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2015年02月 のアーカイブ

2015年2月27日 13時36分44秒 (Fri)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(111)

学生セッション:デブリモデル・衝突
11 月 13 日(木)10:45 〜 11:45  
このセッションでは4件の発表がありました。

(1)2N05 ISO11227 改訂に向けた斜め衝突実験
○ 藤村 洋佑 , 赤星 保浩(九工大)
対策が不十分とされているのは数百[m]から数 [cm]のデブリであり、微小隕石やデブリが 宇宙構造物に衝突することで発生する二次デブリであると言われています。 二次デブリに関する 評価試験の手順・方法を定めた国際標準規格の策定を図り,2012年9月15日にISO11227 の発行に至りました。この規格は制定後5年以内に改訂を要請される可能性があり,デブリ衝突の大半を占める斜め衝突に関してほぼ記載されていないので,斜め衝突の必要性を検証し現行規格の改訂内容の検討を目的としました。

(2)2N06 動的宇宙ごみ環境モデルの研究
○ 古本 政博 , 田崎 洸彦 , 藤田 浩輝 , 花田 俊也(九大)
微小デブリ観測を目的とする IDEA プロジ ェクトは,複数機の微小デブリ観測衛星で高頻度・広範囲に微小デブリを観測することで動的宇宙ごみ環境モデルを構築することを目指します。観測衛星は, 50cm立方級の超小型衛星IDEA-1を開発中です。動的宇宙ごみ環境モデルとは,理論的な環境予測と衛星の観測データを比較して,常に最新の状態に更新するモデルです。微小デブリ観測衛星のコンステレー ションの最適化と動的宇宙ごみ環境モデルの構築に向け,超小型衛星で検出し得るデブリがどのような軌道であるかを分析しました。

(3)2N07 地球磁場、および地球電場の影響を考慮した微小スペースデブリの軌道推移に関する研究
○ 増成 一樹 , 植田 有希子 , 河原 淳人 , 山川 宏(京大)
地球を周回するデブリの運動には様々な力が影響し、 これまで地球重力、惑星重力、大気抵抗、地球の非球体性による摂動、太陽輻射圧、帯電に対するローレンツ力の影響を考慮した軌道推移モデルについて検討されました。しかし、そのモデルでは地球磁場としてダイポール磁場を用いており、地球電場の影響を考 慮していません。地球磁場として、詳細な観測データから得られた国際標準磁場を採用し、地球電場の影響も考慮することにより、 微小デブリについてより厳密な軌道推移モデルの確立を行いました。

(4)2N08 高電圧パルスパワーを用いた微粒子加速装置の開発
○ 菊田 卓見 , 赤星 保浩(九工大)
宇宙デブリとの衝突について、地上での模擬超高速衝突実験によって微小デブリの衝突データを集め,衝突のリスク評価を行う必要があります。そのための実験装置として筆者らは高電圧パルスパワーを利用したプラズ マガンの開発を行いました。目標は直径200 μm以上の飛翔体を秒速10 kmに加速させることです。今回の実験では最大で3 km/s,平均で2 km/sまで飛翔体を加速することができました。

2015年2月27日 5時51分41秒 (Fri)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(110)

学生セッション:熱・構造(2)
11 月 13 日(木)10:45 〜 12:15  
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)2M09 スピン型ソーラーセイルにおける非同期展開発生メ カニズムの検証と対策
○ 水森 主(東海大), 白澤 洋次 , 森 治(JAXA), 角田 博明(東 海大), 井上 遼太(日本電気), 北尾 啓(青学大)
ソーラーセイルは宇宙空間で膜面を展開し、太陽光圧を受けることで推進する技術であり、膜面の面積を増やすことで推進力も増大します。ソーラーセイルの種類にはスピン型とマスト型があり、スピン型は宇宙機自身が回転することにより膜面に作用する遠心力によりセイルを展開し、 対称に展開することが重要となりますが、非対称性が問題となっています。この検証と対策として小型真空槽を使った実験とシミュレーションで検討を行い、非対称展開の発生メカニズムの原因の解明を行い、防止する手法を提案することを目的としました。

