特許 6267976 航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法、および耐雷適合性証明方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6267976

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法、および耐雷適合性証明方法

(51)【国際特許分類】

   B64F 5/60 20170101AFI20180115BHJP

   B64D 45/02 20060101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   B64F5/60

   B64D45/02

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-12521(P2014-12521)

(22)【出願日】2014年1月27日

(65)【公開番号】特開2015-140042(P2015-140042A)

(43)【公開日】2015年8月3日

【審査請求日】2016年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】508208007

【氏名又は名称】三菱航空機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(72)【発明者】

【氏名】岩城 道三

(72)【発明者】

【氏名】彌政 敦洋

(72)【発明者】

【氏名】梅本 壮一郎

(72)【発明者】

【氏名】奥村 友則

(72)【発明者】

【氏名】山越 英男

【審査官】 諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０３９７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００３６４４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０２−００７３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６１８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４７５５９０４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０２４６６５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００４１１４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１０−５４０３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０８２６４２１５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１２−１２２８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４２３０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｆ ５／６０

Ｂ６４Ｄ ４５／０２

Ｇ０１Ｒ ３１／００−３１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

航空機の部材が締結部材を用いて締結された箇所の構造である締結部の耐雷適合性を証明する試験の対象を決定する方法であって、
演算を行う演算処理部および前記演算に用いる情報を記憶する記憶部を有するコンピュータを使用し、
コンピュータプログラムに基づいて前記演算処理部を動作させることにより、
前記締結部が備える複数のプロパティの組み合わせにより特定される構造パターンの母集団を生成する母集団生成ステップと、
前記締結部の先端に位置する先端部位、および前記締結部の基端に位置する基端部位を含む前記締結部の各部位のうち、前記航空機の燃料または燃料蒸気が存在するウェットエリアに配置される部位を前記母集団の前記各構造パターンから抽出する部位抽出ステップと、
前記各構造パターンに対し、所定の前記プロパティが共通するグループを前記部位毎に設定するグループ設定ステップと、
同じ前記グループに属する前記構造パターンから、当該グループを代表する代表パターンを選定する代表パターン選定ステップと、を実行し、
前記各ステップを経て絞り込まれた前記構造パターンを試験対象として決定する、
ことを特徴とする航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法。

【請求項2】

前記代表パターンにより代表された前記グループに属する前記構造パターンに設定された電流のうち最大の電流を前記記憶部に記憶させ、
当該代表パターンには、前記試験の際に印加する電流として前記最大の電流を適用する、
請求項１に記載の航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法。

【請求項3】

前記コンピュータプログラムに基づいて前記演算処理部を動作させることにより、
前記グループとは異なる所定の前記プロパティの組み合わせにより定められる複数の再グループを設定するグループ再設定ステップと、
同じ前記再グループに属する前記構造パターンから、当該再グループを代表するパターンを選定する代表パターン再選定ステップと、を実行する、
請求項１または２に記載の航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法。

【請求項4】

前記締結部の各部位に、前記締結部の先端および基端の間に位置する中間部位を含める、
請求項１から３のいずれか一項に記載の航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法。

【請求項5】

前記締結部の各部位に、前記締結部の厚み方向における１以上の界面を含める、
請求項１から４のいずれか一項に記載の航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法を含み、
前記各ステップを経て決定された試験対象に対して耐雷適合性試験を実施することにより、前記母集団に含まれるすべての前記構造パターンの耐雷適合性を証明する、
ことを特徴とする航空機の耐雷適合性証明方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、航空機の部材同士が締結された部分の耐雷適合性を証明する試験の対象を決定する方法、および耐雷適合性証明方法に関する。

【背景技術】

【0002】

航空機の主翼は、一般に中空構造となっており、主翼の内部には燃料が貯留される。
主翼は、多数の部材から構成されており、部材同士がファスナ等で締結される。ファスナ等で締結される箇所は数万に及ぶ。
スキン等を貫通して主翼の内部に突出するファスナや、主翼の内部に設置されるリブに設けられるファスナ等は、燃料や燃料蒸気に接触する。
ここで、主翼が被雷すると、雷の電流がスキン等の部材に流れる。このとき、部材同士を締結するファスナにも電流が流れる。
このとき、燃料や燃料蒸気に臨むエリア（ウェットエリア）に設けられるファスナと、スキン等との相互の界面に許容値を超える大電流が流れ、その近傍で放電が発生しうる。また、放電による急激な温度上昇により、ファスナ、スキン等が溶融して飛散しうる。
こうした放電のアークおよびスパークや、溶融飛散物により、燃料が着火されて爆発事故が生じないように、被雷しても、放電に伴うアークおよびスパークや溶融飛散物等の発火源がウェットエリアに存在しないこと（以下、耐雷適合性と称する）が要求される。

【0003】

特許文献１は、耐雷適合性に関する技術を開示する。特許文献１では、複数の締結部材により締結された構造部材に回路基板を挟み込み、回路基板にエッチングで形成されたロゴスキーコイルを用いて、各締結部材を流れる電流フローを測定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−３９７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

