#地球応力 X #地震解消法 #ジャイロスコープ
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2019.07.27 13:24
備忘録 - #ニコラテスラ 地震解消法
地震が多発する地帯に、船舶用の大型ジャイロスコープ（羅針盤）を等間隔で地中に突きさし、強制回転させると下に向かう強力な推力が発生し、一定の間隔で振動が地殻に伝わっていく。この振動によって弱い地盤との共振を作り出し、地震の圧力を少しずつ開放してやれば、破壊的な地震から救われるというのである。
Notes - #NikolaTesla Earthquake Resolution
In areas where earthquakes frequently occur, a large gyroscope (compass) for ships is plunged into the ground at equal intervals, and when it is forcibly rotated, a powerful downward thrust is generated, and vibrations are transmitted to the crust at regular intervals. If this vibration creates a resonance with weak ground and gradually releases the pressure of the earthquake, it will save us from a destructive earthquake.
続いて和訳記事「HONEY WELL」様より
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What is a Gyroscope?
ジャイロスコープとは何ですか?
Jeremy Dingman
Director, Customer Marketing
Jeremy Dingman is the Director of Product Marketing and has been with Honeywell since 2015.
ジェレミー・ディングマン
カスタマーマーケティング担当ディレクター
ジェレミー・ディングマンはプロダクトマーケティング担当ディレクターで、2015年からハネウェルに在籍しています。
「ジャイロスコープ」という言葉が、鉛筆の先端でバランスのとれた重力に逆らうおもちゃのイメージをまだ思い起こさせるなら、それはあなたの思考を広げる時かもしれません。
確かに、シンプルなジャイロスコープは遊ぶのが楽しく、ジンボールジャイロは高校の物理学研究室の標準的な問題です。しかし、ジャイロスコープは子供のおもちゃや教室の目新しさ以上のものです。これらは、あらゆる種類の航空宇宙、産業、および消費者向けアプリケーションで使用される複雑なシステムの重要なコンポーネントです。
ジャイロスコープは、飛行機や船からドローンや自動運転車に至るまで、さまざまな車両をナビゲートするのに役立ちます。カメラ、科学機器、ロボットを安定させ、方向付けします。敏感な機器を振動から隔離し、石油およびガス生産者向けのドリルリグをガイドします。これらは、バーチャルリアリティヘッドセット、スマートフォン、コンピューターポインティングデバイスで使用されています。衛星を正しい方向に向け続け、私たちの世界をつなぎ、世界経済に燃料を供給する音声およびデータ通信を可能にします。
ジャイロスコープのパワーを活用する
最も基本的な形式では、ジャイロスコープはホイールまたはディスクであり、ジンバルに取り付けられたため、自由に方向を変えることができる軸を中心にすばやく回転できます。回転するローターの角運動量は、それが取り付けられているアセンブリが傾いている場合でも、その姿勢を維持します。ジャイロは、地球の自転の影響を受けずに、宇宙の固定点に対する元の向きを維持します。
フランスの物理学者ジャン・ベルナール・レオン・フーコーは、1850年代にジャイロスコープを発明し、命名したとされています。しかし、アメリカの発明家エルマー・スペリーがジャイロスコープを船や航空機の安定化と航行に使用したのは、半世紀後のことでした。
スペリーは、海軍艦艇の信頼性の低い磁気コンパスに代わる最初の実用的な北探しジャイロコンパスを開発しました。その後まもなく、彼は航空機用の最初のジャイロスタビライザーを発表し、1914年にパリで開催された競技会でのハンズオフザコントロールデモ飛行中に大絶賛されました。スペリーが設立した会社は最終的にハネウェルの一部となり、ジャイロスコープのナビゲーション、安定化、制御の遺産は今日まで続いています。
ジャイロ制御の新時代を先導
