今年は自分にしては沢山ブログを書いた気がするのですが、今年の〆にちょっと未来への提言的な話を。
熱効率がどうのこうのってやつ。
今のエンジンは改良のほとんどがヘッド周りや補器類で、ピストンやシリンダーは主役ではなくなってきました。
で思いました。
「どうしてバルブは丸いんだろう？」
今の技術なら丸じゃないモノもトライしてみてもイイんじゃないだろうか。
星型とか、、、。
それは冗談ですが、本当に丸が最適化された形状なのだろうか。
そこから考えてたら「トポロジー最適化」ってやつに行きつきました。
１年位前ブガッティのキャリパーをネタにしたことがありました。
チタンの３Dプリンターで作ってるみたいですが、やたらと有機的な形状をしています。
どうもこの手の形状解析に使われているのが「トポロジー最適化」って技術らしい。
調べたらENDLESSも同じような事してました。
このブレーキセット４輪分で５００万くらいするみたいね。
トポロジー最適化についてのより深い話はググると沢山文献が出てくるのでそちらをご覧ください。
簡単に言うと、素材に合わせて必要なものは残して要らないものは無くす、って感じ。
例えば、
一番上のブレーキペダルを最適化していくと一番下のようになる。
右の所謂ボールジョイントが最適化すると左のタコみたいになる。
総じて言えるのは、今までの工業製品に見られる無機質なデザインは単にその制作工程や手段の事情から来たものであり、その事情を無視すればやはり有機的な形状に収れんしていくのではないかって事。
この手の話を検索してたらこんなのもありました。
この技術を応用して作った電動バイクらしいです。
折角ならリムやフォークもそうしろよと言いたいところですが、でもまあこの時点でもかなり進撃の巨人感ありますよね。
興味がある人は「Light Rider」でググってみてください。
軽さと強度の最適バランスを考える時、骨を手本にしたらいいんじゃないかって。
ネットのどこかに書いてありましたが、骨の組成もトポロジー最適化の結果なのではないかという意見がありました。
私はそれ逆だと思うんですよね。
トポロジー最適化ってのは原型があって最適化していく、つまり１からどこまで削っていいかを考える手段。
骨は逆に０から必要なところに必要なものが加わってできてきた感じ。
自然発生的な。
まあ骨の順番はどちらでもいいんですが、このトポロジー最適化ってのも何年か前からの話なので、これを今どきの最新技術とAI技術を活用したら０から考える自然発生的なシミュレートもできるんじゃないかって思うんですよね。
骨を教科書にしたらいいと言うのはまさにこの話で、外形だけではなくその内部構造も含めて手本になるんじゃないかと。
現時点で金属の３Dプリンターがどこまで解像度を出せるか知りませんが、金属の製品で普通は中実で作られるものも骨のような中身にすれば凄く軽くなるんじゃないか。
必要なところは必要な密度にして要らないところはスカスカにする。
素材を変えたら計算も変わってくるでしょうね。
例えばカルシウムとかで作ったら普通の骨なんでしょうけど、チタンで作ったらどういう形状になるのかなんて誰か研究してないですかね。
医療用の”まんま樹脂の骨”なんて有ってもイイと思うけど。
で、やっとまとめに近づきますが、行きつくところ内燃機関と言うもの自体をこの手法で最初から考えたらどうなるのだろうか。
コンロッドとかバルブとかパーツの話だけではなく、根本的な仕組みからして考えたら。
これはマツダのスカイアクティブエンジンのヘッド周りを鋳造する砂型ですが、空気や水などの流路の解析なんかは今時点でもかなり有機的な造りになってきていますね。
でももっともっと遡って「ガソリンを燃やして得られる熱エネルギーを動力にする」って条件だけで後は自由に考えたらどんな形が最適なものになるのだろうか。
今のピストンやクランクと言う１００年前からの技術もそろそろ全く違うものになってもいいんじゃないだろうか。
AIってエアコンの温度を自動で調節してくれるとかそんなパーソナルな下らん活用は一切やめて、こうした人間には難しいレベルの事に活用してほしいと思います。
事実上無尽蔵に得られる太陽光のエネルギーに比べればサスティナブルとは言えないかもしれないけど、こんな理論で内燃機関が進化すれば今とは全然違う次元の熱効率も実現できるのんじゃないですかね。
火力で電気を作って走るより高効率ってのも十分可能では。
テスラも最初はEV業界で突き抜けた存在でしたが、内燃機関の業界でもこんな突き抜けた研究をしている会社って無いのかな～？
あったら面白いのにな～。
年末にまた凝りもせず頭がパンクするリスクを犯してしまいました。
今年はたぶんこれが最後です。
来年も変わらぬお付き合いの程、宜しくお願いいたします。
来年はどこ弄るかな～。
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Posted at
2019/12/29 22:43:59
有機的な
