何？おしゃれな社交家も実際にロケット作りに「参加」できる！

タイトルから想像できるように、これは長い期間にわたる物語であり、時間の範囲も同様に 19 世紀後半から 20 世紀中頃までです。

物語はマドレーヌ・ヴィオネという名の大胆な女性から始まります。男性読者はこれが誰なのかすぐには分からないかもしれませんが、女性読者は、これはココ・シャネルと並んで 1920 年代と 1930 年代の 3 人の偉大なファッション デザイナーの 1 人だと答えるかもしれません。

マドレーヌ・ヴィオネの肖像画、画像出典：ウィキメディア

彼女の家族背景を知っている人はほとんどいない。彼女が貧しい家庭の出身で、非常に早く結婚し、子供が1年も生きられなかったことだけは誰もが漠然と知っていた。その後、彼女は夫婦間の不和を経験し、一人でイギリス海峡を渡ってロンドンに渡りました。彼女はいくつかの臨時の仕事を経験し、最終的に仕立て屋の助手になった。おそらくその頃、ヴィオネは服作りが人生唯一の職業であると決心したのでしょう。

彼女がフランスに帰国できるだけのお金を稼いだ頃には、ファッション界は静かに変革を遂げつつあった。 20 世紀を通じて広がった女性解放運動は、引き続き盛り上がりを見せた。多くの前衛的な女性たちが、呪いのように体を締め付ける硬いコルセットを捨て去る先頭に立った。アメリカ人ダンサーのイサドラ・ダンカンは、裸足でスカートをなびかせながら踊るという流行を生み出した。ギリシャの女神のようなこの奔放で純粋なイメージは、若きヴィオネの心に響きました。彼女は、女性が束縛されることなく体のラインを自由に見せることができる、水のように波打つような柔らかなスカートを作ろうと決意しました。

しかし、これはどのように達成できるのでしょうか?

彼女は衣服に対する愛情を、極めて繊細な観察力と経験へと変えました。彼女は様々な布地を注意深く触っていると、突然インスピレーションが頭に浮かびました。

彼女は薄くて質感のあるシルク生地を45度回転させて斜めに切りました。もともとやや硬く窮屈な印象の素材も、斜めに掛けると意外にも流れるような落ち感のある質感に。この落ち込むような質感は、服を裁断するマネキンにぴったりフィットし、優美な曲線を描きます。

1925年にマドレーヌ・ヴィオネがデザインしたドレス。画像出典: wikimedia

この技法は後に「バイアスカット」と呼ばれるようになりました。問題は、バイアスにカットされた生地がなぜこんなに軽くて優雅に見えるのかということです。

これは工学的構造の問題です。綿や絹などのほとんどの天然素材は、延性が非常に弱いです。工学的に言えば、弾性係数は非常に大きい、つまり、応力とひずみの比率が非常に大きいため、大きな力を加えても、明らかな変形から抜け出す方法はありません。逆に、ゴムやライクラを含んだ一般的な綿織物など、弾性率が小さいものは変形しやすくなります。

布の各糸は、経糸と緯糸に沿って互いに垂直に交差して織られています。したがって、水平方向または垂直方向に引っ張ることはできません。弾性率の大きい生地でも、斜めせん断での弾性率は実は小さく、斜め方向に伸び縮みする生地です。繊維が粗く、織りが緩いほど、伸縮性が高くなり、ドレープ感も増します。

より直感的に理解するには、四角いガーゼを用意し、斜めに引っ張ったときと反対側から引っ張ったときのガーゼの伸びを比較します。画像出典: ウィキメディア

バイアスカット技法はすぐにパリのファッション業界の大きなトレンドになりました。こうしてヴィオネは「バイアスカッティングの女王」となったのです。

ヴィオネは当然ながら数学や物理学を学んだことがなく、「弾性係数」などの用語についても何も知らなかったと思われます。しかし、彼女の材料に対するコントロールは、数学と工学の美しさを示しています。彼女はまた、バイアスカットのスカートの裾を斜めにカットし、平行四辺形の生地を挿入して、裾がデカルトの葉の線のように層ごとに落ちるようにしました。彼女のスクエアカットのスカートも非常に美しく、適切な素材が使われており、落ちる際のせん断力によって水の波のような縦のひだを形成していました。

