　現代型バトルメックは、3000年以上にわたる戦争技術の発展がたどり着いた最終的回答だ。恐るべき破壊力と並ぶものなき機動性を融合させたバトルメックは、かつて製造された中でもおそらく最も複雑なマシンだろう。31世紀の戦場におけるまごう事なき支配者であるバトルメックは、その至高の王座を今後数世紀にわたって保障されているかに見える。

　１機のメックは数千種類の構成要素からなるが、大まかには６つのグループに分けることができる。コクピット、シャーシ、推進・移動装置、電源システム、装甲、武器と電子装備である。以下ではそれぞれについて解説する。バトルメックの大多数は二足歩行型である。しかし、四足（もしくは四脚）型設計のバトルメックも少数存在する。

コクピット COCKPIT

　全てのバトルメックにはコクピットがある。普通はメックの「頭部」に位置する。あるいは、それに近い部分におかれる。また、コクピットのサイズはメックによって異なる（メックが大きければコクピットも大きい）とはいえ、すべてに共通する特徴もある。

　コマンド・カウチは、６点ハーネスで固定されてメック戦士が座る所だ。メック戦士の冷却ベストとメディカルモニタはこのイスに接続されている。また、イスの背には衣類や非常食を入れる小さな収納がある。加えて、強制射出を強いられる際には、コマンド・カウチがコクピットから脱出するメック戦士の乗り物となる。爆破ボルトがコクピットの上部または側面を吹き飛ばし、ジェット噴射で安全域に向かう。

　コマンド・カウチの肘掛部にあるジョイスティックによって、メック戦士はメックの腕を操作し胴を旋回させる。さらに武装の照準を合わせ、発射する。フットペダルはメックの脚部による移動をコントロールする。そして、両足のペダルを踏み込むと、メックのジャンプジェット（もし装備されているなら）が点火される。

　メック戦士の正面にはメインスクリーンがあり、コンピュータが描き出す周囲360度の視界が正面に一目で見えるよう圧縮されている。照準用のレティクルがスクリーン上に現れてジョイスティックの操作に追従し、ターゲットをロックした際にはそれを表示する。スクリーン上の画像を拡大することも出来る。

　メインスクリーンの上下左右における副次的なモニター群の正確な配置は設計によって異なる。レーダースクリーンはメインスクリーンの直下に配置され、様々に設定を切り替えることができる。設定には標準、赤外線、磁気異常、動体などがある。状態表示図はメックの外見が線画で描かれたもので、外部と内部が受けたダメージのみならず、攻撃力・防御力についても常時表示する。マップ・ディスプレイはコンピューターに記録済みの地図セットにロードされた、ほとんど無数にある地図を切り替えて表示できる。場合によっては、現地の衛星や部隊司令部に接続されてリアルタイム画像を表示することさえも可能だ。

ニューロ ヘルメット　NEUROHELMET

　上記の様々なシステムも、身長 12 メートルの金属製の巨人を実際に直立歩行させる神経電位走査ヘルメットがなければ何の意味も持たない。一般にニューロヘルメットと呼ばれるこの嵩張る代物は、メック戦士の頭部を完全に覆い、冷却ベストの肩に固定されている。内部の電極は姿勢、移動、バランス、速度に関する生データを人の脳のための神経電流に変換し、バトルメックのセンサー系からの情報を直接パイロットに流し込む。同時に、ヘルメットとそれに接続されたコンピューターはメック戦士の脳が発する神経電流を制御信号に翻訳してメックのジャイロスコープや人口筋肉に直接伝達する。これによって、パイロットは柔軟な動作を意識せずに制御できる。その間、意識のある脳は自由に各種兵器や他のシステムを必要に応じて操作することができるのだ。

シャーシ　CHASSIS

　バトルメックは何ダースもの「骨」からなるシャーシを持っている。各々の「骨」は、ハニカム構造の発泡アルミニウム製の芯を、高張力炭化ケイ素の単繊維で包み、更に剛性のチタニウム鋼による防護を施したものである。この人工の「骨」にはマイアマー製の「筋肉」とサーボ機構を接合するアタッチメント・ポイントがあり、これらがバトルメックを駆動する。この骨格構造によって、バトルメックは応力外殻構造の車両に比べてより脆弱性が低く、修理もしやすくなっている。

