業革命での主力熱機関
G7の気候・環境相会合は、5月21日、共同声明を公表して閉幕しました。石炭火力発電が世界の気温の上昇の最大の要因だと指摘、温室効果ガスの排出を抑える対策がとられていない石炭火力発電は、政府による開発援助や輸出支援といった国際的な支援を終わらせるために、ことし年末までに具体的な措置をとる。又、電力システムの脱炭素化を2030年代には大幅に進め、世界の平均気温の上昇を産業革命前に比べ、1.5度以下に抑えることを目指す。19世紀初頭に蒸気機関が発明され、産業革命を牽引した石炭火力が、CO2削減に依る環境保全の為に200年の歴史が終焉を迎えようとしている様に思えます。しかし、今回の共同声明では「対策の取られていない石炭火力」と限定されていますので、燃焼方式を改善して高効率化をはかり、環境負荷を抑えるべく、サイクロン粉塵除去や排煙脱硫・脱硝装置が付加されている火力は当面は埒外の様です。化石燃料の雄とされる石炭は、石油や天然ガスに比べて圧倒的に埋蔵量がありますので、脱炭素社会に向けても石炭ガス化や液化プロジェクトでのFischer-Tropsch法等の技術開発が進めば、カーボンニュートラルが叫ばれている今後でも利用価値はあると思うのです。11月にイギリスで開かれる地球温暖化対策の国連会議、COP26のシャルマ議長は、「実質、排出ゼロの経済に向けた大きなステップだ」と歓迎しました。一方で、公共放送BBCは、日本が石炭火力への強い制限に反対したと指摘したうえで、「イギリス政府はCOP26までに日本が態度を変えることを期待している」と伝えました。日本政府は、輸出先の国が脱炭素化への取り組みを進める中でコストが安い石炭火力発電を当面は利用せざるを得ない場合や、日本の最先端技術を活用した環境性能がトップクラスの設備に限定しているなど、日本が輸出を支援する際の条件を改めて説明、会合後に出された共同声明もこうした日本の立場と整合性が取れる内容になっているとしています。さらに声明では各国の事情に応じた対応も認められているとして、日本としてはアジアの新興国などに石炭火力発電を輸出する際の支援は妨げられないとしています。
2021.05.23
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PW4000損傷－今度はタービンブレード
ユナイテッド航空のボーイング777-200型機で20日に起きたエンジン損傷トラブルは入口ファンブレードの金属疲労破壊と報じられていますが、アップされた画像を見ますと疲労破壊に特徴的な貝殻上の破断面が無く、通常の異物混入損傷（FOD：Foreign Object Damage）による強制破断の様に見えます。しかし、今度は高温・高圧環境下で遠心力に晒される、タービンブレードがエンジンから飛び出して脱落、落下する事故だと言うのです。高圧タービンブレードは辛い環境下にある部品で、クリープラプチャー強度を考慮した設計部品で、オーバーホール点検でチェックされ必要あれば交換整備される最も重要部品ですので、整備不良としか思えない事故に思えます。2021年2月20日、ロングテール航空の貨物改修機ボーイング747-412BCFは、マーストリヒト・アーヘン空港からジョン・F・ケネディ国際空港に向かう途中で離陸した直後、ミールセンの村の上空でエンジントラブルに見舞われた。タービンブレードの落下により、地上にいた2名が軽傷を負った。飛行機はベルギーのリエージュ空港に無事着陸することができた。該当機はPW4000エンジンの派生型であるPW4056エンジンを搭載していたがPW4000-112系統とは違いPW4000-94系統のためオランダ当局による調査が行われている。
2021.02.24
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PW4000炎上事故－高信頼性エンジンの筈ですが
PW4000は、United Technologies社Pratt &Whitney部門の高バイパスターボファンエンジン、JT9Dに大幅なモデルチェンジを加えたエンジンである。搭載機種は、エアバスA300-600、エアバスA310-300、エアバスA330、ボーイング767、ボーイング777、マクドネル・ダグラス MD-11と機種多数であり、今回のエンジン炎上事故の影響はボーイング777に止まらず、他機種への影響も甚大とされます。ニュースに依りますと、入口ファンブレードに多数の亀裂があることが報じられていますが、その原因が異物混入損傷（FOD; Foreign Object Damage）なのか否かは未だ判明していません！入口ファンブレードは寸法的に大きく、重量的にも重いので、通常複合材ファンブレード又は中空メタルファンブレードの様な軽量ファンブレードが使われますので、複合材ですと経年変化による影響もあるのかも知れません！FAA（米国連邦航空局）は2月21日、ユナイテッド航空のボーイング777-200型機で20日に起きたエンジン損傷トラブルを受け、同じエンジンを搭載する777に対する緊急耐空性改善命令（EAD：Emergency Airworthiness Directive）を発効するよう指示し、当該機に対する即時点検を求めた。また、ファンブレードの点検間隔を早めるべきとしている。今回のボーイング777-200型機は、1995年9月にユナイテッド航空へ引き渡された機体で、エンジンはPratt &Whitney製PW4000を2基搭載。NTSB（米国家運輸安全委員会）が調査を進めているが、原因などの特定には至っていない。ユナイテッド航空は、同エンジンを搭載する24機の777を運航から一時離脱させている。2020年12月4日、日本航空904便・ボーイング777-200が左のエンジントラブル、更に2021年2月20日にユナイテッド航空328便・ボーイング777-200から右のエンジンナセルが全部脱落し、部品を地上に撒き散らしつつ、発地に引き返す事態が発生。2021年の事故を受けて、日本国国土交通省は、本エンジンを装備する全てのボーイング777について運航停止を航空各社に指示した。
2021.02.23
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脱炭素社会と原子力発電
