2014 Fiscal Year Annual Research Report
超高速衝突時に発生するイジェクタの衝突角度／温度依存性評価と国際標準化への対応
| Project/Area Number |
24360351
|
|---|
| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
赤星 保浩 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (60222519)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 政弘 名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (60282828)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 宇宙環境 / 微小宇宙ゴミ / 超高速衝突 / 二段式軽ガス銃 / 環境温度 / 国際標準規格 / 斜め衝突 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
増加の一途を辿っている宇宙ごみの増加割合を低減させるため、各国が対策を取りつつあるが必ずしも効果が上がっていない。そこで、国際標準化機構（ISO）を通じて抑制する動きがあり、ISO11227が平成２４年９月１５日に制定され、５年後に見直し時期を迎える。本研究では、日本が主導して同規格案を修正し、日本の宇宙開発の妨げにならないよう配慮しつつ、宇宙環境保全活動へ貢献するような規格案に改正することを目的とする。ISO11227の見直し時期に、斜め衝突を標準試験の一つとして追加し、さらに温度依存性確認試験を追記できるようにする。
（１）前年度の成果を受け、斜め衝突試験条件を作成した。この試験条件の妥当性を確認するため、宇宙科学研究所に設置されている二段式軽ガス銃を用いて実験を行い、本学で行った実験結果との同等性を確認した。
（２）タアルミニウム合金（A6061-T6）の厚板に対して，アルミニウム球（2017-T4）直径4.5mmを3．5 km/sで衝突させ、発生したイジェクタをのサイズを測定し、分布を求める（以下、直接法と呼ぶ）とともに、ウィットネスプレートの圧痕のサイズ分布（以下、画像解析法と呼ぶ）との比較を行った。画像解析法では，発生するイジェクタを少なく見積もる可能性があることがわかり，ISO11227に温度依存性を取り入れる際には，注意が必要であることがわかった．改定案（温度に関する補足項）には，そのことを踏まえる必要があり，その詳細のために，さらに実験を増やし，データの検討が必要である．
以上の研究内容を、ISOの規格検討会議、衝撃波シンポジウム等に参加し、他研究者と意見交換を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
斜め衝突実験条件を設定し、その妥当性を本学以外でも確認した。さらに、画像解析を通じたイジェクタ分布計測では過少評価する可能性があることが新たに分かった。これらを踏まえ、現在、2017年に提案するISO11227の改定案について検討しており、ISO総会ならびにWGに報告を行う予定である。なお、別途、ISO11227制定過程について、JAXAレポートに詳細を紹介できないか、JAXAと協議しているところである。
|
| Strategy for Future Research Activity |
２０１４年５月２６日から３０日にISO/TC20/SC14の総会に参加したところ、新たにフランスから弾道限界曲線の同定に関する規格案を提案する動きがあることが分かった。今後はこの動きを注視し、場合によってはISO11227と弾道限界曲線に関する規格案との統合ができないか、ISO総会ならびにWGを通じて議論していく予定である。また、昨年度実施したイジェクタ破片の簡易的な速度計測実験ならびに宇宙材料（炭素繊維強化複合材料を新たに検討予定）における温度依存性実験をさらに重ね、2017年度の見直し時期に同規格に追記できるよう準備を進める。
|
| Causes of Carryover |
内径6mmの発射管（線条痕なし）から直径1mmのアルミ球を秒速５ｋｍで発射するために、プラスチック製のカバー（サボ）を使用している。ところが、このサボの分離成功率が３０％程度で実験の大きな律速となっている。そこで、次年度予算を繰り越すことで、線条痕付きの発射管の導入を検討した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
宇宙科学研究所では既に線条痕付き発射管を導入しサボ分離成功率を７割程度に向上させているが、アメリカから購入しているため約３００万円掛かっている。そこで、国内で線状痕付き発射管を製造できるメーカを探していたところ、松永学長より地元企業を紹介して頂いた。当該企業では線条痕付き発射管を製造したことがなかったため、具体的な加工手順など詳細を事前相談していたが、相談に時間がかかったため年度を跨いでの交渉となった。
|