　通常のメック骨格よりも嵩張るが重量は半分という「エンドー・スチール」と呼ばれる特殊なタイプの内部構造も開発されている。

電源システム　 POWER SYSTEMS

　バトルメックは移動と戦闘のために大規模で恒常的な電力供給を必要とする。核融合反応炉はただの水から莫大な電力を作り出すことが可能で、これだけの電力を供給するには最も効率の良いシステムである。バトルメックの発電システムが発生させる核融合反応では中性子は発生しないため、恒久的に運転したとしても発電システムが放射能を帯びることはない。

　核融合発電プラントは磁気流体力学として知られるプロセスを経て電力を作り出す。このプロセスにおいては、磁場が核融合反応からプラズマを引き出して円環状にする。プラズマは伝導体であり、ゆえに円環は強力な発電コイルとして機能し、電力と廃熱を発生させるのである。この廃熱の発散を補助するために、バトルメックはどれもヒートシンクと呼ばれるラジエーター（放熱器）を装備している。機体内部の温度が過度に上昇すると、バトルメックの反応炉周辺にある磁気収納容器を破壊してしまう。もしも発電プラントの磁気的な「瓶」が壊れると、制御されない核融合反応が発生し、中性子が放出されるとともにバトルメックの内部システムとメック戦士は致命的な放射線被曝を被ることになる。　一般的に使われるメックのエンジンには、標準型、軽量型、超軽量型の3種類がある。核融合エンジンは軽量型、超軽量型、と軽くなっていくが、サイズは逆に大きく嵩張るも

推進・移動システム　LOCOMOTION/MOVEMENT SYSTEMS

　バトルメックを駆動し移動を制御するシステムには2種類ある。電子的に制御される小さな駆動装置が軽量の兵器とセンサー群を動かす。マイアマー（人工筋肉）と呼ばれるポリアセチレン繊維がメックの四肢や主要な兵器を制御する。マイアマーは電流を受けると収縮するという人間の筋肉によく似た物質である。バトルメックのマイアマーが戦闘中に損傷したなら、技術兵は繊維束を交換するか、メックの骨格の別部位から「移植」することができる。移植されたマイアマー繊維束は損傷した四肢の機能を完全に回復させることはできないが、限定的な機動力や動力を与えることはできる。

移動能力　MOVEMENT CAPABILITIES

　バトルメックの歩行もしくは走行速度は、平地であれば時速40km～100km以上に達する。密な森林、泥濘、急斜面では速度が低下するが、メックの足を完全に止めるような地形はきわめて少ない。加えて、多くのメックは、核融合炉で空気を超高温にまで熱し、いわゆる「ジャンプジェット」から噴出させることで障害物をジャンプで跳び越えることができる。（大気を持たない惑星世界で行動するジャンプ可能なバトルメックは、しばしば少量の水銀をジェットの反動質量として携行する）また、全てのバトルメックは河川や小さな湖沼を渡る際には水中行動が可能である。

　降下型バトルメックは、低軌道からの強襲降下をおこなうことができる。脚部に内蔵された特殊な反動ジェットによって、320kmまでの高度からの軟着陸が可能となる。再突入の際は、脱着式の融除シールドが脆弱なセンサーや兵装を保護する。

排熱システムと戦略　 HEAT-DISSIPATION SYSTEMS AND STRATEGIES

　バトルメックの各システムは戦闘中には限界まで酷使されるため、戦闘を開始したメックは速やかに大量の排熱を発生する。この熱によって核融合炉の磁気収納容器シールドが崩壊したり、メックの電子装備やコンピュータシステムに障害が発生したり永久的な損害を与える可能性がある。それによってメックの移動は遅くなり、武器の正確性は減少する。

　ヒートシンクはメックの蓄積する熱をコントロールする手段の一つである。これら放熱器から放出される熱は、明確で特徴的な赤外線反応を作り出す事があるが、これによってメックは標的になりやすくなる。この問題を回避するために、メック戦士たちはヒートシンク以外の方法で熱の蓄積をコントロールする方法を確立した。彼らは、自分のマシンを浅い湖や川に配置する。（伝導と対流によって、流れる水がメック内部の熱の発散を助ける）。温暖な、もしくは寒冷な惑星世界では、大気そのものが熱の発散を助けてくれる。一方、砂漠やジャングルといった環境における高い外気温はバトルメックの熱の問題をより悪化させる。