日本政府は「2050年までに、温室効果ガスの排出を全体としてゼロ、即ち2050年カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現を目指す」ことを宣言しました。その骨子は次の通りの様なのです！1、再エネ 最大限導入。系統整備、コスト低減、周辺環境との調和、蓄電池活用 洋上風力・蓄電池産業を成長分野2．水素発電 選択肢として最大限追求。供給・需要の拡大、インフラ整備、コスト低減 水素産業を創出3．火力＋CO2回収 最大限追求。 技術確立、適地開発、コスト低減 火力は必要最小限、使わざるを得ない（特にアジア） カーボンリサイクル・燃料アンモニア産業の創出4．原子力 確立した技術。安全性向上、再稼働、次世代炉 可能な限り依存度は低減しつつも、引き続き最大限活用 安全性に優れた次世代炉の開発脱炭素社会では、化石燃料からの脱皮が必須で、3項の「火力＋CO2回収」は遠からず消えて行くものと考え、1項の「再エネ」が30%、2項の「水素発電」が50%、4項の「原子力」が10%、上記に無い「水力」が10%、でエネルギーバランスを実施して行くのが妥当と考えています。「再エネ」は不安定な電源ですので、ベースロード電源に依存せざるを得ませんし、原子力はその第2候補として考えますと、脱原発の意向が強い昨今ですがミサイル攻撃からの安全性を強化しつつ、カーボンニュートラルに向けて10%程度の電源を保持する必要がありそうなのです。東日本大震災以降、再生可能エネルギーか、原子力発電か、と言う二項対立的議論が延々と繰り返され、再エネ推進派は原発事故などによる原子力発電の危険性を訴え、原発推進派は安定性に欠ける再エネをベースロード電源にするのは危険と言う。有効な処方箋を示せず、福島第一原発事故から10年が虚しく流れた。事故の後遺症は深刻で、民心は原子力から益々離れていき、大学で原子力工学を専攻する学生も減って、折角60年以上の歳月をかけて営々と築き上げてきた、世界屈指の日本の原子力技術も、継承者が無いまま、朽ち果てていく可能性すらある。ヨーロッパ諸国の対応も様々で、ドイツのように福島第一原発事故をきっかけに脱原発政策を決め、再エネに軸足を置きつつある国もあれば、フランスなどのように、発電時にCO2を排出しない原子力を重視し、それによって70%前後の電気を確保している国もある。他方、世界第2位のエネルギー消費国である米国では、現在も約100基弱の原発が稼働しており、しかも大半が運転寿命を60年まで延長、一部では80年延長が許可されている。バイデン民主党政権の登場で、ある程度の政策変更があろうが、基本的には米国の原子力は将来も安定していると見る。世界最大のエネルギー消費国である中国でも、原発重視の立場がはっきりしており、大規模な新増設が着々と進んでいる。中国は、原発輸出にも異常なほど力を入れており、今後世界中で新設される原子炉の大部分が中国製という時代が来るのは確実と思われる。
2021.02.10
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ドイツ製Zwillingの鋏が見つかりました
郵便物や宅急便で送られて来るビニール袋を切るのに使っている普段使いの鋏は、未だに切れ味が衰えません。良く見ますと、Zwillingの銘が見え、我が家唯一のZwilling刃物の様ですし、しかもドイツ製で、西ドイツ製となっています。購入の経緯ははっきりしませんが、1990年末のドイツ統合前であることは確かですから、米国テキサス州に住んでいる際、家内が買ったものの様で、40年も前のこととなります。Zwilling刃物と言うのは、私には今回初耳の筈でしたが、随分昔からHenckels製品の銘柄品として販売されていた様です！
2020.11.29
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ドイツZwillingの刃物と日本の刃物
TVでZwilling刃物の通販販売がされていました。ドイツ刃物と言えば、ゾリンゲン（Solingen）、中でもヘンケル（Henckels）社の製品が高級刃物として知られていますが、どうもヘンケル社の中でも高級品をZwillingとしているらしいのです。刃元の銘を観てみますと、何と「Made in Japan」となっているのですが、それは2004年にツヴィリングJ.A.ヘンケルスジャパンMfgが、日本の岐阜県関市に設立されたからなのだそうです。我が国の刃物と世界の刃物の違い 日本 外国1 刃の素材 硬軟二種類以上の鋼鉄を合わせる ただ一種類の鋼材だけで造る2 使い方 主に引切り 主に押切り3 研直し 砥石を使う 包丁ならばヤスリ棒で研ぐ4 刃先硬度 硬くて鋭利 日本に比べ柔らかい私は、三徳包丁はステンレス製、ペティナイフは銘入りの日本伝統刃物を使っていて、時々は砥石で研ぎ出していますが、ステンレス製は直ぐに鈍ってしまうのが欠点です。処で、1997年春、デュッセルドルフを訪れ、日航ホテルに宿泊した際、その近くにドイツ刃物Henckelsの店があって、数点購入して来ました。小間物ナイフ、携帯爪切りには、「JA Henckels」と刻印されているだけで、Zwillingの銘はありません。ニッパー式の爪切りには単に「Sloingen」とだけ刻印されていて、Henckels社のものでは無い様で切れ味が鈍く、日本の新潟製の「SUWADA」に買い替えましたが、余りに切れ味が鋭すぎて、使うのに苦労しています。
2020.11.28
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三菱重工業のジェット旅客機スペースジェット事業凍結?
日本の重工業界の柱を担う、三菱スペースジェットについて、共同通信が事業凍結を報じていましたのは、残念な限りです。重工業界では、自動車業界の次は航空宇宙産業の躍進が期待されていますが、頓挫してしまったのでしょうか？三菱重工業が国産初のジェット旅客機スペースジェット（旧MRJ）の開発費や人員を大幅に削減し、事業を凍結する方向で最終調整していることが22日、複数の関係者への取材で分かった。新型コロナウイルスの流行が直撃し、納入先の航空会社の需要回復が当面見込めないと判断した。巨額の開発費を投じ、官民で約半世紀ぶりの国産旅客機を目指したが、ノウハウ不足で6度納期を延期していた。国の産業政策にも大きな打撃となりそうだ。30日に発表する中期経営計画で詳細を説明する。今後は航空需要の動向を見ながら、事業を再開するかどうかを検討するとみられる。しかし、三菱重工業は、三菱航空機が開発する国産旅客機、Mitsubishi SpaceJet（三菱スペースジェット）の開発凍結を決定した事実はないとの声明を発表、反論したそうです。共同通信等が、開発を事実上凍結すると報じていたが、三菱重工業では、「新型コロナウイルスの感染拡大の影響も踏まえ、引き続き開発スケジュールの精査を行うとともに、現下の当社グループを取り巻く厳しい状況を考慮した適正な規模の予算で開発を推進しております。開発の凍結を決定した事実はありません。」とし、三菱スペースジェットを含めた次期事業計画は10月30日に公表する予定としている。コロナ歌の影響で、米国での飛行試験継続が難しくなり型式承認の遅れと共に、又納入時期が遅れて、需要数が不透明となっていることが要因の様です。三菱重工業は2008年に開発を始めて、既に7000億円を投じていますし、国からも500億円の支援を受けていますので、1企業だけの判断とは行かないのでしょう！しかし、Honda社の小型Business Jetは、既に型式承認を経て販売していますのに、この差は何なのでしょうか？私の懸念する技術要素は、米国P&W社が提供するGeared Fan Engineで、燃料消費を効率化すべく採用したのでしょうが、メインエンジンに歯車機構が存在するのは、稼働信頼性に問題があるのでは無いかと懸念している処なのです。
2020.10.24