耐雷適合性を証明する試験を行う際には、単一のあるいは複数の締結箇所を含む供試体に対して、雷を模擬した大電流を印加し、スパーク等の発火が観察されないことを確認する。
耐雷適合性は、ウェットエリアに含まれるすべての締結箇所について要求される。
ここで、各締結箇所に用いられるファスナには、径、絶縁キャップの有無、材料等が相違する複数の種類が存在する。
また、ファスナにより締結されるスキン等の構造部材にも、板厚、材料、合わせ面のシールの有無等が相違する複数の種類が存在する。
したがって、種々のファスナおよび種々の構造部材の組み合わせにより特定される締結部の種類は、例えば１０００パターン以上もの多数に上る。

【0006】

これら１０００パターン以上の締結部のすべてについて耐雷適合性を証明する試験を実施するのは、試験に伴う作業負荷があまりに高く、また多大なコスト、時間を要するので、現実的でない。
上記の課題に基づいて、本発明は、多数のパターンが存在する航空機の締結部の耐雷適合性を効率よく証明することができる方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法は、航空機の部材が締結部材を用いて締結された箇所の構造である締結部の耐雷適合性を証明する試験の対象を決定する方法であって、演算を行う演算処理部および演算に用いる情報を記憶する記憶部を有するコンピュータを使用し、コンピュータプログラムに基づいて演算処理部を動作させることにより、締結部が備える複数のプロパティの組み合わせにより特定される構造パターンの母集団を生成する母集団生成ステップと、締結部の先端に位置する先端部位、および締結部の基端に位置する基端部位を含む締結部の各部位のうち、航空機の燃料または燃料蒸気が存在するウェットエリアに配置される部位を母集団の各構造パターンから抽出する部位抽出ステップと、各構造パターンに対し、所定のプロパティが共通するグループを部位毎に設定するグループ設定ステップと、同じグループに属する構造パターンから、当該グループを代表する代表パターンを選定する代表パターン選定ステップと、を実行し、各ステップを経て絞り込まれた構造パターンを試験対象として決定することを特徴とする。

【0008】

締結部の「プロパティ」は、例えば、締結部材の径、材料、絶縁キャップの有無、キャップタイプ、ボンディングの有無、締結部材により締結される部材の板厚、部材間のシールの有無等、締結部が備える各種の属性、特性、諸元を意味する。
締結部の各部位には、締結部の先端および基端の間に位置する中間部位を含めることができる。
また、締結部の各部位には、締結部の厚み方向における１以上の界面を含めることができる。
本発明における母集団生成ステップおよび部位抽出ステップにより、各構造パターンが先端部位および基端部位を含む締結部材の部位毎に分けられる。
ここで、各構造パターンは、全体で見ると、締結部材により締結される被締結部材の数、ウェットエリアに配置される部位等が相違するが、部位毎に見ると、全体で見たときの相違が必ずしも表れず、プロパティが共通するものが見つかる。
そこで、本発明では、プロパティに基づくグループを各構造パターンに対して部位毎に設定し（グループ設定ステップ）、同じグループに属する構造パターンから、詳しくは後述するように、他の構造パターンの試験を兼ねることが可能なパターンを代表パターンとして選定することができる。
以上によれば、多数の構造パターンを含む母集団から、耐雷適合性の証明試験の試験対象とする構造パターンを効率よく絞り込むことができる。
そして、試験対象として決定された一部の構造パターンに対してのみ試験を実施し、その試験により耐雷適合性が証明されることにより、すべての構造パターンの耐雷適合性を効率よく証明することができる。

【0009】

本発明の航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法において、代表パターンにより代表されたグループに属する構造パターンに設定された電流のうち最大の電流を記憶部に記憶させ、当該代表パターンには、試験の際に印加する電流として最大の電流を適用することが好ましい。
耐雷適合性の証明試験を行う際に、グループ内の電流の最大値を適用すれば、そのグループに関する試験を一度で終えることができる。
ここで、構造パターンに設定される電流が、部位毎に設定されていれば、部位毎にグループ内で最大の電流を記憶部に記憶させ、試験の際には、部位毎の最大の電流を印加することが好ましい。

【0010】

本発明の航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法は、コンピュータプログラムに基づいて前記演算処理部を動作させることにより、上記グループとは異なる所定のプロパティの組み合わせにより定められる複数の再グループを設定するグループ再設定ステップと、同じ再グループに属する構造パターンから、当該再グループを代表するパターンを選定する代表パターン再選定ステップと、を実行することが好ましい。
プロパティの組み合わせを変えて再度グループ分けし、同じ再グループに属する構造パターンから選定したパターンにより当該再グループを代表させることで、構造パターンをより少数に絞り込むことができる。
グループの再設定および代表パターンの再選定に続いて、再々度、グループ設定および代表パターン選定を行うこともできる。

【0011】

本発明の航空機の耐雷適合性証明方法は、上述した航空機の耐雷適合性の試験対象の決定方法を含み、各ステップを経て決定された試験対象に対して耐雷適合性試験を実施することにより、母集団に含まれるすべての構造パターンの耐雷適合性を証明することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、多数のパターンが存在する航空機の締結部の耐雷適合性を効率よく証明することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る航空機の主翼を示す断面図である。

