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2015年01月 のアーカイブ

2015年1月30日 12時49分33秒 (Fri)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(81)

OS04-1 新型基幹ロケット
11 月 13 日(木)9:20 〜 10:40
このセッションでは4件の発表がありました。

(1)2S01 新型基幹ロケットの目的・意義と総合システム構想について
○ 西平 慎太郎 , 岡田 匡史 , 有田 誠 (JAXA), 新津 真行 , 神谷 卓伸 , 佐藤 晃浩(三菱重工)
現行基幹ロケットである H-IIA、H-IIB ロケットの抱える課題を解決し、我が国の宇宙活動の自律性を確保しつつ、2020年代の打ち上げ市場に国際競争力あるロケットと打上げ輸送サービスを提供する新たな基幹ロケット(新型基幹ロケット)の総合システムの検討状況等について紹介しました。

(2)2S02 新型基幹ロケット 機体システムの開発構想
○ 佐藤 晃浩 , 新津 真行 , 神谷 卓伸 , 小丸 達矢(三菱重工), 西平 慎太郎(JAXA)
新型基幹ロケットは,幅広い顧客のニーズに対して幅広く柔軟に対応するため,ファミリーを構成します。開発コンセプトは、競争力のある能力・価格,希望の時期に打上げ,乗り心地の良い機体です。ロケット機体仕様と主要構成品としては、1 段主エンジン(LE-9 エンジン)、2 段エンジン(LE-11 エンジン)、固体ロケットブースターです。

(3)2S03 新型基幹ロケット 1 段エンジン・2 段エンジンの開発構想
堀 秀輔(JAXA)
新型基幹ロケット開発における 1 段エンジン(LE-9)と2 段エンジン(LE-11)の開発構想について述べました。コンセプトとしては、エキスパンダーブリードサイクルの採用、LE-9とLE-11 エンジンでのエンジンサイクル,開発手法,製造技術,要素技術,コンポーネント仕様等の共通化です。JAXA のもとで LE-9 及び LE-11の開発・運用を担当する民間事業者として,エンジンシステム担当事業者(三菱重工業株式会社),及びターボポンプ担当事業者(株式会社 IHI)を選定しました。2020 年度に試験機の打上げを目指して開発を進めます。

(4)2S04 新型基幹ロケット 固体ブースタの開発構想
○ 和田 英一 , 有田 誠 , 南里 秀明(JAXA), 長尾 徹 , 上原 寛隆 , 渡部 俊輔 , 境野 正法(IHI エアロスペース), 増本 量(JAXA), 中川 陽子(IHI エアロスペース)
新型固体ブースタの開発方針を 3 つ示します。第一に,ロケット全段システムからの要求に合致するため,新しい固体ロケットブースタを開発します。第二に,これまでの開発実績と低コスト化に向けた研究成果を基に,より確実に開発可能なブースタ仕様と開発計画とします。第三に,イプシロンロケットの今後の開発で固体推進に係る基盤技術の共通化を進め,相互に開発リスクの低減と成果の共有化を図ります。現時点で,2020 年の試験機の打上げに対するスケジュールの成立性はあるものの,余裕を確保するために実施期間の短縮化等の検討を実施します。


2015年1月29日 12時50分26秒 (Thu)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(80)

学生セッション:電源・パドル
11 月 12 日(水)17:35 〜 18:50
このセッションでは5件の発表がありました。

(1)1N21 しんえん2電源系システムの開発
○ 森田 大貴 , 西尾 正則 , 中野 大 , 和合 佐友里(鹿児島大), 奥山 圭一(九工大)
しんえん2は50cm 級超小型人工宇宙機であり、「はやぶさ2」の相乗り副ペイロードの 1 つとして打ち上げられました。しんえん2の電源ユニットの開発と評価結果について述べました。電源系・通信系に冗長性を持たせることが求められ、完全に独立に2系統設計して搭載しました。月軌道付近まで通信するために,バッテリを大量に並列に搭載し,バッテリの電力だけで 21 時間以上の運用を可能にさせました。大気中での評価試験の結果,ほぼ設計通りの性能を持っていることを確認でき、熱真空試験により,宇宙空間で安定に動作することを確認しました。