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放射性トリチウムの除去技術－工業規模で可能か
核分裂で中性子の飛び交う原子炉内部では、冷却水中の水素（H）の一部が重水素（D）や3重水素（T）トリチウムに変換されてしまいます。自然界特に海水等にもDもTも存在しますが、その量は多寡が知れていますし、トリチウム（T）は放射性元素なのです。経済産業省と東電はトリチウム水の処分を検討していて、その有力な手法がトリチウム水を海水で薄めて海に放出する案だが、福島県産の海産物への風評被害などは避けがたいとの見方が多く、今もって根強い反対意見も多い様です。HTOであればH2O に比べ分子量が10%大きく、その希釈や拡散の数値シミュレーション結果も公表されていませんので、言葉だけで信用することは出来ないのでしょう！処で、トリチウム含有量を低減する技術がロシアのロスアトム社は、日本政府、東電の研究委託を受け、水とトリチウムの分離技術の開発を行っていて、4年前の2016年に報告書を提出されています。これが実用化されれば、福島原発の収束作業は一段と進むことになりますが、実験室レベルの除去技術をどの様に工業的規模にスケールアップ出来るかが鍵となりそうです。東京電力福島第1原子力発電所の敷地内にたまり続けるトリチウム水の処分について、トリチウムを分離し量を大きく減らしてから海洋に放出する手法を電力中央研究所が「飲料水レベルまでトリチウムを減らして風評被害の回避出来る」と提唱している。福島第1原発の壊れた原子炉に今も注入され続けている冷却水は、放射性物質に触れて汚染される。多核種除去装置（ALPS）で浄化して放射性物質の大半を取り除くが、除去が難しい放射性物質のトリチウムを含む水（ALPS処理水とも呼ぶ）が大量に残る。東京電力は、トリチウム水を敷地内のタンクに貯蔵して来たが、タンクが1000基近くに達し敷地内では貯蔵しきれなくなりつつあり、廃炉作業への障害にもなりかねないことから、経済産業省と東電はトリチウム水の処分を検討している。その有力な手法がトリチウム水を海水で薄めて海に放出する案だ。しかし経産省が4月に開いた地元の意見を聞く会合で、水産業や林業などの関係者から海洋放出に強く反対する声が出ており地域の合意はできていない。提唱されている手法は、トリチウムを含む水分子と通常の水分子では蒸発量が極僅かに違う性質を利用、蒸留を繰り返すことで、トリチウム濃度をWHOの飲料水ガイドラインの1リットル当たり1万ベクレル以下にし、飲料水と同等の安全性が確保できると言う。福島第1のタンクに貯蔵されているトリチウムの総量は約860兆ベクレル。東電は今後30年かけてトリチウム水を希釈し放出する案を経産省資源エネルギー庁の小委員会に示している。この案通りに全トリチウムを海洋に流すと、その量は年間27兆ベクレルに達し、これは福島第1の保安規定で定められた年間22兆ベクレルを上回る。経産省は、放出されたトリチウムが海洋環境に悪影響を及ぼし、海産物を食べた人の健康に問題が生じたりすることは無いと主張し、トリチウムは原発から通常排出される冷却水に含まれており、健康へのリスクはないとの見方が専門家の間でも大勢を占める。
2020.10.16
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重陽の節句－防衛庁三研訪問etc
今日は5節句の一つ、重陽の節句で菊を飾って長寿を祝うとされている様ですが、私は勝手に昔を思い起こす日として過ごすことにしています。昨夜は、40年前にHouston事務所で会計担当をしていたJunko Johnson女史が夢に出て来て、「フランス人の自伝を訳してみたら如何？」と言うのです。若い頃、御茶ノ水のAthenee Francaisに半年通い、「星の王子様」や「随想録」を齧った覚えはあるのですが、「もう錆び付いてお役に立てない」と言いますと、当のフランス人が登場して「私はフランスの片田舎生まれなので結構！」と言うのですから、変な話です。場面は反転して、立川市の防衛庁三研に、千歳市の5t級の航空エンジン高度航空試験設備（ATF）建設中に、歯車装置に損傷が起きたことに対して、損傷原因と復旧対策の説明を求められたのです。多分、1995年の頃で25年前のことだと思われ、初めての三研訪問でしたが、嘗て知ったる場所と言う雰囲気でした。IHIに入社し時の設計部長は、大学の同期生である中村卓氏のご尊父で、何時も部長室には自分で描いた油彩「三研の試験棟」が飾れていたからです。部長はIHIに請われて、陸舶用ガスタービン開発を主導すべく三顧の礼で迎えられ、移籍されたのですから、自分の出自を大事にする意味もあったのでしょう。営業からは一番のうるさ型は北村室長で、「納得させるのは難しい」と言われていましたが、「歯車の不具合は注油位置が適切でなくメタルタッチとなっていますので適切な位置に変更して2度と不具合が起きない様にします」と述べますと、北村室長は、現地と連絡を取りつつ深夜に及びましたが、あっさりと納得してくれることになりました。却って、営業が介入せずエンジニア対エンジニアとなりますと、事故解決に時間を要しないのです。重陽の節句は、変な夢の連続でした！
2020.09.09
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公開特許公報－多数出願の一例
所謂、積読の資料棚を観ていましたら、何件も特許出願願やら公開特許公報の写しが出て来ました。1990年代は、将来を担うとされる新技術開発を担当する部署に転籍し、国家プロジェクトにも参加することになりました。当時のNEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）の2大プロジェクトは使い捨てだったエネルギーの省エネを中心としたムーンライトプロジェクトと水素時代を目指したサンシャインプロジェクトでした。当時は、企業の技術は特許を出願して、公開すると共に先願権利を積極的に守って行こうとするのが主流でしたので、社内の特許グループからは、出願要請が来ていたもので、上記写しに押印してある根本氏とは随分懇意になったことを思い出しました。共同出願人の西尾氏は、東工大出身の俊才、新技術全般、特に水素吸蔵合金やらメタルハイドレートについては、社内随一の知見があったのです。平成7年で1995年のことで、頭脳が劣化して追いつけなくなりましたが、随分昔のことで懐かしく思い出しました。将に「光陰矢の如し」とはこんなことなのでしょう！
2020.05.08
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シュレーディンガー波動方程式－知力の低下で理解不能