　もっとも一般的な熱蓄積の制御法は、メックの移動速度や武器の発射速度を、手動で調整することである。あるいは、メックの移動制御コンピューターやその補助システムをリプログラムしてしまうこともある。これらのコンピューターは、メック各部の稼動率を制限し、結果として熱の蓄積も制限する。たとえば、高温の惑星世界に送られる際は、稼動率は低く設定されるだろう。メックはゆっくりと移動し、温暖な惑星に比べれば射撃の頻度も低下する。極地での戦闘に送られるメックであれば、稼動率は高めに設定され、移動速度も射撃速度も高くなるだろう。リプログラムは通常バトルメック部隊が任地に移動するまでの降下船内でおこなわれる。このプロセスには、約2週間がかかる。

　バトルメックは常時、戦闘環境において想定される外気温に合わせて調整されている。そのため、外気温の急上昇はメックの排熱能力に破壊的なインパクトを及ぼす可能性がある。こうしたメックの特性を利用する一連の戦闘技術を、戦術家たちは発展させてきた。たとえば、敵メックが森林を通過中であれば、指揮官がこれに火を放つのは普通の作戦である。超高温にまで加熱された空気はメックの周囲に渦を巻き、冷却システムを破壊するか、能力を劇的に減衰させ、結果としてバトルメックの戦闘能力に負荷をかけるのである。

装甲

ARMOR

　2層に分かれた装甲による防護が、バトルテックをエネルギー兵器・実弾兵器から防御する。装甲外部層を成す整列結晶鋼はきわめて良好な熱伝導性を持つため、レーザー及び粒子ビーム兵器に対して素晴らしい防御力を発揮する。内部層はダイヤモンド単結晶繊維にしみこませた窒化ホウ素であり、高性能炸薬徹甲弾（HEAP）および高速中性子をストップする。この第2層は装甲の破片が内部システムを傷つけるのを防ぐ役割も持つ。

　通常の装甲に加えて、一般的に使用される特殊な装甲が２種類存在している。これについては後述する。

フェロ・ファイブラス　FERRO-FIBROUS

　フェロ・ファイブラス装甲（繊維合金装甲）は通常のバトルメック装甲の改良版である。鋼鉄合金・チタニウム合金の繊維を編み上げて引っ張り強度を大きく向上させている。一方で、同重量の標準型の装甲版より体積が大きくなる。

ステルス・アーマー　STEALTH ARMOR

　ごく最近の技術であり、現時点ではカペラ大連邦国のみが独占している。装甲の形状と構成をシステムの補強に用い、ガーディアン ECM スーツに接続している。これによって比較的遠距離からの照準を困難にし、メックに実質的な「ステルス」能力を与える。

（原文ではこの後に各種武器の解説が入る。気が向いたら後半もやる）

Permalink | 記事への反応(1) | 01:42

2018-07-03

■anond:20180702232651

その疑問の答えは、季節によって空気の密度や酸素の量が変化することはない、ということだ。その根拠を挙げてみる。

あなたの指摘のとおり、理想気体の状態方程式に従って、温度により空気の密度が変化する。冬は密度が高く、夏は密度が低い。状態方程式 PV=nRTに代入して計算すると、真冬のセ氏－30度の日と真夏の30度の日の空気の密度は1.25倍ほど異なる。光合成で要求される二酸化炭素の濃度（分圧という）も冬は2割増ということになる。しかしこの値は計算上の空気の特性に過ぎない。
ついでに空気の密度は標高により変化する。高いところは空気が薄い。標高2500メートルの地点の気圧がほぼ地上の75％になるから、空気の密度が夏と冬で標高2500メートル分違うということになる。
ところが天気予報を思い出してみると、冬と夏で気圧は25％も違わない。だいたい1013ヘクトパスカルで安定していて、±3％くらいしか変化しない。理由は知らないが、北半球が冬のときは南半球は夏だから、風が吹いて地球全体で均一になってしまうと考えてみた。あるいは、現実には大気中の水蒸気分圧が大きく変化する。それで調節されて均一になるのかもしれない。あるいは大気には天井がないからだろうか。完全に想像です。余談ながらこのあたり、理論値計算が通用しないのが楽しいところ。理論値は風船の中の空気の動態を記述しているに過ぎないのだ。
ところで温度が変化すると化学反応速度が変化する。室温付近では一般に10度違えばあらゆる化学反応速度は2倍違う。光合成は複数の化学反応を経由するということと、酵素的化学反応であることを考慮すると、そんなに簡単に計算できなそうであるが、原則的には夏の方が楽勝で光合成できるということになる。
季節で言うと日射量も冬と夏では差がある。日射量は太陽の南中高度のコサインで与えられる。夏は冬の1.3倍くらい光が強いのだったと思う。光合成では光量と反応効率がエクスポネンシャルな関係にあると仮定すると、光の強さが1.3倍違うと反応効率が1.7倍になる。
ときに光合成はヒトの好気呼吸の逆反応であるが、大気中の気体を取り入れて体内で化学反応をおこなうという点で完全に一致している。このことを基に植物の感覚を語ることが許されるならば、光合成しやすい日というのは、あなたが呼吸しやすい日なのかもしれない。あるいはその反対だろうか。いずれにしても、空気の密度が理由で呼吸や光合成しやすさに差はないという結論である。もっとも、おれの故郷では真冬には鼻毛が凍りついて呼吸しづらいのだが。