【図2】本発明の実施形態における締結部の構造の一例を示す模式図である。

【図3】各種の締結部材を例示する図である。

【図4】部位抽出および部位毎のグルーピングにより構造パターンを絞り込むことを説明するための模式図（表）である。

【図5】図４の表に続く模式図である。

【図6】耐雷適合性の試験対象を決定する手順の一例を示すフロー図である。

【図7】代表の構造パターンを選定する手順を示すフロー図である。

【図8】代表パターンの選定例を示すフロー図である。

【図9】再グループ化による代表パターンの選定例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１に示すように、航空機の主翼１０は、前縁および後縁にそれぞれ位置するスパー１１，１２と、スパー１１，１２に対してボックス状に組み付けられるスキン１３，１４と、スキン１３，１４のそれぞれの裏側に、主翼１０の長さ方向に設けられる複数のストリンガ１５と、主翼１０の内部で前後方向に延在し、表裏のスキン１３，１４を連結する複数のリブ１６とを備える。
主翼１０を構成する上記の構造部材１１〜１６には、アルミニウム等の金属、ガラス繊維を含む繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ；Glass Fiber Reinforced Plastics）、炭素繊維を含む繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ；Carbon Fiber Reinforced Plastics）等から適宜選択された材料が用いられる。

【0015】

主翼１０は燃料タンクを兼ねており、スパー１１，１２とスキン１３，１４により囲まれた主翼１０の内部に燃料が貯留される。主翼１０の内部は、燃料または燃料蒸気に接触する可能性があるウェットエリア１０Ｗである。これに対して、主翼１０の外部は、燃料または燃料蒸気に接触する可能性がないドライエリア１０Ｄである。
主翼１０を構成する上記の構造部材１１〜１６、およびこれらの構造部材１１〜１６に付加される部材は、ファスナ等の締結部材で相互に締結される。締結部材を用いて締結される箇所の数は、数万箇所に及ぶ。

【0016】

以下、図２を参照し、締結箇所における構造（締結部１０Ｆ）の一例を示す。
例えば、スキン１３とストリンガ１５は、図２（ａ）に示すように、スキン１３およびストリンガ１５のフランジをスキン１３の表側から貫通するファスナ３１を用いて締結される。ファスナ３１は、ストリンガ１５の長手方向に間隔をおいて多数設けられる。
スキン１３は、複数の板材を平面方向に連結して構成される。連結部分では、板材の端部同士が重ねられる。したがって、図２（ｂ）に示すように、板材１３Ａ、板材１３Ｂ、およびストリンガ１５の三者が、それらを貫通するファスナ３１により締結される。
さらに、図２（ｃ）に示すように、重ね合わせられた４つの部材１７〜２０がファスナ３１により締結される場合もある。
図２（ａ）〜（ｃ）に示す例では、ファスナ３１の先端３２側と、先端３２側で合わせ面を形成する板材だけがウェットエリア１０Ｗに配置される。先端３２側で合わせ面を形成する部材は、図２（ｂ）における部材１３Ｂ，１５、図２（ｃ）における部材１９，２０である。
一方、図２（ｄ）に示す例では、頭部３３側も含めてファスナ３１の全体と、ファスナ３１が貫通する部材２１，２２のいずれもウェットエリア１０Ｗに配置される。図２（ｄ）は、例えば、リブ１６の側面に設けられる部材２１と部材２２とがファスナ３１により締結されるケースに該当する。
本実施形態では、ウェットエリア１０Ｗに配置されるすべての締結部１０Ｆについて、耐雷適合性を証明する。

【0017】

航空機の部材１１〜２２を締結するために、ファスナ３１を始めとする種々の締結部材３０が用いられる。
上述のファスナ３１は、ねじが形成されていないファスニングピンである。ファスナ３１は、カラー３４と共に部材を締結する。ファスナ３１とカラー３４との間には、必要に応じてワッシャ（図示しない）が設けられる。
また、ファスナ３１の先端３２側を覆うようにキャップ３５が設けられる。キャップ３５は、絶縁性の樹脂材料から形成されており、ファスナ３１の先端３２側に装着される。ファスナ３１の周囲でアーク、スパーク、および溶融飛散物（以下、スパーク等と称する）が発生したとしても、スパーク等がウェットエリア１０Ｗに飛び出ないように、スパーク等を封じ込めるキャップ３５が設けられる。キャップ３５の内側には、必要に応じてシーラント材等の絶縁物３６が充填される。
また、図３（ａ）に示すように、ファスナ３１の頭部３３に、絶縁性の樹脂材料から形成されたキャップ３７が装着される場合もある。キャップ３７は、ファスナ３１の頭部３３を絶縁することで、主翼１０への被雷時にファスナ３１に大電流が流れ、ファスナ３１の周囲でスパーク等が発生するのを抑制する。

【0018】

締結部材３０には、図３（ｂ）に示すように、雄ねじが形成されたファスニングボルト３８も含まれる。ファスニングボルト３８は、対応する雌ねじが形成されたナット３９と共に部材を締結する。
また、締結部材３０には、図３（ｃ）に示すリベット４０も含まれる。

