2014 Fiscal Year Annual Research Report
皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発
| Project/Area Number |
24246138
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
齋藤 芳隆 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 (50300702)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋田 大輔 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (30435812)
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)
中篠 恭一 東海大学, 工学部, 准教授 (60408028)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 科学観測気球 / スーパープレッシャー気球 / 膜構造物 / 網 / 非線形有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成25年度に開発した尾部構造、および、網の取付方法を用いて体積5,000 m3のスーバープレッシャー気球を製作すると共に飛翔試験用のゴンドラを製作し、平成26年6月の飛翔試験に臨んだが、飛翔機会が得られなかった。そこで、代替として、地上での膨張破壊試験を平成26年9月に行ったところ、気球引き裂き機構の気球頭部側のフィルムが、引き裂き機構部に伸びが小さく、かつ貼り付け後に縮むフィルムを貼り付けていることに伴う応力集中のため破壊し、十分な耐圧性能が得られない、という問題が判明した。このため、引き裂き機構部の補強と、網をフィルムよりも短くしてフィルムへの応力を下げる改良を行い、平成27年6月に地上での膨張破壊試験を実施した。その結果、一部のフィルムが展開せず、非対称な形状に膨張し、網の一部に応力が集中し破断する問題が判明した。ゴア形状を細長くするという改良を提案し、平成27年11月に体積10 m3の気球をその方法で製作し、地上膨張試験により対策の有効性を確認した。この方法で体積2,000 m3の気球を製作し、地上膨張試験を実施したところ、耐圧性能1,000 Paの達成が確認された。この気球の重量は54 kgと極めて軽く、40 kgのペイロードを搭載して高度22 kmの上空を長時間飛翔させることが可能な性能である。これは、我が国で初めて実用的な小型スーパープレッシャー気球が成立することが示された実験であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
地上試験において性能の確認を完了することができたが、年度当初に計画していた飛翔試験での実証までは完了できなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
現状の製作方法では、理想的な場合の３割程度の耐圧性能を引き出しているにすぎない。この原因を探り、改善案を検討する。
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[Journal Article] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発-新ゴア形状の気球の展開試験2016
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健, 中篠 恭一, 秋田 大輔, 松尾 卓摩, 河端 昌也, 田村 啓輔, 大谷 章夫, 山田 昇, 松嶋 清穂, 橋本 紘幸, 島津 繁之
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Journal Title
第16回宇宙科学シンポジウム集録
Volume: -
Pages: -
Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発(NPB5-1a)2015
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健, 山田 和彦, 中篠 恭一, 秋田 大輔, 松尾 卓摩, 河端 昌也, 田村 啓輔, 大谷 章夫, 山田 昇, 松嶋 清穂, 田中 茂樹, 橋本 紘幸, 島津 繁之
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Journal Title
平成27年度大気球シンポジウム集録
Volume: -
Pages: -
Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発(NPB5-1)2014
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健, 山田 和彦, 中篠恭一, 古田良介,堂本 航大, 秋田大輔, 田村 啓輔, 大谷 章夫, 山田 昇, 松嶋 清穂, 田中 茂樹, 橋本 紘幸, 島津 繁之
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Journal Title
平成26年度大気球シンポジウム集録
Volume: -
Pages: -
Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発 体積2,000 m3気球の地上試験結果の報告2016
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健, 中篠 恭一, 秋田 大輔, 松尾 卓摩, 河端 昌也, 田村 啓輔, 大谷 章夫, 松嶋 清穂, 橋本 紘幸, 島津 繁之
Organizer
日本物理学会第71回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発-新ゴア形状の気球の展開試験2016
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健, 中篠 恭一, 秋田 大輔, 松尾 卓摩, 河端 昌也, 田村 啓輔, 大谷 章夫, 山田 昇, 松嶋 清穂, 橋本 紘幸, 島津 繁之
Organizer
第16回宇宙科学シンポジウム
Place of Presentation
宇宙航空研究開発機構相模原キャンパス
Year and Date
2016-01-05 – 2016-01-06
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[Presentation] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発(NPB5-1a)2015
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健, 山田 和彦, 中篠 恭一, 秋田 大輔, 松尾 卓摩, 河端 昌也, 田村 啓輔, 大谷 章夫, 山田 昇, 松嶋 清穂, 田中 茂樹, 橋本 紘幸, 島津 繁之
Organizer
平成27年度大気球シンポジウム
Place of Presentation
宇宙航空研究開発機構相模原キャンパス
Year and Date
2015-11-05 – 2015-11-06
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[Presentation] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発 -体積5,000 m3気球の地上試験結果の報告-2015
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健, 中篠 恭一, 秋田 大輔, 田村 啓輔, 大谷 章夫, 松嶋 清穂, 田中 茂樹, 橋本 紘幸, 島津 繁之
Organizer
日本物理学会秋季大会
Place of Presentation
大阪市立大学
Year and Date
2015-09-25 – 2015-09-28
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[Presentation] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発(NPB5-1)2014
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健, 山田 和彦, 中篠恭一, 古田良介,堂本 航大, 秋田大輔, 田村 啓輔, 大谷 章夫, 山田 昇, 松嶋 清穂, 田中 茂樹, 橋本 紘幸, 島津 繁之
Organizer
平成26年度大気球シンポジウム
Place of Presentation
宇宙航空研究開発機構相模原キャンパス
Year and Date
2014-11-06 – 2014-11-07
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[Presentation] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発2014
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健, 中篠 恭一, 古田 良介, 堂本 航大, 秋田 大輔, 田村 啓輔, 大谷 章夫, 松嶋 清穂, 田中 茂樹, 橋本 紘幸, 島津 繁之
Organizer
日本物理学会秋季大会
Place of Presentation
佐賀大学
Year and Date
2014-09-18 – 2014-09-21
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[Presentation] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発2014
Author(s)
斎藤 芳隆, 後藤 健,中篠 恭一, 古田 良介, 堂本 航大, 秋田 大輔, 田村 啓輔,大谷 章夫, 松嶋 清穂, 田中 茂樹,島津 繁之
Organizer
日本天文学会2014年秋季年会
Place of Presentation
山形大学
Year and Date
2014-09-11 – 2014-09-14
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