構造解析を使わない昔の設計
第2次世界大戦では、スピットファイアやP-51などの名機と呼ばれるレシプロ戦闘機が活躍しました。日本の戦闘機ではゼロ戦が有名ですが、軽量化によって機体強度と剛性が低下するという戦闘機としては致命的な欠点を有していました。
当時の開発では、「上昇力：高度3000mまで3分30秒以内」というように仕様が先に決められていました。低馬力のエンジンで仕様を満たすために、誰でも思いつくような「肉抜き穴を多数開けて軽量化を図る」という安易な対策が取られました。
その結果、急旋回すると桁の変形により波打つ主翼、急降下すると空中分解するため速度制限が課されるなどの脆弱な機体になってしまいました。
スピットファイア
ゼロ戦
現在の設計では、コンピューターを使って構造にかかる応力の解析が可能です。今回は、強度を落とさずに、ドローンのアームを軽量化するために構造解析を用いる事例を紹介します。
ドローンアームの軽量化と強度
ドローンを空中に浮かべるためには、当然ながらパーツの軽量化が必要になります。しかし、軽量化のために肉抜き穴を増やせば、機体強度に影響が出る可能性があります。
構造解析を用いて、肉抜き穴を開けたドローンのアームについて調べます。荷重条件は、アームの先端（下図右側）に上向きの荷重（赤矢印）を設定します。また、軽量化のためにABS樹脂製のアームに設定しました。