「スピニングアイアン」メカニカルジャイロスコープは、20世紀前半に行われた航空と海軍の進歩に貢献しました。ハネウェルのジャイロスコープシステムは、第二次世界大戦中、航空機のナビゲーションシステム、船舶のアンチロールシステム、照準器、爆撃照準器、レーダープラットフォームの安定化システムに至るまでのアプリケーションで使用されました。
1950年代に始まった民間航空旅行の時代は、長距離での飛行の効率と快適さを向上させるジャイロコンパスによって部分的に可能になり、最終的には磁気コンパスが信頼性が低いことで有名な極上空の飛行が含まれていました。
機械式ジャイロスコープは、世紀の半ばでもハネウェルの優先事項であり、エンジニアは航空宇宙および防衛アプリケーション向けのジャイロスコープの性能、信頼性、サイズ、重量を改善するために懸命に取り組みました。同時に、同社は将来と、より正確で耐久性のある新しいジャイロスコープシステムを開発する可能性に目を向けていました。
リングレーザージャイロスコープの紹介
ハネウェルのエンジニアは、1966年代初頭に誘導と制御の革新的なブレークスルー、つまり<>年に生産を開始したリングレーザージャイロスコープ(RLG)と呼ばれる光学デバイスに取り組み始めました。機械式ジャイロとは異なり、RLGは、<>つのミラーで定義されたリング状の経路上を反対方向に移動する<>つのレーザービームを使用します。ジャイロは、<>つのビーム間の周波数差を測定して角速度を定義し、航空機または他のプラットフォームが向かっている方向を決定するのに役立ちます。
機械式ジャイロとは異なり、RLGには摩擦を引き起こす可動部品がないため、精度に影響を与え、時間の経過とともに「ドリフト」が増加する可能性があります。実際、0時間に1.0〜01.0度ドリフトできる機械式ジャイロと比較して、RLGは約0035.<>度ドリフトします。RLGは、その精度、信頼性、コンパクトなサイズにより、GPS信号がない場合でも、ジャイロ、コンピューター、加速度計を使用して航空機、船舶、またはその他の車両の位置を計算する最新の慣性航法システムへの統合に最適です。
光ファイバージャイロスコープなどの他の技術の導入にもかかわらず、RLGは航空宇宙および産業用アプリケーション向けの圧倒的な選択肢であり続けています。ハネウェルのナビゲーションセンサチームは、500年に000万台目のRLGを製造しました。
ジャイロを宇宙のフロンティアに連れて行く
ジャイロスコープは、ハネウェルがアポロ1960号の月面ミッションのために安定化および制御システムを含むさまざまなシステムを提供したため、11年代にいくつかの異世界の経験もしました。
ハネウェルの一部はジャイロの小型化に重点を置いていましたが、同社は衛星やその他の宇宙船を安定させ、方向付けるための大型制御モーメントジャイロ(CMG)の開発も開拓しました。CMGは、回転するローターと、ローターの角運動量を傾ける1つ以上の電動ジンバルで構成されています。ローターが傾くと、角運動量の変化により、宇宙船を回転させるジャイロスコープトルクが発生します。
ハネウェルは、CMGのための米国センターオブエクセレンスを主催し、何百もの衛星や探査ミッション、および国際宇宙ステーションで使用される製品を提供してきました。
集積回路でのジャイロスコープのホスティング
微小電気機械システム(MEMS)技術により、新世代のMEMSジャイロスコープが可能になり、迅速かつ安価に大量生産できる、これまで以上に小型のジャイロに対する設計者の要求を満たすように設計されています。MEMSが回転すると、小さな質量がシフトし、マイクロコントローラで増幅および読み取ることができる信号が生成されます。
これらの小さなデバイスは、スマートフォン、コンピューター、医療機器、その他多くのアプリケーションにあります。MEMSジャイロスコープは、自動車の横転防止やエアバッグシステム、手ぶれ補正など、他にも多くの用途が期待されています。
他の企業は商用および消費者製品用に数百万ドルのMEMSを製造していますが、ハネウェルは、民間航空機の姿勢および方位基準システム(AHRS)などの航空機ナビゲーションシステムを含む、航空宇宙、防衛、および輸送アプリケーションで一般的に使用される高性能システムに集中しています。MEMS慣性測定ユニット(IMU)は、GPS信号を必要としないため、車載ナビゲーションシステムのパフォーマンスと精度を向上させます。
ジャイロスコープ制御の未来をスコーピング
ジャイロスコープは、19世紀のパリでパーラーの娯楽とおもちゃとして始まりました。最終的に、この驚くべきデバイスを中核とするテクノロジーは、月やその先に到達し、毎日私たちの生活に触れる何千ものデバイスに採用されました。
ハネウェルのエンジニアは、次世代のジャイロスコープ製品をさらに改善することに注力しています。
続いて和訳記事
「Seismology Research Centre」様より
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What is an Earthquake?
地震とは何ですか?