【0019】

主翼１０に落雷すると、雷電流は主翼１０の表面に沿って流れ、締結部材３０にも流れる。特に、スキン１３，１４が繊維強化樹脂から構成されていると、スキン１３，１４と、通常は金属製である締結部材３０との導電率の違いから、締結部材３０に電流が集中し易い。
締結部材３０を通じてウェットエリア１０Ｗでスパーク等が発生すると、発火するおそれがある。
雷電流は、主翼１０の表面を構成するスキン１３，１４およびスパー１１，１２から、締結部材３０を通じてストリンガ１５やリブ１６等にも拡散する。したがって、図２（ｄ）に示すように全体が主翼１０の内部に位置するファスナ３１にも、主翼１０の表面側に位置するファスナ３１（図２（ａ）〜（ｃ））と比べれば小さいながら、雷電流が流れる可能性がある。
各締結部１０Ｆには、想定される雷電流に対して所定の余裕を持たせた規定電流が設定される。

【0020】

締結部１０Ｆは、ファスナ３１（ファスニングピン）、ファスニングボルト３８、リベット４０等から選択される締結部材３０と、必要に応じて締結部材３０に付属するカラー３４、ナット３９、およびキャップ３５，３７等の付属部材４１と、締結部材３０を用いて締結されるスキン１３、ストリンガ１５等の被締結部材５０とを備える。
締結部１０Ｆは、締結部材３０、付属部材４１、および被締結部材５０に関し、種々のプロパティを備える。
後述するように、本実施形態では、締結部１０Ｆが備えるプロパティを参照しながら、耐雷適合性試験に供する試験対象を絞り込む。

【0021】

「プロパティ」は、後述するように、例えば、締結部材３０の種別（ボルト、ピン、リベット等）、締結部材３０の径、材料、キャップの有無、キャップタイプ、ボンディングの有無、被締結部材５０の板厚、被締結部材の合わせ面のシールの有無、付属部材４１の材料等を意味しており、締結部１０Ｆに求められる剛性や締結強度、導電性・絶縁性、製造性やコスト等の種々の観点から定められる。

【0022】

締結部１０Ｆは、締結部材３０に関し、例えば次のようなプロパティを備える。
種別（ファスニングピン、ファスニングボルト、リベット）
材料（アルミニウム、チタン等）
材の種類（アルミニウムの中でも、例えばＡＭＳ−７０５０、ＡＭＳ−７４７５等）
径
表面粗さ
フェイボンディング（電気導通）の有無、ファスナボンディングの有無
カラー・ナットのタイプ
キャップの有無、キャップのタイプ
ここで、ボンディングの有無、およびキャップの有無、キャップのタイプは、防爆に直結する防爆対策プロパティである。
締結部１０Ｆは、上述の規定電流をプロパティとして備えていてもよい。
上記において、ＡＭＳは、Aerospace Material Specificationを意味する。
また、フェイボンディングは、面材の表面同士で電気導通することを意味し、ファスナボンディングは、ファスナの軸外周と孔の内周とで電気導通することを意味する。
なお、上記のプロパティは一例であり、その他に、孔とファスナとの嵌め合いのきつさもプロパティとして定めることができる。

【0023】

また、締結部１０Ｆは、被締結部材５０に関し、例えば次のようなプロパティを備える。
材料（アルミニウム、ＧＦＲＰ、ＣＦＲＰ等）
板厚
シールの有無、シールの種類
ボンディングの有無
シムの有無
ここで、シールの有無およびボンディングの有無は、防爆に直結する防爆対策プロパティである。

【0024】

被締結部材５０に関する上記プロパティは、スパー１１，１２、スキン１３，１４、ストリンガ１５、リブ１６、およびその他の部材１７〜２２等のいずれの被締結部材５０にも共通で適用される。
但し、スキン、ストリンガ等の被締結部材５０の種類毎に、固有のプロパティを定めることもできる。

【0025】

締結部１０Ｆは、上述したように、締結部材３０と、付属部材４１と、被締結部材５０とを備えるとともに、これら締結部材３０、付属部材４１、および被締結部材５０に関して上記に例示したようなプロパティの集合を備える。
締結部１０Ｆの各プロパティの組み合わせにより特定される締結部１０Ｆのパターン（以下、構造パターン）は、何千種類にも及ぶ。
これらすべての構造パターンについて耐雷適合性試験を実施するのは、試験の作業負荷、コストおよび時間の点で困難である。

【0026】

ここで、構造パターンの総数は、締結部１０Ｆのパターン分けに用いるプロパティの数に依存する。
締結部１０Ｆのパターン分けに用いるプロパティは、下記の指針（ａ）〜（ｃ）により定められる。
（ａ）シールの有無、キャップの有無、キャップのタイプ、ボンディングの有無といった各防爆対策プロパティは、当然、耐雷適合性に影響する筈である。したがって、耐雷適合性を具備していることを確認するために、キャップが有る構造パターン、ボンディングされた構造パターン等をそれぞれ、構造パターンの数の制約がなければ試験対象とすることが好ましい。
そのため、防爆対策プロパティを用いて締結部１０Ｆをパターン分けすることで、試験対象候補である構造パターンの母集団に、防爆対策プロパティ毎に区別された構造パターンを含める。
そして、他のプロパティにより構造パターンを選別して試験対象を絞り込み、さらに絞り込みが必要である場合に、例えば、シールの有無プロパティに関して、耐雷適合性においてより不利な「シール無」の構造パターンを選定するといった処理を行う。
仮に、防爆対策プロパティを用いて締結部１０Ｆをパターン分けしないと、各構造パターンにおいて防爆対策プロパティが埋没してしまい、その後、防爆対策プロパティの区別がつけられなくなる。その意味でも、防爆対策プロパティを用いて締結部１０Ｆをパターン分けする。