すべては職人の直感から生まれます。多くの場合、職人の洞察力と直感は理論を超えます。これは、実際の材料に関する経験と認識から生まれます。ヴィオネの直感と同様に、アメリカの帆職人たちは、19世紀という早い時期に、特定の角度で切断して吊るした帆の方が強度と操縦性が高くなり、レース中にイギリスの帆船を大きく引き離せることを発見しました。帆職人が帆を加工する際に使用する原理は「バイアスカット」に似ていますが、逆の方向に適用されます。つまり、まっすぐにカットされた帆布の質感は、より安定した構造を形成します。

この職人の直感は半世紀後に再び発揮されました。今回は予想外の領域、つまりロケットにまで及びます。

ロケット燃料は液体と固体の2種類に分けられます。その中でも固形燃料は軽くて扱いやすいです。唯一の問題は、このプラスチック素材は発火すると膨張し、燃料タンクが簡単に破裂する可能性があることです。

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1950年代、NASAはポラリスロケットを連続して数機打ち上げたが、いずれも同様の問題で失敗し爆発した。

イギリスの科学者で、材料科学と生体力学の創始者の一人であるジェームズ・エドワード・ゴードンは、彼の有名な著書「What is Structure」の中で、NASA で働くエンジニアたちが当時流行していたバイアスカットのパジャマからインスピレーションを得たと述べています。燃料タンクがシルクのように垂直方向にわずかに膨張したり収縮したりすれば、点火膨張の問題を解決できるのではないか？

答えは「はい」です。

1950 年代後半から 1960 年代前半にかけて、エンジニアは、弾性率が極めて低い金属材料を、編組のように斜めに巻かれ、耐熱材料が充填された強化ガラスまたは炭素繊維フィラメントに置き換えることで、燃料タンクの設計を改良しました。ロケットが発射されると、これらの材料が膨張し、タンクがわずかに伸びます。これにより、燃料の力の方向に影響を与えず、爆発の悲劇を防ぐこともできます。

その後のロケット燃料タンクはすべて同様の設計を採用しました。固体燃料はロケットブースターに広く使用されており、あらゆる規模の衛星の打ち上げに重要な役割を果たしています。 「バイアスカッティング」の発明のおかげで、テレビを見たりGPSを使ったりできるようになりました。

この職人の直感と、分野を超えた「インスピレーション」が融合し、技術革新の転換点となるのです。職人からエンジニアへの「アップグレード」には、完全かつ体系的な理論的トレーニングが必要です。しかし、職人と技術者が共有しているのは、実践を通じてのみ獲得できる不可欠な経験的知識です。実践の焦点は、実用的なスキルの育成だけでなく、観察力、コミュニケーション力、知覚力、さらには共感力の育成にも置かれています。現実での観察を活用して慎重に考え、大胆に構想し、実践することです。

教育機関にとって、多様性とコラボレーションを重視する環境を構築することは、経験的知識の育成、伝達、革新に役立ちます。結局のところ、経験的知識の源は多様であり、ナイトガウンとロケットという2つの分野はまったく無関係であると言えますが、それらは「予期しない」つながりを生み出す可能性があります。そのためには、機関が経験的知識をより柔軟かつ自由に管理できる環境を提供する必要があります。

ある研究チームはかつて、台湾の有名な半導体企業を深く調査し、同社のプロジェクト革新プロセスについて学びました。研究により、プロジェクトに必要な新しい技術には組織間の協力が必要であり、この種のイノベーションを支えるのは技術的な条件だけでなく、チームが外部とコミュニケーションを取り、衝突し、学習するための十分なスペースを確保し、経験レベルの知識を小規模な実験の形で実用的なイノベーションに変換できる管理条件でもあることがわかりました。

職人やエンジニアの力は、世界の細部において無関係な 2 つのものを結び付け、数学、物理学、工学を駆使してしっかりと縫い合わせることにあります。この世界には賢明で情熱的な目が不足することはありません。私たちが大切にすべきことは、そのような鋭い知恵をいかに培い、その知恵の火花が輝く機会を与えるかということです。

参考文献

[1] JE Gordon (1978)、構造、あるいはなぜ物は倒れないのか。

[2] https://www.businessoffashion.com/articles/education/madeleine-vionnet-1876-1975

[3] マデリン・ショー（2006）「テキスタイルと身体：衣服の幾何学」アメリカ繊維協会シンポジウム議事録。 322.

[4] Hung、HF、Kao、HP、および Chu、YY (2008)。知識の統合、技術革新、実験的実践に関する実証的研究。エキスパートシステムとその応用、35(1-2)、177-186。

企画・制作

著者: 鄭 李博士、科学技術史

レビュー丨中国科学院国家宇宙科学センター研究員 劉勇

企画：徐来、丁宗

編集者: ディン・ゾン

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