地震とは、地球内の応力が岩石の強度を超えるまで長期間にわたって蓄積し、断層に沿って破壊することによって失敗するときに発生する運動です。
地震動
地震動は2つの部分で考えることができます。
過渡振動
断層破壊時の動きは、外側に放射されるさまざまな振動または地震波を生成します。
工学的に重要な振動は、0.2Hz未満から20Hz(約5秒から約0.05秒までの期間)の周波数で発生します。これは、通常の音の振動の範囲のすぐ下にあります。
この動きは、変位、速度、または加速度として測定できます。
波は岩の種類に応じてさまざまな速度で移動しますが、通常、地表から3km以内の岩石の場合は毎秒8〜30kmの範囲です。これは、空気中の音波の速度の毎秒約0.3kmと比較されます。
動きは複雑(非定常)です–鋭い到着パルスがあり、その後ゆっくりと減衰します。合計時間は、地震の規模またはマグニチュードによって異なります。
異なる波の種類が異なる速度で移動し、波が地球内の界面によって前後に反射されるため、振動は断層破壊期間よりもはるかに長く続きます。
永久変形
地震は断層を横切る恒久的な変位を生み出します。断層変位は、非常に小さな地震の数ミリメートルから非常に大きな地震の数メートルまでさまざまです。
断層面の破壊面積は、地震の大きさによって大きく異なります。破裂の長さは、小さな地震の数メートルから中程度の地震の数キロメートル、非常に大きな地震の100キロメートル以上までさまざまです。
断層が生成されると、それは岩石内の弱点であり、将来の地震の可能性が高い場所です。
多くの地震の後、大きな断層の総変位は最大数キロメートルに蓄積し、断層の長さは数百キロメートルにわたって伝播する可能性があります。
小さな地震は小さな変位で既存の断層領域のごく一部を破裂させますが、大きな地震は既存の断層領域のほとんどまたはすべてを破裂させる可能性があります。したがって、最大地震サイズは既存の断層領域のサイズに依存します。
ほとんどの断層は単純な平坦なディッピングプレーンではありません。それらはさまざまな地質構造の影響を受け、方向や伏角が異なるか、平行でエシェロンセグメントで複雑な亀裂がある可能性があります。それらは、幅数百メートルまたはキロメートルのゾーンで発生する可能性があります。
応力とひずみ
地球内のストレス
地球内の応力を圧縮、引張、せん断であると考えることは可能ですが、それぞれ逆断層、正断層、横ずれ断層を与えます。
構造応力は、最大、中、最小としてランク付けされた3つの直交する主応力方向の観点から考えることをお勧めします。
地震を引き起こすのは、最大主応力と最小主応力の差です。地震は断層面に沿ったせん断運動です。断層面は通常、最大主応力と最小主応力を含む平面に対して直角にあり、断層材料の摩擦特性に応じて、最大主応力に対して45°未満(多くの場合30°〜35°)の角度です。
主応力はどの方向にも向けることができますが、地質学的プロセスと地球の自由表面は、多くの場合、どちらか一方を垂直に近い方向に制約します。
最小主応力が鉛直の場合、水平圧縮は逆断層を与える。
中央主応力が垂直の場合、最大応力と最小応力の両方が水平になり、横ずれ断層が発生します。
最大主応力が垂直の場合、結果として生じる垂直断層運動は水平張力によるものと同等です。
地球の中のひずみ
地球内に応力が蓄積すると、岩石は徐々に変形したり、ひずんだりします。
このひずみは、岩石とともにかなりの弾性ひずみエネルギーを蓄えます。
地震が発生すると、弾性エネルギーの一部は震源から放射される地震波として放出され、一部は熱として放出されます。
地震の時間間隔
日本やパプアニューギニアのような活動地域では、弾性ひずみエネルギーが岩石に蓄積するまでに数十年から数百年かかることがあります。
オーストラリアのような活動が少ない地域では、中程度の地震でもエネルギーを蓄積するのに数百年、大地震のために蓄積するのに数万年から数十万年かかる場合があります。
地震の間、このエネルギーは数秒で放出されます。
地震サイクル
静止、エネルギーの蓄積。
前兆活動は、数ヶ月または数年にわたって高ストレス状況で発生する可能性があります。
前震は本震の数分から数日前に発生します。
メインショック、サイクルで最大のイベント。
余震は次の数日から数週間で発生します。
調整活動は数年から数世紀続く可能性があり、本震の周辺をカバーします。
再び静止し、他の段階よりもはるかに長く続きます(活動地域で数百年から数百万年)。
周期的ではない(地震は等時間後には発生しない)のは、特定の場所での応力の蓄積が周辺地域の地震活動の影響を受けるためです。
繰り返し
備忘録 - #ニコラテスラ 地震解消法
地震が多発する地帯に、船舶用の大型ジャイロスコープ（羅針盤）を等間隔で地中に突きさし、強制回転させると下に向かう強力な推力が発生し、一定の間隔で振動が地殻に伝わっていく。この振動によって弱い地盤との共振を作り出し、地震の圧力を少しずつ開放してやれば、破壊的な地震から救われるというのである。
Notes - #NikolaTesla Earthquake Resolution
In areas where earthquakes frequently occur, a large gyroscope (compass) for ships is plunged into the ground at equal intervals, and when it is forcibly rotated, a powerful downward thrust is generated, and vibrations are transmitted to the crust at regular intervals. If this vibration creates a resonance with weak ground and gradually releases the pressure of the earthquake, it will save us from a destructive earthquake.
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備忘録 - #ニコラテスラ 地震解消法