【0027】

（ｂ）締結部材３０の材料がアルミニウムであるのかチタンであるのか、あるいは表面粗さといったプロパティは、耐雷適合性に影響することを理論的に示すことが難しい（耐雷適合性に影響しないことが自明でない）。とすれば、これらのプロパティに係る耐雷適合性の存否を試験によって実際的に確認するため、これらのプロパティを用いて締結部１０Ｆをパターン分けしておく。そして、他のプロパティにより構造パターンを選別して絞り込む。

【0028】

（ｃ）締結部材３０の径、被締結部材５０の板厚等、耐雷適合性に影響することが明確な（自明な）プロパティについては、より不利なプロパティを示す構造パターンの試験は、より有利なプロパティを示す構造パターンの試験を兼ねる。
したがって、“径”および“板厚”については、必ずしも、それらのプロパティを用いて締結部１０Ｆのパターン分けをする必要はなく、（ａ）および（ｂ）で例示したプロパティの組み合わせに基づいて構造パターンの母集団を形成しておき、（ｃ）のプロパティに基づいて構造パターンを絞り込むことができる。

【0029】

さて、本実施形態では、試験対象とする構造パターンを効率よく絞り込むために、構造パターンを複数の部位に分ける。
図４および図５に示すように、締結部１０Ｆの先端３２側に位置する先端部位Ａと、頭部３３側（基端側）に位置する基端部位Ｃと、先端３２および頭部３３の間で被締結部材５０が重ね合わせられる部位である中間部位Ｂとに各構造パターンを分ける。
図４および図５に示すテーブルは、縦方向に並ぶ行要素として、構造パターン１、構造パターン２、および構造パターン３を含むすべての構造パターン（母集団）を有し、横方向に並ぶ列要素として部位Ａ〜Ｃを有する。

【0030】

すべての構造パターンに対して上記の部位分けを行い、ウェットエリア１０Ｗに配置される部位のみを抽出すると、例えば、構造パターン１の部位としては、先端部位Ａだけが抽出される。構造パターン１の中間部位Ｂおよび基端部位Ｃは、ウェットエリア１０Ｗには配置されていないので抽出されない。
また、構造パターン２の部位としては、先端部位Ａおよび中間部位Ｂが抽出される。構造パターン２の基端部位Ｃは、ウェットエリア１０Ｗには配置されていないので抽出されない。
そして、構造パターン３の部位としては、先端部位Ａ、中間部位Ｂ、および基端部位Ｃのすべてが抽出される。
図２（ｄ）のような構造パターンについては、構造パターン２と同様に、ウェットエリア１０Ｗに配置される先端部位Ａおよび中間部位Ｂを抽出することができる。

【0031】

本実施形態では、締結部１０Ｆにおける厚み方向に沿った界面を単位として構造パターンを各部位に分けている。
図４および図５に示すように、先端部位Ａは、カラー３４とファスナ３１との間のスパーク源（Ｓｐ１）となる界面を含む。また、中間部位Ｂは、被締結部材５０と被締結部材５０との間のスパーク源（Ｓｐ２）となる界面を含む。そして、基端部位Ｃは、被締結部材５０とファスナ３１の頭部３３との間のスパーク源（Ｓｐ３）となる界面を含む。これらの界面の各々を流れる電流を把握可能である。本実施形態では、上述した規定電流が部位毎に設定される。
但し、締結部の部位に、複数の界面を含めることもできる。
あるいは、界面を単位とするのではなく、例えば、カラー３４、被締結部材５０、被締結部材５０、およびファスナ３１の頭部３３の各々に細分化して部位分けすることもできる。

【0032】

各構造パターンは、締結部１０Ｆの全体で見ると、被締結部材５０の数、ウェットエリア１０Ｗに配置される部位等が相違する（図４および図５の左欄参照）。
しかし、部位Ａ〜Ｃ毎に見ると、全体で見たときの相違が必ずしも表れず、所定のプロパティが共通するものが見つかる。
例えば、構造パターン１〜３の先端部位Ａ（アイテムＡ１）はいずれも、締結部材３０の種別（ファスニングピン）、キャップ３５の有無（有り）、キャップのタイプ（同タイプ）、シール５１の有無（有り）といったプロパティが共通するグループＧ１を形成する。

【0033】

上記の構造パターン１〜３は、グループＧ１を形成するものとして母集団から抽出されたものである。グループＧ１は、構造パターン１〜３以外の構造パターンには設定されていないものとする。
後述するように、グループＧ１に属する構造パターン１〜３を先端部位Ａで比較したときに、耐雷適合性において最も不利なプロパティのワーストアイテムを有するものに構造パターン３が該当する。

【0034】

以上のように、ある構造パターン（構造パターン３）が、グループ内で耐雷適合性において最も不利なものに該当すれば、その構造パターンに対して行う耐雷適合性の試験により、他の構造パターン（構造パターン１，２）に対して行う耐雷適合性試験を代替できる。つまり、構造パターン３に対して試験を実施することで、構造パターン１，２の耐雷適合性の存否を確認できるので、構造パターン３に対する試験は、構造パターン１，２の試験をも兼ねる。したがって、グループＧ１を構造パターン３で代表し、構造パターン１，２を試験対象から除外することができる。
グループ内の構造パターンがいずれも耐雷適合性において同等である場合は、いずれの構造パターンを試験対象としても構わないので、任意の一つの構造パターンでそのグループを代表させることができる。

