Calamities 本当にあった事故例

アクロバティックな着陸を招いた金属疲労の正体

[2008年02月号]

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 1機の双発ターボプロップ型の旅客機を、複数の企業が共同利用していた。このうちのある企業が雇ったパイロットが、通常通りの着陸に備えて着陸装置を下ろそうとして驚いた。2つある車輪の1つが出てこない。だがパイロットは、不安定な片輪着陸を何とか成功させた。けが人もなく、機体にわずかな損傷が残ったが、それは不幸中の幸いだった。

 着陸装置の格納メカニズムには、ピンで留めるアップロック・フックが採用されていた。フックは、一部がひび割れて動かなくなっており、車輪が下りない原因となっていた。この旅客機のオーナー達は、当然ながらメーカーを訴えた。私は原告側から依頼され、障害が発生した原因を調査した。

捜査開始

この写真は、破断面のごく一部を示しており、走査電子顕微鏡で撮影された


 化学分析から、フックの材質が一般的なアルミニウム銅合金であることが分かった。硬度測定では、この合金が、加熱処理の結果としてかなり高い硬度と強度を持っていたことが分かった。光学顕微鏡でフックの断片を見たところ、鏡面仕上げの表面に対して、芯部分の高強度のアルミニウム銅合金を柔らかな純アルミニウムの薄板で覆うサンドイッチ構造となっており、耐食性も持っていた。フックの材質は、調理器具と似ていた。調理器具は、熱伝導性を考慮して内部材料に銅やアルミニウムを使用するが、外面にはステンレス・スチールを使って耐食性を保持している。これらの点において問題はなかった。

 可動部に障害が発生した主な原因は金属疲労だった。高倍率で起伏表面でも焦点を保てる走査電子顕微鏡(SEM)をこの検査に使った。掲載したSEM画像は、破断面のごく一部を撮影したものだ。立方体状に見えるのが銅アルミニウムの微粒子で、対角長は1万分の1インチ(2.54μm)しかない。これら微粒子は、熱処理時に形成され、合金を強化する。多くのくぼみが破断面上にあるが、これらは一般的な延性破壊が発生した証拠で、問題はない。

 ほぼ平行な線が中央の粒子の下に複数あるが、これらはいわゆる疲労による線条痕だ。ひび割れは、その粒子から始まり、着陸装置の格納時にフックを使う度に少しずつ延伸していった。最終的に、画像のひび割れは、他のひび割れとともにフックの強度を弱め、部分的に破損させた。その結果、着陸時に車輪は下がらなくなってしまった。

動かぬ証拠

 多くの同型機が同じフックを問題なく使っている。では、今回のフックに限って障害が発生したのはなぜか?障害が発生したフックを簡単な拡大鏡を使って検査したことで、その答えは得られた。ひび割れの横には穴があった。穴は、所定の位置でスポット溶接されたワッシャで補強されていた。このスポット溶接には、ブラケットに焼き穴を作る際に不備があった。疲労亀裂はこの溶接欠陥部分から始まっており、最終的には事故につながった。

 メーカーは、一見高品質なこのブラケットに対し、徹底した障害分析を実施していた。報告書内のSEM画像は、私の画像よりも鮮明に疲労線条痕を示していた。にもかかわらず、報告書は疲労障害に関する証拠は存在しない、という内容だった。私にとって、これは信じ難いものだった。

 私は、ボストン連邦裁判所内で自分の見解を述べた。私の忠告は聞き入れてもらえたようで、その後メーカー側の弁護士が、今後訴訟を受けた時にもそのメーカーのために働いてくれないかと持ちかけてきた。少し面白く思ったのは、この依頼が男子トイレでなされたということだ。後日、ある女性弁護士にこの話をしたとき、彼女はムッとした様子で、次のように言った。「まったく多くの取引が男子トイレに持ち込まれすぎている」。彼女には一理あったが、改善は多分難しい。専門職に就いている女性達は、彼女らが不在の間に仕事について話が進んでしまう男性専用クラブやレストランの存在をかなり上手に排除してきた。しかし、男子トイレをなくすのは難しいだろう。

Kenneth Russell 米マサチューセッツ工科大学 名誉教授
Kenneth Russell 米マサチューセッツ工科大学 名誉教授 Ken Russell氏(kenruss@mit. edu)は米マサチューセッツ工科大学の金属学及び原子核工学の名誉教授である。彼は金属物理学、法金属学、故障解析を専門としている。今回紹介されたケースは彼の法的ファイルより引用した。


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