(2)1N22 しんえん2搭載二次電池ユニットの設計と評価
○ 尾池 隼弥 , 西尾 正則(鹿児島大), 奥山 圭一(九工大), 森田 大貴 , 中野 大 , 和合 佐友里(鹿児島大), 真嶋 祥大(九工大), 南園 幸一郎(鹿児島大)
しんえん2では,ミニマムサクセスとして月軌道までの相互通信を設定しており、太陽電池からの充電なしに月軌道に達するまでの時間,動作することを設計条件としています。月に到達するまでに約 21時間かかると想定しており、その間太陽電池が発電しない状況でも地上と通信するためにはバッテリの容量は,最低でも主系で 45.680 Ah、従 系で 37.916 Ahだけ必要と見積もられています。この設計を満たす電池ユニットの概要と開発したユニットの性能評価結果について述べました。

(3)1N23 宇宙機用軽量薄膜太陽発電システム開発のための薄膜太陽電池の応力評価
○ 高浦 直己(東京理大), 田中 孝治 , 小山 翔平(東京電機大), 白澤 洋二 , 横田 力男 , 加藤 秀樹 , 森 治(JAXA)
外惑星探査機用発電システムとして,薄膜太陽電池を用いた軽量で柔軟性を有する発電システムの開発を行っています。薄い酸化物を表面に形成し,非対称構造と温度変化によって発生する熱応力による変形を極小化する表面コーティングで形状を制御し、反りのない超軽量薄膜太陽電池を実現することを目的としています。ポリイミドフィルムとガラス板に酸化物をコーティングした際の形状変化のデータから,酸化物層のヤング率,内部応力を求め,薄膜太陽電池への応用の検討を行いました。

(4)1N24 太陽発電衛星用発送電一体パネルの熱特性検証
○ 佐藤 大輔 , 山田 昇(長岡技科大), 田中 孝治(JAXA)
宇宙太陽発電の発送電一体パネルは,太陽日射,地球赤外放射に加えて,太陽電池での発電ロス,マイクロ波増幅回路でのロス等による発生熱がパネル温度を上昇させます。発送電一体パネルの熱特性を把握し,最適な構造と材料等を提案することを目的とし,熱特性検証のためのダミーパネルの試作と非定常伝熱解析モデルの構築を行った結果を報告しました。

(5)1N25 超小型衛星 OPUSAT によるリチウムイオンキャパシタの軌道上充放電実験
○ 村本 陽拓 , 窪田 智之 , 南部 陽介(大阪府大)
超小型衛星 OPUSATは,約 3 年間の開発を経て,全球降水観測計画主衛星のピギーバック衛星として,平成 26 年 2 月 28 日に,H-IIA ロケット23号機によって打ち上げられました。主要ミッションのひとつに,リチウムイオンキャパシタを用いた複合電源の実証実験があります。OPUSAT の電源システムの概要、リチウムイオンバッテリ・リチウムイオンキャパシタ複合電源の地上試験、軌道上運用とその結果について報告しました。


2015年1月29日 12時28分17秒 (Thu)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(79)

学生セッション:月・惑星探査
11 月 12 日(水)17:35 〜 19:05
このセッションでは6件の発表がありましたが、後半の3件を紹介します。

(4)1M26 通信伝達性を考慮した複数探査ロボットの経路計画
○ 太田 洋平 , 西田 信一郎 , 三浦 政司(鳥取大)
ローバとランダの通信伝達性に着目し、小型のローバを複数用いて探査を行い,ランダにサンプルや情報を集積することを想定しました。このシステムでは、ローバが移動に伴い地形の起伏や岩石等の障害物によって電波が遮られ,ランダとの通信伝達性が得られないという課題があり、これを解決するために通信伝達性を考慮した複数探査ロボットの経路生成法を提案しました。複数のローバが移動しながら,相互に電波を中継することで通信伝達性の確保を達成します。