【0035】

上記のように構造パターン１〜３を代表させた構造パターン３を試験対象として、耐雷適合性試験を実施することができる。
その際、先端部位Ａ、中間部位Ｂ、および基端部位Ｃからスパーク等の発火が観察されないことを確認することにより、構造パターン１〜３のすべての耐雷適合性を証明することができる。

【0036】

構造パターン１〜３以外の各構造パターンについても、上述したように、部位Ａ，Ｂ，Ｃ毎に所定のプロパティが共通するグループを見出し、同じグループ内の他の構造パターンを包含する構造パターンにグループを代表させることができる。
以上により、試験対象とする構造パターンを絞り込む。

【0037】

次に、図６を参照し、耐雷適合性の試験対象を決定する手順の一例について説明する。
以下に示す各ステップは、演算を行う演算処理部および演算に用いる情報を記憶する記憶部を有するコンピュータを使用し、コンピュータプログラムに基づいて演算処理部を動作させることにより行う。
まず、各防爆対策プロパティ、および耐雷適合性に影響がないことが自明でない各プロパティの総当たりの組み合わせから、ウェットエリア１０Ｗに少なくとも一部が配置される構造パターンの母集団を形成する（構造パターン母集団生成ステップＳ１）。
次に、構造パターンの各々について、ウェットエリア１０Ｗに配置される先端部位Ａ、中間部位Ｂ、および基端部位Ｃを抽出する（部位抽出ステップＳ２）。
以上で、図４および図５に示すテーブルデータが作成される。

【0038】

以下では、テーブルデータに含まれる各アイテム同士を比較し、試験対象とする構造パターンを絞り込んでいく。
まず、各構造パターンに対し、所定のプロパティが共通するグループを部位毎に設定する（グループ設定ステップＳ３）。
ここでは、締結部材３０の種別、キャップの有無およびタイプ、シールの有無の各プロパティが共通するグループを設定する。
例えば、先端部位Ａにおいて、締結部材３０がファスニングピンで、キャップ３５が有って、キャップ３５のタイプが同じであり、かつシール５１が有るアイテムに、第１グループが設定される。また、先端部位Ａにおいて、第１グループとはキャップのタイプのみが相違しており、締結部材３０がファスニングピンで、キャップ３５のタイプが別のタイプで、かつシール５１が有るアイテムに、第２グループが設定される。
部位Ａ〜Ｃ毎に、多数のグループが設定される。
その一例を挙げると、構造パターン１〜５（図４および図５）において、先端部位ＡにはグループＧ１およびグループＧ２が設定され、中間部位ＢにはグループＧ３およびグループＧ４が設定され、基端部位ＣにはグループＧ５が設定される。
ここで、グループは、当然ではあるが、存在しない部位（図４および図５で「なし」と表示）には設定されない。
なお、同じ構造パターンの同じ部位に同時に２以上のグループが設定されることも許容される。その場合も、以下で述べるのと同様にして代表パターンを選定すればよい。

【0039】

次に、同じグループに属する構造パターンから、当該グループを代表する代表パターンを選定する（代表パターン選定ステップＳ４）。
グループを代表させる（構造パターンをまとめる）基準は、上述したように、耐雷適合性において最も不利なものに該当するか否かであり、耐雷適合性において最も不利なものに該当する構造パターンがグループの代表候補となる。そして、各グループにおける代表候補の選定結果を合わせ、代表パターンを選定する。

【0040】

構造パターン１〜５を例にとると、代表パターンは、次のように、各グループについて順次、耐雷適合性において最も不利（ワースト）であるか否かの判定を行うことにより、選定される（図７）。各グループについての処理を展開して図８に示す。
まず、先端部位Ａに設定されたグループＧ１を選択する（グループ選択ステップＳ４１）。

【0041】

次に、グループ内のワーストアイテムを選定することで、代表候補を選定する処理に移行する。
下記のステップＳ４２〜Ｓ４５は、グループ毎に、径、板厚、およびシールに関する各プロパティを参照して行う。
ここでは構造パターン１〜３に対してグループＧ１が選択されているので、グループＧ１内で、ファスナ３１の径が最小であり、耐雷適合性においてワーストなアイテムを選定する（径ワーストアイテム選定ステップＳ４２）。
続いて、グループＧ１内で、被締結部材５０の板厚が最小であり、耐雷適合性においてワーストなアイテムを選定する（板厚ワーストアイテム選定ステップＳ４３）。
さらに、グループＧ１内で、シール条件がワーストのアイテムを選定する（シール条件ワーストアイテム選定ステップＳ４４）。
構造パターン１〜３のうち、ファスナ３１の径が最小なのは構造パターン３であるため、径がワーストであるアイテムとして構造パターン３のアイテムＡ１が選定される。
一方、構造パターン１〜３はいずれも、被締結部材５０の板厚が同等であり、また、同様のシール５１を備えるためにシール条件も同等である。そのため、これら板厚およびシール条件に関してはワーストアイテムを選定しない。これら板厚およびシール条件に関しては、他の要素（ここではファスナ３１の径）のワーストアイテム選定結果に従うものとし、そのことを示すフラグ等（図８で「ａｎｙ」と表示）を記憶する。
なお、径、板厚、シールのワーストアイテムを選定する上記ステップＳ４２〜Ｓ４４の順序は任意である。
以上の処理により、グループＧ１の代表パターン候補としては、構造パターン３が選定される（代表パターン候補選定ステップＳ４５）。
この代表パターン候補選定ステップＳ４５では、代表パターン候補と同じグループ内で最大となる電流を記憶部に保持することが好ましい。グループＧ１の例では、構造パターン１の先端部位Ａに規定電流として設定されている２０ｋＡを記憶部に保持する。

