ドローン検定2級を取得しました。この勢いでドローン検定1級目指します。
とは言っても、2021年5月現在この【ドローン検定1級】を取得するメリットはありません。
強いて言うのであれば、「ドローン検定公式サイトへの記載」と「自己満足」ぐらいでしょう。
それなのにどうして「ドローン検定1級」を取得しようとしているのかというと、80%は「自己満足」です。20%は来年から始まる「無人航空機の操縦ライセンス制度」に伴い、私が目指しているインストラクターに必要な知識を学ぶためです。必要となることを信じ学習していきます。
ここでは、ドローン検定1級の【材料工学】【航空工学】をなるべく丁寧に記載させていただきます。少しでも参考になればうれしいです。
ドローン検定1級【材料工学｜航空工学】についてのTRYはこちら
材料工学｜歪(ひずみ)とは？
例えば両端を打ち付け固定した木の板があります。
その板の中央に乗ると板の中央が重みで変形します。これを【歪(ひずみ)】と呼びます。
そして、ここでは[乗る前の板の長さ]と[乗った後の板の長さ]の変形量のことを指します。
本来の【歪】の定義とは少し誤っているようですが、
ドローン検定1級では、この理解で良いようです。
公称ひずみの公式
ε：ひずみ＝LΔ：長さの変化量÷L：荷重を加える前の長さ
ひずみを求めるには、[長さの変化量]を求める必要があります。
[長さの変化量]とは、[力を加えた後の長さ]から[力を加える前の長さ]を引いた量を指します。
そして、ここで出た【歪(ひずみ)】は荷重と比例します。
つまり、始めに述べた木の板で言うと、板の上に乗る重さにより板の長さが伸びるということです。
この【歪(ひずみ)】と【荷重(テキストでは応力)】をグラフで表しその割合を【ヤング率】と呼びます。
【ヤング率】が小さいとその材料は柔らかく、大きいと硬いと言えます。
材料工学｜弾性変形と遷性変形
ここでは弾性変形と遷性変形について解説します。
弾性変形
ここでまた木の板を思い出してください。
木の板の中央に荷重を加えると木の板の中央が変形します。そしてその荷重を取り除くと元に戻ります。この元に戻る現象を【弾性変形】と呼びます。
遷性変形
また、その木の板への荷重を取り除いても元に戻らなくなる現象を【遷性変形】と呼びます。
この時の【弾性変形】から【遷性変形】に変わる点を【降伏点】と呼び、さらに荷重を加え続け材料が壊れる点を【破断点】と呼びます。
元に戻らなくなる点を【降伏点】って、
【o(´∀`;)o尸～～】こんな感じですかね
航空工学｜音速
簡単に言うと「音の速さ」ですが、ここではもう少し詳しく。
ここでは想像しやすい[トライアングル]にしましょう。
トライアングルを鳴らすと、[音]が鳴ります。一言で[音]と言いますが、[音]が空気を連続的に振動させて同心円状に広がり耳に伝わります。
この空気の振動を【音波】と呼び、その音波の伝播速度(伝わる速さ)を【音速】と呼びます。
音速の公式
[V：音波の速さ]²＝[K：体積弾性率]÷[ρ：密度]
音波の速さの2乗は、体積弾性率を密度で割った値と等しい。
つまり音波の速さは、体積弾性率を密度で割った値の平方根で求める。
なお音速は、標準大気中の高度0mで、約340.29[m/s](時速約1225[km/h])で伝わります。
さらに上記の公式より、密度が上がれば音速は下がることがわかると思います。
検定2級で学習した[対流圏では、気温が下がると空気密度が上がる]ことから、気温が下がると密度が上がり音速が下がる。と、なるわけです。
つまり、「気温が下がると、音速は下がる」「気温が上がると、音速は上がる」となります。
なお、水中では音波を伝え、真空では伝えません。
衝撃波
物体の速度を音速を用いて表すことがあります。(主に飛行機やロケット)
上に述べたように音速は時速約1225[km/h]です。これをマッハ[Mach]1と表します。
またこのマッハは、特性ごとに分類することができます。
| マッハ[Mach] | 分類 |
| 0.5～0.8 | 亜音速(サブソニック) |
| 0.8～1.2 | 遷音速(トランソニック) |
| 1.2～5.0 | 超音速(スーパーソニック) |
| 5.0～ | 極超音速(ハイパーソニック) |
その速度を持った物体(ジェット機など)が生じた音が、音速(つまりマッハ1)付近または音速を超える場合に窓ガラスを割るなどの爆発に似た強烈な波動を生み出します。
その強烈な波動を【衝撃波】と呼びます。
マッハ1付近から生じるため、上の表の亜音速では発生する可能性はないと考えられます。
コメント