近頃、コンピュータも量子を用いて、Securityを高めることで、ハッカー等の侵入を許さない検討と開発が進められています。工学部に進みましたので、量子力学と言う講義は無かったのですが、折角理工系にいるのだからと、参考書を使って輪講することにしました。参考書は当時名著とされたSchiffの「Quantum Mechanics」のAsian Student Editionの版権を、日本の工学社がMcGraw-Hillから譲り受けて発行した英文の参考書でした。しかし、55年以上経った今、ページを捲ってみますと、序文等には訳語が添えられていますが、本文には見えません。第2章で、量子力学の発端となった「シュレーディンガー波動方程式」を解説しているのですが、現在は理解不能です。当時は、材料力学や伝熱工学で、常微分方程式や偏微分方程式を解く必要がありましたので、直ぐに理解出来たのでしょうが、脳細胞が劣化した今、チンプンカンプンとなりました。シュレーディンガー波動方程式（Schrödinger wave equation）とは、物理学の量子力学における基礎方程式で、オーストリアの物理学者エルヴィン・シュレーディンガーにちなむ。1926年にシュレーディンガーは量子力学の基礎理論に関する一連の論文を提出した。シュレーディンガー方程式の解は一般的に波動関数と呼ばれる。波動関数はまた状態関数とも呼ばれ、量子系の状態を表す。シュレーディンガー方程式は、ある状況の下で量子系が取り得る量子状態を決定し、また系の量子状態が時間的に変化していくかを記述する。波動関数を量子系の状態を表すベクトルの成分と見た場合、シュレーディンガー方程式は状態ベクトルの時間発展方程式に置き換えられる。状態ベクトルによる記述は波動関数を用いた場合と異なり物理量の表現によらないため、より一般的である。
2020.03.20
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新型コロナウィルス対策にプラズマイオンは有効
昨日、プラズマイオンクラスターのユニット交換ランプが点灯、買い置きしてあったユニットを取り付けようとしましたが、配線接続方式が違っていて不可能、我が家にはIG-A100とIG-C100があって、ユニットは双方に有効と記載されているのに、いい加減なものです。折角ですから、玄関先に設置してあった2004年製IG-A100のユニットを交換し、居間に設置しました。そして残念ながら、2011年製のIG-C100は廃棄処分とし、玄関先用として、新しく小さなプラズマクラスターイオンを発注することにしました。と言いますのは、修理すべく、インターネットでプラズマクラスターは、問題になっている新型コロナウィルス撃退にも、極めて有効だとのことでしたからです。シャープは2004年、プラズマクラスターイオンが40分以内に浮遊するコロナウィルスを99.7%不活化し、世界で初めてウィルスを破壊して抑制効果があることを実証、又パナソニックは2012年、ナノイーが未知のウィルスに対しても抑制効果があることを発表した。これらの空気清浄機は、新型コロナウィルスだけでなく、当然インフルエンザやこれからの花粉対策にも有効で、自分や家族の健康を守ってはいかがだろうか。非常に強い感染力がありますので、横浜港沖に停泊しているクルーズ船客室にもプラズマクラスターを設置、高齢乗客も出来るだけ多く上陸させて、プラズマクラスター設置した完全防護の病室に収容、厄介なエアロゾル感染を防止する手立てが必要となって来たと思われます。
2020.02.14
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布団乾燥機－1995年製の古い乾燥機
近頃、布団を天日干ししても、日差しが弱くてふっくらと暖かくならないので、布団乾燥機の使用を考え、家電量販店に行って各社の製品を物色してみました。殆どがホース付きで、其処から温風を出して乾燥させる方式ですが、新型としてホース無しで布団を上掛けする方式もあって、良さそうに思えました。しかし、家内が使っていた布団乾燥機があった筈だと思い、今や物置部屋となっている次男の部屋に行ってみますと、確かに残されていました。家内が亡くなって10年、その間一度も使ったことはありません。メーカーは日栄電機、1995年製となっていますので、もう24年も経過していました。ヒーター部分は劣化の心配はありませんが、温風を吹き出すファン用のモーターはコンデンサーが絶縁劣化し、ショートすることで発熱・発火する懸念もあります。其処で、コンセントに繋ぎスウィッチを入れますが、心配なのでその場に付いて、稼働状況をチェックしつつ見守っていましたが、異常に本体が熱くなることも無く、支障なく無事に使うことが出来ました。しかし、家電製品は寿命10年とされますし、補償部品も8年で製造中止となりますので、心配しながら使うよりも、新製品に買い換えた方が良さそうです。
2019.12.27
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米国航空宇宙学会AIAAから発表論文募集メール来状
今朝、メールを開いてみますと、米国航空宇宙学会（AIAA）から論文募集のメールが届けられていました。1990年代には、通産省（当時）や科学技術庁（当時）は、航空宇宙領域を日本重工業の将来の柱とすべきと風潮が強かったのです。その頃は、官庁の縦割り意識が強く、宇宙領域では総務省の宇宙開発事業団（NASDA）、科技庁の航空技術研究所（NAL）、文科省の東大宇宙航空研究所（ISAS）とばらばらで、将来に向けて国力を統一すると言う姿からは程遠い状態でした。その頃、社内転籍で、新しく航空宇宙試験設備を整備する部署担当となりましたので、国内海外に、広く技術成果を発表しようと、社内研究所を巻き込んで叱咤激励したものでした。CVL Application for Supersonic Wind Tunnel of Blow-Down TypeAIAA 94-3257 July, 1994Development of Erosin Testing Facility of High Enthalpy TypeHigh-Temp. Material '92 Dec., 1993Development 0f Ultra-Hypersonic Shock Tunnel for Aerodynamic TestIHI Engineering Review Apr., 1993Development of Hypersonic Shock TunnelIHI Engineering Review Sep., 1992High Enthalpy Wind Tunnel for Erosion Testing of Advanced MaterialsAIAA 92-3888 July, 1992Principal AuthorになったりAssociate Authorなったりして、川崎重工や三菱重工、富士重工連れ立って、米国航空宇宙学会（AIAA）に出掛けたものでした。2000年に退職してからは、AIAAにも行くことはなかったのですが、2001年にはSenior Memberの証書が郵送されて来たのでした。今では隠遁の高等遊民生活、論文構築も遠き思い出となりました！
2019.11.21
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最後の海外発表と国内発表－蒸気噴射ガスタービン