疑問に対するお答えになっていますでしょうか。

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■

壁のリモコンの横に貼ってある「節電　設定温度 28℃」が「節電　🐧室温🐧28℃」へとテプラで上書きされてた。

Permalink | 記事への反応(0) | 00:04

2018-07-02

■１週間が経って

びっくりするほどいつもの、特にがっちり会話するわけでもない

温度の低い増田が戻ってきました

Permalink | 記事への反応(0) | 21:43

■日産リーフの急速充電問題を解説する

https://www.bbc.com/news/business-44575399

猛烈に発熱するのだ、リチウムイオン電池は。

　電気自動車の駆動系は大雑把に言ってモーター、インバーター、巨大なバッテリーからなり、バッテリーを放電させインバーターで変調してモーターを駆動する。インバーターやモーターはガソリンエンジンよりエネルギー変換効率が大変高く、遥かに少ない排熱で遥かに強いトルクを生み出す。だからガソリンよりもエネルギー密度の低いバッテリー、小型のモーターでも十分長距離を高速で走ることができる。電源が架線ではなくバッテリーだということ以外は、平行カルダン、VVVFの電車と同じだ。だが、このバッテリーが問題になる。

トータルで見てガソリン駆動系より効率が遥かに良いことに変わりはないが、エンジンで起きていた熱が燃料タンクに移行するのだ。従ってエンジンは冷やす必要が薄くなる。代わりに燃料タンクたるバッテリーを冷却する必要が起こる。ポンプで燃料を汲み入れるか汲み出すかという違いのようなものだから充電しても放電しても発熱は起こる。そこになんとリーフはバッテリーに自然空冷式を採用してしまった。トヨタでさえ一部ハイブリッドにはファンによる強制空冷を採用している。GMは冷却板を多数挟み込んだ液冷式を使っている。BMWも液冷式だ。

　日産リーフ(旧型および新型)は、この自然空冷設計のため、連続して走行した場合、高温環境に置かれた場合、急速充電した場合などにバッテリー冷却能力が不足し、バッテリーの温度が高まる。バッテリーは高温に晒されると劣化を早め、また発火の危険があるため、制御回路が自動的に充放電動作を抑えてしまう。過熱が発生した場合の性能低下は電気自動車に共通の性質だが、実利用で過熱が起こるのはリーフの設計上の問題だ。車を降りてから半日以上は熱が抜けないらしい。蒸し焼きだ。

次に、設計、性質と利用形態のミスマッチがある。リチウムイオン電池の急速充電には条件がある。極端な低温や高温であってはいけない。電池残量が20%以下など低すぎたり、80%以上など高すぎたりしてはいけない。従って急速充電を繰り返したい場合は発熱と冷却が均衡している必要があり、かつ電池の全容量を使い切る必要があってはならない。例えば自動車の満充電航続距離が200kmだとすると、「自宅を満タンで出発し、200kmを走行してオーバーヒート寸前で使い切り、すぐに100%までフル充電し、また200kmを走行する」という条件では急速充電はできない。一度の走行距離を総電池容量の60%、120km以下に抑え、また温度も低く保つ必要がある。それ以上に走行したい場合はどうすれば良いだろうか? 常に可能とは限らないが、電池容量が大きく冷却能力の十分な車を買う必要があるだろう。さもなければ妥協して、急速ではない充電を繰り返すしかない。