【0042】

さらに、他のグループＧ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５を順次選択し、最後のグループの処理を終えるまで（ステップＳ４６でＹｅｓ）、上述のステップＳ４２〜Ｓ４５を繰り返す。

【0043】

そうすると、図８に示すように、グループＧ１〜Ｇ５の各々の代表パターン候補選定結果として、それぞれ、構造パターン３、構造パターン５、構造パターン２、構造パターン３、構造パターン３が選定される。
これらの代表パターン候補を合わせると、構造パターン１〜５に関しては、構造パターン２、構造パターン３、および構造パターン５が代表パターンとして選定される（代表パターン選定ステップＳ４７）。

【0044】

以上のような処理によれば、各構造パターンにおいて、ウェットエリア１０Ｗに存在する部位に対してグループが設定され、グループ内でワーストアイテムが選定される。このような処理により、あるパターンの耐雷適合性試験を代替可能な他の構造パターンが存在する場合に、あるパターンを試験対象から除外し、他の構造パターンで代表させるので、試験対象を絞り込むことが可能となる。
図４および図５の表、および図８の代表パターン候補選定結果にも示されるように、締結部１０Ｆ全体としては構成の差異があっても、他の構造パターンの部位と所定のプロパティが一致することに基づいて同じグループに括れる。
そうすると、構造パターン１の先端部位Ａを同じグループＧ１の構造パターン３の先端部位Ａに充当すると、構造パターン１は他の部位を備えていないので試験対象から除外できる。
また、構造パターン４については、先端部位Ａを同じグループＧ２の構造パターン５の先端部位Ａに充当するとともに、中間部位Ｂを同じグループＧ４の構造パターン３の中間部位Ｂに充当すると、構造パターン４はその他の部位を備えていないので試験対象から除外できる。
以上のように、ある構造パターンの各部位を他の構造パターンに振り分けることにより、試験対象を効率よく絞り込むことができる。

【0045】

各構造パターンに対して設定されたグループのすべてについて、上記同様、グループ毎にワーストアイテムを選定することによって代表候補を選定し、代表候補選定結果に基いて代表パターンを選定する。

【0046】

ここで、グループ内のアイテム同士を比較したときに、径がワーストであるアイテム、板厚がワーストであるアイテム、およびシール条件がワーストであるアイテムの三者が一致しない場合がある。その場合は、当該グループに係る構造パターンについては代表パターン選定処理を終了することができる。あるいは、三者に対して重み付けを行って、最も重要なプロパティがワーストであるアイテムを選定し、代表パターン選定処理を続行することができる。
また、グループ内の各アイテムの径、板厚、およびシール条件がいずれも同等であってワーストアイテムが存在しない場合がある。その場合には、グループ内のアイテムの一つを任意に選定することができる。

【0047】

上記の代表パターン選定ステップＳ４により、代表パターンが選定されたならば、構造パターンの母集団に含まれる構造パターンの数に比べて構造パターンの数が絞り込まれている。

【0048】

本実施形態では、さらに絞り込むために、防爆対策プロパティを問わずに現存の構造パターンに対して再度グループを設定し（グループ再設定ステップＳ５）、再グループに属する構造パターンから代表パターンを選定する（代表パターン再選定ステップＳ６）。
ステップＳ５では、例えば、上述のグループ設定ステップＳ３で参照したプロパティからシールのプロパティを除いて、グループを再設定する。
ここで、キャップの有無、キャップのタイプ、シールの有無、ボンディングの有無等、複数存在する防爆対策プロパティの一切を、グループ再設定に用いるプロパティから除く必要はなく、一部の防爆対策プロパティ（例えばシールのプロパティ）を除いて再設定すれば足りる。

【0049】

そして、再設定されたグループ（再グループ）内で、上記の代表パターン選定ステップＳ４と同様の処理を行う。それにより、例えば、図４および図５に示すように、構造パターン２のアイテムＢ２および構造パターン３のアイテムＢ２に対してグループＧ６が設定されたとする。なお、構造パターン４は試験対象から除外されているため、グループＧ６の対象からは外れる。
上記の場合、図９に示すように、径のワーストアイテムとして構造パターン３が選定され、板厚のワーストアイテムは選定されず、また、シール条件のワーストアイテムとして、フィレットシール５２を備えていない構造パターン３が選定される。
そうすると、構造パターン１〜５に関しては、上述の代表パターン選定ステップＳ４により試験対象として選定された構造パターン２，３，５のうち、構造パターン３，５のみが試験対象として残される。

