ジャンボジェット機の重量はどれくらいある？
一般の人からよく受ける、旅客機に関する質問に、「なぜ、あんな鉄の塊が宙に浮くのか」というのがあります。しかし、断っておきますが、旅客機は「金属の塊」ではあっても、「鉄の塊」ではありません。実際、ジャンボ機（ボーイング７４７）の機体構造をみると、「鋼鉄」は全体の１３％にすぎません。もっと新しい型の「７７７」型機での構成割合はさらに減って１１％となっています。
旅客機の機体に使われている材料の内訳をみてみると、機体総重量の約７０～８０％がアルミニウム合金、１５％前後が鋼鉄（ステンレス鋼）、残りの５～２５％がチタン合金やプラスチック、複合材を含むその他の材料となっています。
このうち、機体の中心的な構成材料となるアルミニウム合金は、一般的には「ジュラルミン」と呼ばれています。ジュラルミンはアルミニウム９５％、銅４％、マグネシウム０．５％、マンガン０．５％を基本組成とする合金で、軽量にして頑丈というのが最大の特徴。
最近は、マグネシウムの量を増やしたり、ケイ素や亜鉛を添加した新組成が開発され、ジュラルミンよりも強度のすぐれた「超ジュラルミン」「超々ジュラルミン」なども登場しており、これらは現在、大型旅客機の骨組みや外板に多用されています。
さらに、旅客機の高速化にともなって登場したのが、チタン合金です。超音速機として知られた「コンコルド」はマッハ２（音速の２倍）を超える速さを誇っていましたが、これくらいの速度になると、機体が空気との摩擦熱を発生させ、表面温度が摂氏２００度Ｃにもなります。
２００度Ｃを超えると、ジュラルミンの強度は急速に低下するため、これにまさる強度をもった金属が必要です。そして開発されたのが、チタン合金です。チタンはアルミニウムよりやや重いですが、強度はアルミニウムの６倍、鉄の２倍もあります。たとえば、マッハ３で飛行する超音速軍用機では総重量の９３％をチタン合金が占めています。
ただし、近年は、こうした金属材料が使われる割合は減る傾向にあります。金属にかわって台頭してきたのがプラスチックや繊維材料など、異なる物質を組み合わせてつくられた「複合材料」（コンポジット・マテリアル）です。
その代表例「ガラス繊維強化プラスチック」（ＧＦＲＰ）は、ポリエステルやエポキシをグラスファイバー（ガラス繊維）で固めたもので、主翼部分や舵面、客室床面などに使用されています。また、弾力性と強度にすぐれたカーボン繊維とプラスチックを組み合わせた最新の複合材料「カーボン繊維強化プラスチック」（ＣＦＲＰ）は、ボーイング「７７７」型機においては水平尾翼、垂直尾翼をはじめ、広範囲に用いられています。
旅客機の燃料や乗員、機内サービス品等を含まない、機体そのものの重さのことを「自重」といいます。自重が最も重い旅客機は、ジャンボ機（ボーイング７４７－４００）で１８３ｔ弱。これに次いで、ボーイング「７７７－３００」型機が約１５７ｔ、さらにボーイング「７７７－２００」型機が約１３８ｔとつづきます。
実際のフライトでは、これに燃料と乗客・貨物・乗員などを加え、ジャンボ機の場合なら、最大で３９０ｔくらいの重量になって飛び上がるのですから、「飛ぶしくみ」を発見した人がいかにすごいかがわかります。
これほど重い旅客機を宙に浮かせるなんて、航空力学の知識がなければ、想像もできないことです。
ところで、私たちはよく、旅客機に「あんなに重い」という形容詞をつけて語りますが、本当に旅客機は「そんなに重い」のでしょうか。たとえば、ジャンボ機の場合、重さは１８３ｔですが、全長は７０．７ｍ、全幅６４．４ｍ、垂直尾翼の頂点までの高さは地面から約１９ｍもあります。重いのも確かですが、大きさも相当なものです。逆にいえば、大きいからそのぶん重量もあるといえます。
もし、実物のジャンボ機を全長１ｍくらいに縮小してみたら、どれくらいの重さになるでしょうか。この場合の縮尺率は７０．７分の１となり、計算式は次のようになります。
１８万３０００ｋｇ（１８３ｔ）÷（７０．７×７０．７×７０．７）すると、この答えは・・・なんと、０．５１８ｋｇ、つまり５１８ｇになるのです。全長１ｍもある物体の重さが５１８ｇ、１ｋｇの半分ほどしかないということです。さらに、
これを全長１０ｃｍまで縮小すれば、重さは０．５１８ｇとなり、折り紙で作った紙飛行機よりも軽いという計算になります。あの巨体からは想像もできない軽さです。
では、あらためてお聞きしましょう。旅客機は重い？それとも軽い？あなたの判定は？