(5)1M27 小惑星探査ローバ MINERVA-II2 搭載カメラによる撮像ミッションの実現を目指した撮像条件に関する研究
○ 菅野 良祐 , 鳴海 智博 , 木村 真一(東京理大), 小林 正規 , 千秋 博紀 , 石橋 高 , 和田 浩二(千葉工大)
はやぶさ 2 には超小型小惑星探査ローバシステム MINERVA-IIの搭載されており,直接的な表面移動探査による詳細データの取得が期待されています。ここでは複数ある MINERVA-IIのうち,MINERVA-II2を対象とします。これに超小型宇宙用デジタルカメラを搭載し,小惑星表面の近接撮像の実現を目指しています。地上実験室に小惑星の模擬環境を構築し、撮像実験を行うことで小惑星表面における撮像条件に関する研究を行いました。

(6)1M28 超小型深宇宙探査機の開発
○ 黒岩 史登 , 王 策 , 岩永 拓矢 , 奥山 圭一(九工大)
「はやぶさ2」の相乗り副ペイロードの一つとして深宇宙通信実験機「しんえん2」を開発しています。 しんえん2では,月以遠での深宇宙通信 , ま た , 炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を主構造材料として宇宙機に使用し軌道実証を行います。しんえん2の通信システムを中心に, 構造システム, 熱制御システムにについて報告しました。

2015年1月28日 12時20分22秒 (Wed)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(78)

学生セッション:月・惑星探査
11 月 12 日(水)17:35 〜 19:05
このセッションでは6件の発表がありましたが、前半の3件を紹介します。

(1)1M23 有人宇宙機用 CO2 吸脱着装置の吸着特性に与える水分の影響
○ 吉田 拓 , 鈴木 進補(早大), 大西 充 , 桜井 誠人(JAXA)
ゼオライトを二酸化炭素吸着剤とした二酸化炭素吸脱着装置を開発しました。装置の簡略化・小型化のため,二酸化炭素吸着の前に水分除去を行わない設計としました。含有する水分量を調整したガスを二酸化炭素吸脱着装置へ流入し,破過実験を行うことで破過曲線を得ました。得られた破過曲線から空気中の水分量が二酸化炭素吸着に与える影響を考察しました。

(2)1M24 地形照合航法のための月実画像と CG の特徴点対応付けに関する研究
○ 山崎 晃誠(電通大), 片山 保宏(JAXA)
月のピンポイントの着陸技術を可能にする技術として,地形情報をもとに自身の位置・姿勢推定を行う地形照合航法が有効な方法であると考えられています。これを月面着陸に応用する場合,位置・姿勢推定を行うための参照マップの情報量が膨大になってしまうという課題があります。ここでは参照マップ内の月面地形情報を特徴量とすることで,この課題の解決を図りました。検証を月極域と,クレータの多い丘陵地域で行ったところ,参照マップサイズを大きく抑えることができ,月面実画像とCG参照マップの対応付けを行えることが確認されました。

(3)1M25 月高分解能画像と標高情報との位置合わせに関する研究
○ 齋藤 太玖(電通大), 片山 保宏(JAXA)
月面実画像の日照条件と同条件で、月表地形標高情報からCGを生成すると、月面実画像とCGとで陰影パターンが同等になります。この陰影パターンを利用したマッチング方法により対応付けを行います。特に、高分解能画像と標高情報の位置合わせについて検討しました。高分解能画像は局所領域を撮影した画像であり、地形の起伏が大きい場所だと視差により画像に歪みが生じています。そのため位置合わせを行う際、平面で近似できないという課題があります。そこで各ピクセル毎に対応点を求めるマッチング手法によって課題の解決を図りました。

2015年1月27日 12時45分06秒 (Tue)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(77)