【0050】

以上の各ステップＳ１〜Ｓ７を経ると、構造パターンは例えば数十程度に絞り込まれる。それらの構造パターンを試験対象として決定する（ステップＳ７）。

【0051】

さて、試験対象が決定されたら、試験対象の構造パターンを含む供試体を製作し、耐雷適合性試験を実施する。それぞれに単数または複数の構造パターンを含む複数個の供試体が製作される。
試験の際には、試験対象である各代表パターンについて部位毎に記憶部に保持しておいた電流のデータを参照し、各代表パターンに対して部位毎に最大の規定電流を適用する。例えば、構造パターン３に関しては、代表したグループの最大規定電流である２０ｋＡを試験時に印加する。
供試体を被雷させ、放電に伴うスパーク等の発火が観察されなければ、その供試体に含まれる構造パターンの耐雷適合性が証明される。試験対象とする少数の構造パターンに対する試験により耐雷適合性を証明することで、構造パターンのすべてについて耐雷適合性を証明することができる。

【0052】

耐雷適合性試験において、スパーク等の発火が観察される場合がありうる。それは、試験対象とした代表パターンに対して、その代表パターンにより代表された他の構造パターンに設定したより厳しい規定電流が印加されたり、あるいは印加電流に対して必要な防爆対策プロパティを備えない構造パターンが代表パターンとして選定されたといった場合に生じうる。
また、事前に、試験対象とした代表パターンのプロパティおよび印加電流の関係から、試験を行えばスパーク等が飛ぶ可能性が大であると判断できる場合がある。
その場合には、例えば、次のような処理を行うことができる。
まず、試験に適用するものとして選定していた最大の規定電流の次に大きい規定電流を選定し直し、再度、試験を実施する（電流再設定ステップ）。
それでも発火が観察され、耐雷適合性が証明されないならば、防爆対策プロパティを問わずにグループを設定して選定された構造パターン（ステップＳ５，Ｓ６）を代表から解除し、その構造パターンが代表していた構造パターンを試験対象として復活させる（代表解除・復活ステップ）。
上記の電流再設定ステップおよび代表解除・復活ステップを行うことにより、試験を成功させることができれば（発火が観察されない）、ステップＳ４において選定した代表を解除するまでには及ばない。

【0053】

本実施形態によれば、上述したように、プロパティの組み合わせに基づいて構造パターンの母集団を形成するとともに、各構造パターンから部位抽出を行うことでアイテム毎のプロパティの比較を可能とする。そして、部位毎に設定したグループ内において、他の構造パターンを包含する構造パターンでグループを代表させることにより、試験対象を効率よく絞り込み、航空機の耐雷適合性を証明することができる。

【0054】

上述した試験対象の決定手順では、グループ設定および代表パターンの選定を繰り返すことにより、構造パターンを段階的に絞り込むが、試験対象とする構造パターンを所望の数にまで減らせた時点で、絞り込みを終えてもよい。
また、締結部１０Ｆのパターン分けに用いるプロパティ、グループ分けに用いるプロパティ、ワーストアイテムの選定に用いるプロパティによって、絞り込み結果が変わる。試験対象決定手順の各ステップでどのプロパティを用いるかは、事前に試験演算すること等によって定めることができる。

【0055】

上記実施形態では、構造パターンの母集団は１つであり、すべての構造パターンについて先ずはグループを設定していたが、グループを設定する前に、構造パターンの母集団を分けておくこともできる。例えば、締結部１０Ｆが設けられる部材に応じて、スキン同士を締結する締結部１０Ｆの構造パターン、スキンとリブを締結する締結部１０Ｆの構造パターン、スキンとストリンガを締結する締結部１０Ｆのパターン、スパーとスキンを締結する締結部１０Ｆの構造パターン、といったように複数の母集団を形成しておく。そうすると、締結対象が同様である構造パターンのプロパティは共通点が多いので、他の構造パターンに代替可能であるために試験対象から除外できる可能性が高くなる。つまり、絞り込みのヒット率を高くできるので、より効率よく絞り込むことが可能となる。

【0056】

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0057】

１０ 主翼
１０Ｄ ドライエリア
１０Ｆ 締結部
１０Ｗ ウェットエリア
１１，１２ スパー
１３Ａ 板材
１３Ｂ 板材
１３，１４ スキン
１５ ストリンガ
１６ リブ
２１ 部材
２２ 部材
３０ 締結部材
３１ ファスナ
３２ 先端
３３ 頭部
３４，３９ カラー
３５，３７ キャップ
３６ 絶縁物
３８ ファスニングボルト
４０ リベット
４１ 付属部材
５０ 被締結部材
５１ シール
５２ フィレットシール
Ａ 先端部位
Ｂ 中間部位
Ｃ 基端部位
Ｇ１，Ｇ２ グループ
Ｓ１ 構造パターン母集団生成ステップ
Ｓ２ 部位抽出ステップ
Ｓ３ グループ設定ステップ
Ｓ４ 代表パターン選定ステップ
Ｓ４１ グループ選択ステップ
Ｓ４２ 径ワーストアイテム選定ステップ
Ｓ４３ 板厚ワーストアイテム選定ステップ
Ｓ４４ シール条件ワーストアイテム選定ステップ
Ｓ４５ 代表パターン候補選定ステップ
Ｓ４７ 代表パターン選定ステップ
Ｓ５ グループ再設定ステップ
Ｓ６ 代表パターン再選定ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】