御巣鷹山の悲劇

No,4296で述べた水平尾翼脱落との関連で、第4エンジンの脱落と右主翼の損傷について確認しました。

事故調報告書のP8からP12 の記述を総合すると、
1、日航機は、標高1565mの墜落地点より約1.1ｋm南東で標高1530mにある一本カラ松などに機体を接触した。
2、右主翼は大きく損傷し、破片が一本カラ松の周辺から墜落地点までに散乱していた。破片はスパー方向にしわ状になっていた。
3、第4エンジンは大破して、墜落地点の南東約570mで標高1610mのU字溝付近に落ちていた。
また、このエンジンの破片もU字溝の南東で回収された、
4、一本カラ松は地上約14mの位置で切断されていた。（切断の状態は「せん断」と推定されます。）

まず、カラ松の破壊強度・応力を確認します。
林業関係の資料によると、カラ松の成木は、樹高20～25m、胸高直径約1m、建材としてのせん断強度7.8MPaです。
地上14mでの直径を0.3m（半径0.15m）として、せん断応力を計算すると、
7800000×0.15×0.15×3.14=551070N≒56,2トンとなります。
建材として使うデータは、乾燥した木材に静的荷重を加えて試験しますから、
山地に生える生木の場合、衝撃に対する応力は上記よりもかなり大きく、100トンを超えるはずです。

次に、エンジンの取り付け強度を確認します。
事故調報告書のP145、付図―9、エンジン装着図によると、エンジンは主翼の下に吊り下げられていますが、「吊り下げ部」は、前後が約5m、高さが約1.5m、横幅約0,5mです。
エンジンの最大推力21トンの前方向への力と、エンジンの重量を支える6トンの下方への力に耐えることで充分であり、横方向へは弱い構造です。
従って、吊り下げ部は、前方向へは50トン、下方向へは15トン、横方向へは5トン程度の強度を持っていたと推定されます。

上記の内容から推測すると、日航機が一本カラ松に接触した時、カラ松の幹が第4エンジン取り付け部より少し右寄りの位置で、右主翼の前縁に衝突したと推定されます。
衝突位置で100トンを超える衝撃が発生し、衝撃は衝突位置を起点に円弧を描いて伝播し、主翼の前縁は40度の角度で後退していますから、近くにあるエンジンの吊り下げ部は前後方向に長いので右側から衝撃が伝わると容易にこれを破壊します。
右主翼の破片がかなり長い範囲に散乱していたのも、カラ松が右主翼を大きく損傷させたためです。
ただし、エンジンは右主翼がカラ松に衝突した時に即刻落下したのではなく、吊り下げ部がエンジンの自重を支える程度の強度で残り、最終的には、U字溝で接触した時の衝撃で離脱しています。

なお、上記の「トン」は、重量のトンではなく力のトンです。
力の1トン≒9800N　になります。

また、河村一男著「日航機墜落」のP233によると、「一本カラ松」はカラ松ではなく、樹齢200年を超える赤松でした。
それに従えば、赤松のせん断強度は9.3MPaなので、上記以上の応力を生じています。