(5)2M10 DLT 法を用いたスーパープレッシャー気球の 3 次元 形状同定
○ 古田 良介(東海大), 斎藤 芳隆(JAXA), 中篠 恭一(東海大)
JAXAで科学観測用大気球の飛翔時間拡大を目的としたスーパ ープレッシャー気球(SPB)の研究開発が進められています。気球内外で 100[Pa] 程度の差圧が常時発生するため、内外差圧に耐えう る気球フィルムの選択や気球構造の設計が必要となりますが、気球に使用されるフィルムは極薄フィルムであり、歪み値を計測することは困難です。DLT法とは画像上から三次元座標を再構築するもので、従来用いてきた DLT法に加え、修正DLT法のシステムを構築し、両者の精度比較を行うことを試みました。

(6)2M11 超小型深宇宙探査機構造の機械特性
○ 真嶋 祥大 , Duong Bui Nam, 藤井 秀幸 , 奥山 圭一(九工大)
「しんえん2」の外殻構造には,耐熱性が良好なポリエーテルエーテルケトン樹脂炭素繊維強化複合材料を採用しており,世界で初めての試みと考えられます。実験機構造の開発と,その機械環境試験結果(振動試験)について報告しました。

2015年2月27日 5時16分55秒 (Fri)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(109)

学生セッション:熱・構造(1)
11 月 13 日(木)10:45 〜 12:15  
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)2M06 超小型深宇宙探査機「しんえん2」の熱設計と熱解析
(Thermal Design and Analysis of SHINEN2, an Ultra-Small Deep Space Probe)
Bianca Szasz, Jean Cyprien Perez, 奥山 圭一(九工大)
「しんえん2」は、ほぼ球形なので、立方体の衛星よりも均一に熱を伝えることができます。「しんえん2」は深宇宙探査機で、様々な熱環境の空間を通過し、直径500 mmと超小型なので温度管理には受動的熱制御が使われています。熱解析にはSINDAを使いました。解析結果の確認には熱バランス試験の結果と比較しました。

(2)2M07 展開時間を考慮した形状記憶複合材料の展開モデルの検討
○ 内藤 悠太 , 西川 雅章 , 北條 正樹(京大)
形状記憶樹脂複合材料は,形状固定性や形状回復性といった形状記憶特性を有する形状記憶ポリマを繊維で強化した材料で、アクチュエータ型の展開構造よりも軽量化と信頼性の向上が見込まれます。展開時間を考慮したモデル化を行うた めに,形状記憶ポリマの時間的挙動を特徴付ける熱粘弾性特性と,繊維の弾性力を考慮したモデル化を行いました。 強化繊維として選択したカーボンファ イバークロスの曲げ弾性率が不明であり、形状固定率と展開の時間推移が予測可能か実験と解析を比較することで検討を行いました。

(3)2M08 シェル要素を用いた展開膜の展開挙動の解析
○ 永田 恵輔 , 西川 雅章 , 北條 正樹(京大)
近年,宇宙開発で用いられる折り畳み展開構造物の膜面に,環境の変化に応じて自発的に形状・剛性な どを変化させるスマート材料を採用する研究が進め られています。膜面の曲げ・せん断変形を考慮した研究として,シェル要素(有限要素法の板要素)を用いた研究が挙げられます。膜面を折り畳んでから展開するまでの間の一連の力学状態をより精度よく評価することを目的とし、前段階と して等方弾性体からなる膜材をシェル要素で表現し,展開挙動を動的解析しました。合わせて膜厚が展開挙動に与える影響を評価しました。

2015年2月24日 18時03分22秒 (Tue)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(108)

学生セッション:空力 2 (2)
11 月 13 日(木)10:45 〜 12:15  
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)2L09 超音速および遷音速領域での再突入飛行体におけるバルートの性能評価に関する研究
○ 吉岡 寛友 , 大津 広敬(龍谷大)
バルートとはバルーンとパラシ ュートの複合語であり,宇宙機の再突入飛行時の減速に使用されるインフレータブル構造体の減速装置のことで、密度の低い高高度での減速が可能になり,空力加熱を軽減できると期待されています。打ち上げ時のようにバルートを必要としない場合は宇宙機内に収納しておくことも可能です。しかし飛行中に形状変化する 可能性が考えられ、形状変化を考慮したバルートの空力特性を調べ ることを目的に風洞実験を行いました。

