無人航空機による速度可変型貫入観測装置の開発と桜島昭和噴火口直近での実証観測
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18H01689
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
田中 智 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (30249932)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 哲哉 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (10280554)
白石 浩章 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (10353418)
佐伯 和人 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (50292363)
村上 英記 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (10166259)
後藤 健 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (40300701)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | ペネトレータ / 火山予知 / 火山ガス / 防災 / 無人航空機 / ドローン / 火山観測 / 噴火予知 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の主目的は火山災害の軽減に貢献すべく観測研究を推進するために、火山噴火口から極力近接した場所に観測装置を設置し、継続的な観測を行うことを実証することである。このために、「ペネトレータ」と呼ばれる貫入型観測プローブを無人航空機で搬送し、目的地に投下設置するシステムを開発する。さらに開発したシステムを鹿児島県桜島噴火口付近に設置し継続的な火山ガス観測を行うことによって科学的データを取得する。
本研究は平成27－29年度で実施した基盤研究(A)「無人機を用いた落下貫入型火山観測プローブの開発および西之島新島での実証観測」（15H01793）での開発実績を踏まえ、火山火口付近で想定される軟弱な地質についても適切な深度で設置できるペネトレータを開発すること、および火口付近の観測で最も効果的な成果が期待される火山ガスセンサーを開発することが本年度の主たる目標である。
「ペネトレータの開発」については、通信回線の確保（アンテナの地上露出）、火山ガスの吸入口の確保のため、無人機からの投下によって秒速100m/s程度に達成する観測プローブが地中に全て埋設しない様構造を前年までに設計を完了し、本年度はその試作、および性能試験を実施して評価を行った。
また、前年度から開発を進めてきたドローンを用いた投下システムの製造を実施し性能試験を実施した。ドローンを用いることにより、これまでペネトレータ投下に使用してきた有翼無人機よりも容易に投下試験の実施が可能となった。特に観測したい地点が可視域ではあるが立ち入りができないフィールド（例えば火口縁までは立入ることが可能だが火山ガスが活発に噴出している火口付近を観測したい場合など）においては非常に強力な投下システムである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
貫入緩和装置については投下試験を実施した結果概ね設計通りの性能を確認することができた。さらに性能を精密に評価するために高高度での貫入試験を実施したが、無人機からの切り離し部分に不具合が発生したために正常な投下試験ができなかったために再試験の必要性が生じた。
投下時のそのほかペネトレータ観測装置を構成する部品などについてはほぼ開発を完了し、製造に必要なセンサーや部品などの準備は完了した。
ペネトレータを搭載するドローンについても製造を終了したが、性能試験において一部不具合が見出された。原因については究明が完了し修理済みであるが、性能評価試験を再度実施するまでには到っていない。
これら上記の理由のために年度下半期に予定をしていた鹿児島県諏訪之瀬島においてドローンを用いて
噴火口付近への投下試験を行う予定をキャンセルした。以上の状況により予定からやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度上四半期、貫入緩和装置の性能試験、およびドローンの飛行試験を速やかに実施し、開発を完了させる。
この成果に基づいて、昨年度予定していた諏訪之瀬島でのペネトレータ貫入試験を実施する（本年度第二四半期）。本フィールドは平成27－29年度で実施した基盤研究(A)（15H01793）にて最終的に実証したフィールドであり、火口付近へ投下したペネトレータのみが不成功であった。今回新たに開発した投下システムおよび貫入深度緩和システムの有用性を実証することができるため、計画が遅れている現状鑑みても着実に遂行する。
上記の結果を踏まえ、本年度下半期には本研究の最終目標であった桜島での投下試験およびデータ収集解析を遂行し、その成果をまとめる。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