日本国内と海外の学会で、聴衆のいる面前で技術発表していましたが、最後の講演は2003年のことでしたから、もう16年も前のこととなりました。近頃は、筋力だけでなく、知力も衰え、書棚に並ぶ数学書や工学書は読みこなせなくなり、無用の長物となってしまいました。最後の海外発表は、米国機械学会（ASME）の電力学会アトランタ大会での、発表講演で、ガスタービンの廃熱を利用して、発生させた蒸気をガスタービン内に噴射させ、燃焼ガスと蒸気を混相させれば、非常に効率の良い発電プラントが構成出来ると言うものでした。その後、日本技術士会（IPEC）で講演を依頼され、上記の論文を日本語のパワーポイント（Power Point）に纏めて、機械部会例会での発表となりました。今では、すっかり知的隠遁生活となって寂しい限りですが、高齢化に伴う知力劣化は避けるべくもありません！近頃は、近郊の移ろい行く自然を楽しみつつ、美術館を訪れての観賞をしながらの悠々たる高等遊民生活を過ごしています。
2019.11.18
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米国F-35戦闘機と中国J-20戦闘機との闘い
中国共産党最大の核心的利益とされる台湾帰属問題に、米国が疑問を呈し、台湾をパートナーの独立国家と宣言したことで大いに挑発していますが、その動きに合わせて「一国2制度」を掲げる香港の民主化運動も息を吹き返しました。これで、共産主義独裁に依る国家支配にも綻びが生じ、本土での人権弾圧にも国際的な非難の声が高まることは必定です！次には、南シナ海島嶼に複数の軍事基地を建設している中国の領海宣言に対しても、自由で通行が許される国際海域だとして、空母に依る自由航行作戦を展開し、戦闘実践訓練を実施して中国を挑発していますので、米中が衝突し何時戦闘モードに入ってもおかしくない程、緊張して来ました。しかし、中国は一歩も引かず、空母撃沈用のDF-26ミサイル配備、ステルス戦闘機J-20投入で、米日豪の南シナ海での自由航行作戦を阻止するべく、激しく対応中です。米軍のF-35ステルス戦闘機は単発エンジンで公称マッハ1.6に対して、中国J-20は双発エンジンでマッハ2.2とされていますので、機体の操縦性に優れ空中戦闘で優位に立っても撃墜は出来ず、逃げられてしまうのではないかと思われてなりません。J-20は、中国航空工業集団公司が開発した双発ステルス戦闘機。アジアで最初に運用された第5世代ジェット戦闘機に分類される戦闘機。エアインテーク（Air Intake）形状は、DSI（Diverter less Supersonic Inlet）を採用、DSIは米国が1996年にF-16を改造してテストした技術であり、後にF-35に採用されたものである。DSIはステルス性に優れているが、F-35やFC-1の最高速度がM1.7とM1.8だった事もあり、高速飛行時のエンジン効率が下がると言われているが、実際には飛行性能や速度に影響があるかは不明である。其処でJ-20はTwin Engine搭載により、最大速度をマッハ2.2として、対抗すべきF-35のマッハ1.6を大幅に凌駕する設計とした。一方、日本の航空自衛隊も拡充を進めているF-35は第5世代ジェット戦闘機に分類されるステルス機で、ロッキード・マーティン社は基本型の通常離着陸機であるF-35A、短距離離陸垂直着陸機のF-35B、艦載機型のF-35Cという3つの派生型を有している。しかし、F-35の技術情報は、中国ハッカーにより2009年にアメリカ国防総省から、2012年にBAEシステムズから、設計情報や性能、電気系統、レーダーなどのデータなどが盗まれており、中国のJ-20などに対して制空能力の優位性が損なわれることが危惧されているし、外見の形状がF-35に類似しており、盗まれたデータが開発に生かされた可能性がある。単発機でManeuverabilityに優れているとは言え、スピードで劣っているのは戦闘上での劣勢が心配される処です！
2019.06.22
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スマートメーター取替完了の功罪
昨日、留守の間に電力メーターが、従来の透明ケースに入ってメーター盤の回る様子が見えるタイプから、スマートメーターに替わったのです。今までの、アナログ式電気メーターでも故障もせず不満も無いのですが、どうも電力会社がデジタル回線を利用しての人件費削減が主目的となっている様です。自動検針従来では、検針員が直接需要場所に行き、電力量計の指示数を直接読み取ることで、毎月の電気料金を確定していた。スマートメーターでは、30分ごとの電力使用量を通信回線を利用して電力会社に送信することで、人件費の削減が期待される。リモート接続・切断・アンペア設定従来では、直接作業員が現地へ赴き、配線の接続を行っていた。スマートメーターでは、管理箇所からのリモート接続・切断・アンペア設定が可能になり、人件費削減が期待される。家電との連携家庭内ネットワークを介し、家電と通信し供給状況の最適化を図ることが期待されている。特にデマンドレスポンス（英語版）技術との連携によって、ピークカットによる負荷平準化ができ、エネルギーの効率化が期待されている。電力消費量データを利用した各種サービススマートメーターは、電力消費量データのパターンを詳しく把握することができる。電気製品は瞬間的な消費電力量に特有の傾向を示すので、その消費電力を詳しく分析すれば家庭やオフィスにおいて、どのように電気製品を使用したのかが、かなりの精度で推定できる。これらのデータを蓄積し、顧客に最適な消費パターンを提供できる。近頃は、IoTを利用して、電気製品を全て簡単に制御出来るシステムが発達するとされていますが、デジタル回線を利用して個人情報が全て事業者に通知されて、家電製品の買い替え時期も特定され、曳いては国家にその情報を提供される事態になりそうで不安が募ります。
2019.05.23
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半減期問題を対数表示で解く－1960年東大入試の物理問題
入試の理科試験では、物理と化学を選択し、化学ではどんな問題だったのか記憶の彼方ですが、物理の3問目は放射性物質の半減期を対数表示させて、何かを解く問題だったと記憶しています。半減期問題は指数関数で曲線なのですが、常用対数を使用して原物質量を縦軸とし、経過年数を横軸としますと、傾斜が1/2の直線表示と出来るのです。ネットで、放射性物質の半減期問題を検索してみますと、次の様に表示されていました。この様な設問だったか定かではありませんが、大学入試問題としては一寸易しすぎる気もしないではありません！59年前の入試問題、国語現代文では高峰秀子の随筆から出題、数学では三角関数での不等式設問と微かに覚えていますが、英語や社会科問題はとんと記憶に残っていません。
2019.04.09
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TI Speak&spellが出て来ました