(5)2L10 極超音速流れの熱化学非平衡モデルに対する不確定性定量化
○ 紀 拓海 , 荻野 要介 , 大西 直文(東北大)
惑星探査や地球帰還ミッションを遂 行するためには,大気突入時における宇宙機まわりの流れ場の予測が重要な課題となります。宇宙機が高速で大気圏突入する際,流れ場は熱化学非平衡状態となり、多くの不確かさを含むモデルを用いて正確な流れ場の解析結果を得るのは困難です。極超音速流れの数値シミュレーション に用いる熱化学非平衡モデルに対して,モデル由来の不確定性が出力に与える影響を調査することで,現在 の非平衡モデルをより物理現象に則したモデルにする ための指針を得ることを目指しました。

(6)2L11 観測ロケットを利用した極超音速統合制御実験 (HIMICO) における エンジン及びインテーク形状の検討
○ 島村 佳成 , 天野 雄祐 , 砂永 和哉 , 佐藤 哲也(早大), 田 口 秀之 , 小島 孝之(JAXA)
極超音速統合制御実験(HIMICO)は,運用方法が確立している観測ロケットを利用し,極超音速飛行時における機体とエンジンの統合制御則の確立を目的 としています。HIMICO計画におけるエ ンジンのうち空気取り入れ口(インテーク)の設計検討項目を示しました。本実験のエンジンは、レイノルズ数の違いや製作精度違いがあることから、空力的、構造的な課題を検討する必要があります。ここでは、エン ジンとインテークの仕様、インテークの始動性、 設計点での性能および実験中のシーケンス等の検討結果について報告しました。

2015年2月24日 12時42分47秒 (Tue)

第58回宇宙科学技術連合講演会セッション紹介(107)

学生セッション:空力 2 (1)
11 月 13 日(木)10:45 〜 12:15  
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)2L06 再突入飛行体の空力加熱評価における電離反応に関する研究
○ 奥田 優馬 , 大津 広敬(龍谷大)
空力加熱を予測するための解析で用いる熱化学モ デルについては、速度が小さい領域では熱化学モデルが確立されていますが、速度が大きい領域では解析に用いる熱化学モデルが確立されていません。本研究では、より正確な空力加熱の予測が可能な熱化学モデルの確立を目指し、「はやぶさ」の機体形状をモデルに数値流体力学解析を行い、空力加熱による影 響について調べました。飛行体の速度が大きくなると最大温度が高くなるだけでなく、温度が最大となる位置が飛行体の先端に近付くことで飛行体に対する加熱が大きくなることがわかりました。

(2)2L07 遷音速自由飛行試験における HTV-R カプセル模型の運動のモデル化の検討
○ 石田 照歩 , 永井 大樹(東北大), 丹野 英幸 , 小室 智幸 (JAXA)
国際宇宙ステーションへの補給と回収、地球への物資 輸送を目的とした宇宙船HTV-Rの研究開発が活発に行われています。 HTV-R には HRVと呼ばれる揚力飛行カプセルが含まれており、HRV を用いた地上への物資輸送が考えられています。HRV などが持つ遷音速での不安定運動のモデル化に向けて,JAXA 角田宇宙センターの所有するバリスティックレンジを用いたHRV カプセル模型の自由飛行試験を行い,高速度カメラと模型に内蔵した加速度計によりその運動の調査を行いました。

(3)2L08 超音速機のジェット噴射による姿勢制御における迎 え角の影響
○ 山口 裕介 , 吹場 活佳 , 小野 裕太 , 綿引 雅一(静岡大)
通常航空機が飛行するときは動翼を使って機体の姿勢を制御します。しかし動翼を用いた姿勢制御では速応性が悪く, 素早い制御は困難です。機体の側面からジ ェットを噴射し,その反作用で姿勢を制御するRCSという方法があります。超音速流とこのジェットの干渉について風洞実験を行うことで, ジェット噴射が迎え角に与える影響,および干渉により生じる流れ場を調査しました。ジェットの噴射孔の位置を変えた 2 種類の模型を用意し、噴射孔の位置の違いによる発生制御力の変化についても議論しました。


プロフィール

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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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