Mechanism of micro-vibration transmission through electric harnesses and its application to dampers

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K04253
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 内田 英樹 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (90450709)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 巳谷 真司 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主幹研究開発員 (00747446) ; 壹岐 賢太郎 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (00770257) ; 安田 進 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (30450711)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 微小振動 / 擾乱 / 振動絶縁 / ダンパ / 人工衛星 / 宇宙機 / 構造

Outline of Annual Research Achievements

人工衛星内部の搭載機器が稼働する際に発生する微小振動（以下、擾乱と言う）が観測機器に伝搬することで画像の歪み等の観測結果に悪影響が生じる。本研究の目的は、人工衛星を構成する構体パネルに敷設される電源ハーネスが擾乱の伝達経路でありながら構造要素にもなり得る事実に着目し、電源ハーネスを積極的に擾乱抑止の減衰機構（ダンパ）へとその構造を仕立てる設計手法を構築することである。
具体的には、電源ハーネスの束ね方や曲げ方、固縛間隔、構体パネルへの固定間隔といった電気的のみならずダンパとしても最適な構造と敷接方法等を解析的および実験的に明らかにすることであり、これらに関連する研究項目は以下の３つである。
１． 構造特性のばらつきを考慮した電源ハーネスのモデル化と構造・電気性能同時最適化
２． 超低剛性ハーネス（電源ハーネスのゼロ曲げ剛性化）
３． 電源ハーネスのダンパ化
計画初年度の令和２年度では、項目１について、サンプルとなる電源ハーネスの準備と調達した２次元レーザー変位計（プロファイル測定器）を用いた電源ハーネスの形状測定系の構築を検討した。項目２について、３Ｄプリンタを用いてゼロ曲げ剛性化機構を試作し、機構を電源ハーネスに装着した形態での振動伝達特性を取得する試験系の構築を行った。項目３について、構造減衰を促すために電源ハーネスに巻くことを検討しているカーボンナノチューブ（CNT）織物の調達時期について製造元と調整を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍の影響により、プロファイル測定の調達にあたり機能選定と確認に当初予定以上に時間を要したため、測定系の構築がまだ途中段階であるため、モデル化の作業がやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

本研究の当初計画のアプローチは電源ハーネスのモデルを構築してから、人工衛星の構体を模擬したパネルと結合し、実験データと比較した上でダンパーとしてのモデル化を目指すものであった。ところが、電源ハーネスのモデル化が遅れていることで、今後全般的に計画が遅れてくる可能性が高い。そこで、モデル化の検討と並行して実施できる実験データ取得等の作業も進めて全体的な遅延を最小限に留める。

Causes of Carryover

２次元レーザー変位計（プロファイル測定器）の機能の選定と確認に時間を要したことで、全体の予算執行計画が遅延したため。