一単位の通常実験室に収容できる小型超高速衝撃装置の開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555260
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 澤岡 昭 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (40029468)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上松 和夫 石川島播磨重工業(株), 技術研究所, 主任研究員 ; 田邊 靖博 東京工業大学, 工業材料研究所, 助教授 (70163607)
• Keywords: 発射装置 / 二段式軽ガス銃 / ヘリウム / 水素 / プロジェクタイル / 超高速度 / 小型発射装置 / 衝突

Research Abstract

本研究は30m^2程度の面積を持つ普通仕様の実験室に収容できる超小型二段式軽ガス銃発射装置を開発することを目的としたものである。(1)直径1.0mmのプロジェクタイルを秒速7km/sに加速できる超小型二段式軽ガス銃発射装置について計算機シミュレーションを行い最適パラメーターを決めた。この過程において、プロジェクタイルの小型化に伴い、プロジェクタイルと発射管の内壁との摩擦による効率の低下を克服することが、本研究のキーポイントの一つであることが分かった。(2)本研究の代表者による概念設計に基づいて、発射装置の詳細設計と製作が業者によって行われ納入された。運転上支障となる問題はほとんど生じなかったが、直径1.6mmのマンガンアルミ合金製の小球を内蔵したナイロン製飛行体を精度良く製作し、その取扱いには相当の熟練を必要とすることが分かった。(3)発射実験はヘリウムガスを駆動ガスとして、初期ガス圧力、ダイヤフラムの厚み、発射薬の重量などをパラメーターとして、数多くの発射実験を行った。その結果、200mgのプロジェクタイルを4.1km/sに加速することに成功した。(4)ヘリウムガスを水素ガスに置き換えて発射実験を継続して実施している。ヘリウムガスによって得られた最適パラメーターによって、水素ガスによる発射を行ったが、期待したプロジェクタイルの速度の増加が見られなかった。水素ガスに適した運転条件の最適化を行う必要がある事が分かった。水素ガスを使用して得られたプロジェクタイルの最高速度は4.3km/sであった。

Research Products

• [Publications] H.Tamura: "Higher Acceleration Technique of Microprojectiles in a Magnetoplasmadynamic Accelerator" Rev.Sci.Instruments. 64. 724-727 (1993)
• [Publications] 弘中 陽一郎: "超小型二段式軽ガス銃の試作" 平成5年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 247-250 (1994)