学生セッション:推進・空力
11 月 12 日(水)17:35 〜 18:50
このセッションでは5件の発表がありました。

(1)1L24 ハイブリッドロケット内部の 3 次元非定常圧縮性流れの数値解析:旋回強度における乱流モデルの影響
○ 坂本 まい , 武藤 大貴 , 坪井 伸幸(九工大)
ロケットエンジンとして,固体と液体,または固体と気体の燃料の組み合わせを用いるハイブリッドロケットエンジンが注目されており、固体燃料を充填した燃焼器に液体酸化剤を噴射し燃焼させます。最大の問題点は,燃料後退速度が低いこと,これに起因する推力と燃焼効率の低さです。改善法として流入方法を工夫した酸化剤旋回型方式があります。ここでは,旋回型ハイブリッドロケットエンジン内部での流れ場の特性を明らかにすることを目的に,3 次元非定常圧縮性数値解析を行い、2 種類の乱流モデルを用いて旋回強度の比較を行いました。

(2)1L25 数値解析によるリニアエアロスパイクノズルの性能評価と流れ場解析
○ 芝尾 将史 , 坪井 伸幸(九工大), 伊藤 隆(JAXA)
将来型宇宙輸送系システムとして,完全再使用型の単段式宇宙往還機が注目されており、要求される広い作動高度での優れた性能を有するノズルの一つにエアロスパイクノズルがあります。環状型とリニア型がありますが、リニア型のほうが機体の後端部を有効に利用できます。リニアエアロスパイクノズルの噴流構造に対する外部流の影響について,数値解析により調べました。

(3)1L26 火星への Direct Entry における MHD Flow Control の適用可能性の検討
○ 高橋 知之 , 下澤 雄太 , 益田 克己 , 藤野 貴康(筑波大)
火星突入機の熱防御システムに関する研究としてMHD Flow Controlの適用が提案されています。この方法lは,プラズマ流れに対して機体内部から磁場を印加することにより,機体周囲に電流を誘起し、この電流と磁場との相互作用によりローレンツ力を発生させ,プラズマ流れを減速し、対流熱流束の低減,機体前方の衝撃層拡大が起こします。突入経路角,突入速度,ローレンツ力による抗力係数,揚抗比,磁束密度を変化させた軌道解析により,磁場発生装置の質量や揚力の発生を考慮してMHD Flow Controlが働く条件を示すことを目的としました。

(4)1L27 PIV 計測を用いた DBD プラズマアクチュエータの体積力分布測定
○ 関谷 翼 , 太田 康介 , 西田 浩之(農工大)
能動的流体制御デバイスとして誘電体バリア放電を用いた DBD プラズマアクチュエータが注目されています。これは誘電体を挟んで電極をずらして配置し,電極に交流電圧を印加することでプラズマが発生し、雰囲気中の中性粒子と衝突することで体積力が発生し,流れを生じさせることができます。体積力場特性の解析は、近年PIV(Particle Image Velocimetry)計測を用いた実験によるアプローチが提案され注目されています。ここでは体積力を算出する計算手法の信頼性の検証とPIV 計測での正確な速度場取得のためのセッティングの検討をしました。

(5)1L28 酸素禁制線を対象とした波長変調キャビティ法による酸素原子数密度測定
○ 森田 陵 , 松井 信(静岡大)
風洞を使った試験での酸素原子,窒素原子の数密度は熱防御システムの表面触媒性を評価する上で重要なパラメータですが,未だその測定法は確立されていません。ここではレーザ吸収分光法を酸素の基底準位からの禁制遷移線に適用する方法を提案しました。高感度手法として知られる波長変調分光法と集積共振器出力分光法を組み合わせることで 2200倍の感度向上を得ましたが、4桁以上の感度向上を得るため、高反射ミラーの反射率をキャビティリング法により測定し,感度向上値を推定しました。



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宇宙技術汎用化トレーナー 岩田 敏彰
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男性
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