好奇心旺盛な孫娘が帰って1週間が経ちました。布団の虫干しをして、掃除機を使って圧縮袋に入れ、押入れに仕舞いましたが、ブランケット類は未だ、虫干ししての収納は済んでいません。久しぶりに、子供机の抽斗の中をみていましたら、色々懐かしいものが出て来ましたが、何とTexas Instruments Speak&Spellを見つけたのです。会社の後輩に差し上げたと思い、我が家には無いと思っていたのですが、返して頂いたのでしょうか？ 35年ぶりの再会です。単2電池4本を買って来て、作動させてみました。機能は主に、アルファベットの発音を学ぶ「Letter」、ヴォキャブラリーの発音を学ぶ「Say It」、発音を聞いてアルファベットを入力する「Spell」、ヴォキャブラリーを学ぶ「Mystery Word」の4機能の様です。難易段階も、AからDの4段階あって、A段階でも、名詞の他、形容詞、動詞の現在や過去形もあり、D段階ですと、BulletinやらBureauがあって、聴いたことも無い、Licorice等があって、中々の優れものです。Yahooショッピングでは、6万円以上の値がついていますし、メルカリでも数千円で多数の出品が未だ、ある様です。我が家のものは、メンブレンスウィッチでは無く、ボタンスウィッチ、多分発売初期のものの様です。ON・OFFさせる接触に劣化がありますが、何とか使えます。製造は中止されていますが、近頃小学校での英語教育が取り沙汰されていますが、絶好の教育教材だと思われます。
2019.03.30
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Texas Instruments Speak&ReadとSpelling B
もう、この教育玩具は、40年前のコンピューターと言えるもので、PCとしてApple 2が発売された頃と同じ時期です。丁度、米国駐在が命ぜられて家族帯同となったのですが、小学2年生の長男は、英語は全く分からず、五里霧中でアメリカ現地小学校に転入されたのです。其処で、初歩的英語教材として、テキサスインスツルメンツ (TI) 社が発売していた、Speak &Spell、Speak&Read、Spelling Bを買い揃えて、学習して貰うことにしたのでした。特にSpeak&Spellは格好の教材で、学校の教師にも個人家庭教師を依頼しつつ、1年程で会話が成り立つ様になったと記憶します。Speak&Spellは、スピーチシンセサイザーによって英単語を喋り、正しいスペルを入力するというもので、当時珍しかったスピーチシンセサイザーを応用した玩具は子供だけでなく大人たちの目をも引いたもので、今でも根強い人気がある様で、Second-Hand製品はオークションで高値取引されている様です。CPUとメモリが高価だったため、4bit言語を採用、極限まで圧縮された音声は高品質とは程遠かったが、逆に荒く、ローファイな音声は独特の味わいがあり、後にこれを音源として楽曲の中で使用するミュージシャンも現れたとされています。そんなことは知らず、請われるままにSpeak&Spellは他人に差し上げてしまいましたので、我が家には残っていません。長男が去った空き部屋には、Speak&ReadとSpelling Bが残されていましたので、電池を入れて電源ONとしてみましたら、問題なく動く様ですので、小学2年生と幼稚園の孫娘二人の英語教材にあるかも知れないと思いつつ、暫く保管して置くことにしました。
2019.03.25
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自動運転バス実証実験－多摩ニュータウン
スーパーの駐車場にテントが設営され、背広を着た係員が屯していました。聞きますと、神奈中（神奈川中央交通）バスとSoftBankが自動運転バスの実証実験を2月13日から22日まで、週末を除く毎日9時半から午後4時まで30分間隔で行うとのことでした。車体は通常のバスより、スリムなミニバス、自動運転装置に加えて、データ取得のPCが複数搭載されていました。今回の方式は、道路に磁気マーカーを埋め込んでの自動走行実験で、ルートは街路樹等によりGPSが受信できない場所を選んでいるとのことでした。私の運転するカーナビですと、そのルートでも表示されているのですが、自動運転モードとなると数㎝単位の読み取りが必要とされると言うことの様です。多分、新しいGPSシステムと5Gの高速通信システムが自動運転には不可欠の様で、5Gで一歩先んじた中国のHuaweiが、米国企業を追い越すことになるのでしょうか？
2019.02.22
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トヨタからのリコール通知－制御コンピュータ修正
2014年2月にリコールにて改善した措置に一部不備があり修正するとのことで、やはり、コンピュータ回路とはバグを取るのは大変の様です。私はトヨタの中古ディーラーから平成23年式プリウスを購入したのは2016年6月ですから、前回のリコールで修正済みだった筈です。80才での運転免許証の返納を考えていて、最後の保有車となるかも知れませんので、整備は欠かせません。ハイブリッドシステムに於いて、異常判定時の制御プログラムが不適切な為、急加速時等の高負荷走行中に昇圧回路素子損傷した場合、フェールセーフモードに移行すべき処、移行できないことがあります。その為、警告灯が点灯し、ハイブリッドシステムが停止して、走行不能となる恐れがあります。故障した際のフェールセーフ機能は、プラントには不可欠ですので、早速ディーラーに電話連絡して、来週ディーラーに持ち込むことにしました。その際、近頃あおり運転事故が多発していますので、一番簡単なドライブレコーダー設置を頼むことにしました。純正品は3万円強とのことですが、安全運転の為にはこれも欠かせないと考えたからです。
2019.01.12
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6ヶ月点検でバッテリー交換
義務付けられていない6ヶ月点検をディーラーに持ち込んで行いましたが、「すべての状態に異常は無いが、バッテリーが少し弱っている。1年点検では交換が必要です！」とのことでした。2年前に交換した筈で、通常バッテリーは寿命が2～5年と言われていますので、一寸信じられません。ハイブリッドですと、起動時にはモーター始動ですので、従来のエンジン起動時に判断出来るバッテリー劣化には気が付かないのだと思われますが・・其処で、見積もりを依頼しました処、2万5千円と高額、「10%割引ですが・・」と言うので、2万3千円で交換をお願いしましたが、自動車用バッテリーは通常1万円程度と思っていましたので、意外でした。後で、ネット検索してみますと、交換した「GSバッテリーECO-R HV S34B20R」はAmazonで、1万3千円となっているのです！やはり、ディーラーで修理するのは、割引の無い定額でしかあり得ず、大分高くつくのだと認識、整備ノートに記載されることで、我慢することにしました。
2018.11.03
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最大級洋上風力撤去へ－採算見込めず
東京新聞のトップ記事は「最大級洋上風力撤去へ－採算見込めず」として次の様に報じています。政府が東京電力福島第一原発事故からの復興の象徴にしようと福島県沖に設置した浮体式洋上風力発電施設3基のうち、世界最大級の直径167mの風車を持つ1基を、採算が見込めないため撤去する方向であることが分かった。福島県は原発事故後、再生可能エネルギーの導入を進めており、順調に進めば、大規模な風力発電所を建設する構想もあったが頓挫した格好だ。経済産業省関係者は「現状では維持費もかかるため、撤去方法を検討している」と話す。他の2基の実証は2018年度で終了する予定だったが、期間を延長して商用化の可能性を探る方針。実証研究は福島県楢葉町沖約20㎞に設置した風車3基と変電所で2012年から実施しており、これまでに計約585億円が投じられている。問題は出力7000㎾の1基で、建設費は約152億円。2015年12月に運転を開始したが、風車の回転力を発電機に伝える変速機などで問題が続発。2017年7月からの1年間の設備利用率は3.7％に低迷しており、新規洋上風力の事業化の目安とされる30％に大きく届かなかった。直径80mで出力2000㎾の風車は設備利用率32.9％と目安を上回っているが、直径126mで5000㎾の風車は18.5％にとどまっている。確かに、浮体式洋上風力発電施設の建設コストは高く、最大級の7000㎾設備では152億円/7000㎾＝217万円/㎾は、最新鋭の複合サイクル火力発電が50万円/㎾、懸案の原子力発電が100万円/㎾と言う原単位に比べて、極めて高いのですが、エネルギー入力が風力と言う自然エネルギーですから、運用上天然ガスや石油、核燃料も不要となるので、稼働率がある程度確保出来れば採算が取れる筈で、事業化の目安は30％以上とされているので、3.7％ではどうにもこうにもしようがありません。やはり、大型化への技術課題が実証実験で解決されなかったのが原因とされていますので、重工メーカーもその存在価値が問われていて、その問題克服を期待しています。
2018.10.27
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日本の技術神話は崩れつつある－下町ボブスレーは国際基準以下
ボブスレー女子2人乗りに出場するジャマイカ代表のキリアシス・コーチが辞任、キリアシス氏は2006年トリノ五輪ボブスレー女子２人乗りの金メダリスト。使用予定のそりはラトビア製で同氏の持ち物、競技参加に暗雲が垂れ込めていると報じた。チームは昨年12月に日本製そりから同氏のそりに交換して好成績を挙げている。使用しないとされた日本開発の「下町ボブスレー」そりのプロジェクト推進委員会は、支援準備態勢を整える方針とされていますが、アスリートファーストの観点からはキリアシス氏のラトビア製そりを使わせてあげたく、日本代表チームも採用しない「下町ボブスレー」は国際基準に達していないと思われるからです。確かに、バブル経済前の1980年代は、日本製品が品質的にも量的にも世界に冠たる時代でしたが、バブル崩壊後は、技術伝承を怠り先輩技術成果をマニュアル化することで、お茶を濁して優位性を保って来ました。しかし、そのマニュアルも改善更新することなく、永く日本を学んでいた中国や韓国が努力して追い越す様になったと言うのが現実で、家電やパソコン記憶媒体でも韓国・中国に遅れをとってビジネスが難しくなりましたし、得意だった造船事業でも、三菱重工、IHI、川崎重工は、施工不良で大幅な欠損を出す事態に直面しているのですから・・大企業の下請けとしての町工場では人伝の技術伝承は受け継がれ、車輪等の部品製作では一級なのでしょうが、そりシステム構成を担当する大企業役割が存在せず、システム設計不良で国際基準に及ばなかったと言うことなのでしょう。日本の町工場には技術レベルが世界一と言う伝説があり、それを信じたプロジェクトが「下町ボブスレー」と言えますが、日本代表チームに採用を断られ、ジャマイカ競技者からは「使わない」と通告される始末です。1990年代以前なら、日本は世界に冠たる技術大国だったのかも知れませんが、日本が成長を止めていた四半世紀の間に、中国も韓国も技術力では日本の先を行くようになったと言う現実を直視しなければいけないでしょう。日本企業が中韓メーカーの後塵を拝するようになっても、「日本製部品」は一定のシェアを残している処はありますが、部品を供給する日本企業と、供給を受けて製品を販売する外国企業のどちらが利益を上げているかは問われるべきでしょう。「下町ボブスレー」も、夢を見せる物語としては一定の成功はあったのでしょうが、結果はご覧の有様です。夢から覚めるべき時間は、既に来ています。
2018.02.16
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営農型太陽光発電（ソーラーシェアリング）の将来性
日本でも、再生可能エネルギー電気の固定価格買取制度（FIT）が導入されてから、太陽光発電設備が一過的にブームとなりましたが、電力買取価格の低減も相俟って、設置数増加が頓挫する傾向も伺われます。それでも、我家の電力料金は今月分は1万0225円ですが、再生可能エネルギー発電賦課金として強制的に992円が請求されています。ソフトバンクが利益追求の為に、農地山林を整地して大規模設備を提唱していることには、違和感があり、本来的には小規模で従来の農山林への影響をミニマムの抑えるのが、太陽光（ソーラー）発電のあるべき姿ではないか、大規模ソーラーパネルの下で、太陽光が当たらず雑草も生えない土地利用はある種の自然破壊とも見えるので、小規模で拡散した設備では影響が少ないと思っているからです。そんな中、2013年に通達された「営農型太陽光発電（ソーラーシェアリング）の農地許可制度取り扱い」が、農地と発電設備との共生共存を志向している様で、好ましい提言とも思えます。国際再生エネルギー機関（IRENA）に依りますと、「2010年時点の太陽光発電コストは世界平均で36セント（39円）/kwhだったが、2017年に10セント（11円）/kwhに下落」との報告書が出されました。光発電素子効率も当初の10%以下から20%を超えて向上していますし、営農型太陽光発電（ソーラーシェアリング）が再生エネルギー活用拡大に希望を示している様に思っています。営農型太陽光発電（ソーラーシェアリング）は、農地を雑種地などに転用して野立ての太陽光発電設備を建設するのではなく、農地のままで、農業を行える空間を確保した支柱の上に太陽光パネルを設置する新しい仕組みです。2013年3月に農林水産省が「支柱を立てて営農を継続する太陽光発電設備等についての農地転用許可制度上の取扱いについて」と言う通達を出しました。ソーラーシェアリングは農用地区域内農地・甲種農地・第1種農地でも設置可能で、太陽光発電設備設置の為の一時転用許可条件が設けられています。－簡易な構造で容易に撤去できる支柱であること－一時転用許可を得る面積が必要最小限で適正と認められること－発電設備の下の農地で適切な営農が確実に継続されること－農作物の生育に適した日照量を保つための設計となっていること－支柱の高さが最低2m以上で、効率的な農業機械等の利用が可能となっていること－周辺の農地の効率的な利用などに支障を及ぼさないこと－設備を撤去するのに必要な資金や信用があること－電力系統に連系する電気事業者との契約を締結する見込みがあること
2018.02.13
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量子コンピューター開発ニュース－脳老化で理解困難
これまで量子コンピューター開発で後れをとっていると言われて来た日本ですが、NTT研究所、国立情報学研究所が開発した「量子ニューラルネットワーク（QNN）」計算装置をメディアに公開すると共に、11月27日からはクラウド経由で一般ユーザーも利用できるようにすると発表したとニュースがありました。メリットは、量子コンピューターの先駆けD-WAVE社の「アニーリング方式」が極低温環境で演算を行うのですが、日本開発中のものは「レーザーネットワーク方式」は、レーザー照射によって量子現象を発生させ、常温で使えるのが強みなのだそうです。素晴らしいニュースですので、ネット検索して拝読してみましたが、柔軟な脳細胞が最早老化してしまい、極めて理解が困難で、嘗ての技術屋の端くれとしては残念なことでした！量子デジタル式「量子ゲート方式」と呼ばれる原理的には今までのコンピューターに近い方式で、「量子デジタル式」とも呼ばれることもあり、複数の状態を併せ持つ「量子ビット」もこちらの量子コンピューターで利用されます。電子的な信号を大量に組み合わせる形で情報処理を行うため、今までのコンピューターと原理が似ています。ちなみに、こちらの量子コンピューターは実用レベルには達していません。量子アナログ式現在実用化されているものの殆どがこの方式で、より正確に言えば「量子イジングマシン方式」と呼ばれ、「イジング模型」と呼ばれる格子状のモデルをコンピューターの中に物理的に作り、物質の量子力学的な性質を利用して問題と同じ状況を擬似的に再現し、シミュレーションを行なう形で問いに答えます。量子コンピューターの先駆けD-WAVE社もこの方式を使っていて、量子イジングマシン方式の中でも「アニーリング方式」という方式を使っており、極低温環境で生まれる量子現象を利用して演算を行えるのが特徴です。一方、日本で開発中のものは「レーザーネットワーク方式」と呼ばれており、こちらはレーザー照射によって量子現象を発生させます。こちらは常温で使えるのが強みです。あまりにも大きな両者の違いデジタル方式の「チューリングマシン」は、一連の命令文に従って情報処理を行なうだけであらゆる問題を解決できる機械で、コンピューターは「0と1」又は、それに準ずる「量子ビット」信号だけで、理論上何でも問題が解決できます。現代のコンピューターはこの「万能チューリングマシン」にあたる存在で、リソースが無制限にあって天才的なプログラマが大勢いた場合、人間を超える人工知能も作れてしまいます。アナログ方式の「イジングマシン」は模型を演算に流用した使ったシミュレーション機械のことで、計算したい問題は「組合せ最適化問題」と呼ばれる特定の問題に限られ、あらゆる問題を解決できるわけではありませんが、格子状の模型をニューラルネットワークに置き換えることでシミュレーションが行える可能性を秘めており、ディープラーニングが実現する可能性もあるのです。
2017.11.21
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マツダの低燃費新型エンジン－圧縮点火を採用で更に進化
世の中にクリーンディーゼルと言う語彙が広まっていますが、マツダのSKYACTIVディーゼルを除いて、エンジン自体は窒素酸化物NOxや粉塵は減らしてはおらず、エンジン下流に設置した除去装置で、取り除くシステムですので、ドイツのベンツ等が宣伝するクリーンディーゼルは許されざる語彙だと思っています。マツダのSKYACTIVディーゼルは、高濃度となるNOxや粉塵そのものを減らすべく、圧縮比を22程度から14程度に低くして、根本的な排気浄化技術に挑んだのですから、他メーカとは違って賞賛に値します。そして、今度はSKYACTIVエンジンに、予混合圧縮着火（HCCI：Homogeneous Charge Compression Ignition）と言う技術開発に成功したとのことで、更なる排気浄化と燃費改善が望めると言うことで、感嘆致しました。今回のニュースを拝読して、マツダは東洋工業時代にWankel Engineと言うドイツ技術を発展開発して、世界に先駆けてRotary Engineとして自動車に搭載して販売した、冠たる自動車技術開発メーカだと、改めて認識しました。大学の優秀な同期生が東洋工業に入社、Rotary Engine開発に寄与しました。そして、故郷の家業を継ぐべく、九州の久留米に帰りましたが、体調を崩して数年前に亡くなったしまったことは悲しい出来事でした。マツダの「サステイナブル“Zoom-Zoom”宣言 2030」は、「自動車産業を取り巻く環境の変化を踏まえ、“地球”、“社会”、“人”、それぞれの課題解決を目指すチャレンジ」と言う。“地球”領域では「CO2排出量を2050年までに2010年比で90％削減することを視野に、2030年までに50％削減を目標とする」とあり、更に「クリーン発電地域や大気汚染抑制のための自動車に関する規制がある地域に対して、EVなどの電気駆動技術を2019年から展開する」と説明する。ハイブリッド化されることはあるにしても、ベースとなる内燃機関の効率向上は不可欠であると言うことだ。こうした長期目標を実現するための具体的な手段が次世代ガソリンエンジン「SKYACTIV-X」で、世界の自動車メーカが取り組んでいるが実用化への道筋が見えなかったHCCI（予混合圧縮着火）技術開発成功によるものだ。具体的にはガソリンと空気の混合気を圧縮してディーゼルエンジンのように自己着火させるのだが、燃料が少ない希薄混合気を効率よく燃やすことで燃費が向上し、さらにパワーもアップする。ただし、すべての領域で圧縮着火するのではなく、プラグ着火する領域もあるが、圧縮着火する領域を増やすかが技術開発の課題だったが、独自の燃焼方式「SPCCI（Spark Controll Compression Ignition）」（火花点火制御圧縮着火）によって、それを解決した。言わばガソリンエンジンとディーゼルエンジンの“良い処取り”のエンジンだが、「燃費、トルク、レスポンス」はディーゼル並み、「出力、暖房性、排気浄化性」はガソリン並みだという。スカイアクティブXは従来のスカイアクティブGに比べて全域で10％以上、最大30％以上のトルク向上を実現し、燃費は最大で20〜30％改善するという。スカイアクティブXは2019年に導入されるが、どのクルマに搭載されるのかは未発表だ。また、スカイアクティブXが実用化された後も、アップグレードされたスカイアクティブG/Dが併売され、スカイアクティブXはトヨタに供給する予定はないという。
2017.10.11
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