2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development study of Hypersonic flight demonstrator for spaceplane technologies
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25249125
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
澤井 秀次郎 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 (30270440)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂井 真一郎 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 (10342619)
坂東 信尚 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 (10415896)
丸 祐介 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 (20524101)
永田 晴紀 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40281787)
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)
小林 弘明 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, 特任准教授 (50353420)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | スペースプレーン / 超音速 / 飛行実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目標は，空気吸い込み式エンジンを用いるスペースプレーンの実現に向けて，飛行実証を通して基盤となる技術を獲得することにある．そのために，気球による高高度からの落下と無火薬式の小型ロケットブースターによる加速を組み合わせた，低コストの高速飛行実証手段を構築する．本研究では，飛行実験システムの検討・試作を行い，最終的に飛行実験を行って実験システムの有効性を実証することを目指す．また，実験システムの試作研究を通して，スペースプレーンの実現に必要な技術の研究を実施する．
H28年度は，1. 高速飛行実験システム検討，2. 飛行実験機の試作研究，3.スペースプレーンの実現に必要な技術の研究として空力設計技術の研究，を行った．
1では，実験機形態の風洞実験によって取得された，マッハ数や操舵角をパラメータとする空力特性を用いて飛行実験軌道検討を行った．到達高度や運用制約など，気球I/F条件を具体的に考慮した．その結果，気球を利用したシステムにおいては，気球の到達高度が全体の性能を決める要因であることが明らかになった．気球実験機会の獲得に向けた活動を実施してきているものの，機会獲得には至っていないなかで，地上試験での機能検証を進めるべく実験計画検討を進めた．地上で一連のシーケンスを実時間で流す実験を立案した．
2では， (1)試作を行ってきた実験機構造の機械噛合せを行い，その結果を受けた調整や改修を行った．(2)アビオニクスの電源分配機能および電源・信号ハーネスの検討を実施した．(3)飛行実験シーケンスの具体化に沿って，ソフトウェアの開発を進めた．
3では，空力設計技術に関して，スペースプレーンの空力形状としてウェーブライダーの特性を利用することを考えている．今年度は，ウェーブライダーに単純な可変機構を設けることで非設計点性能を改善するアイディアに関する研究を行った．
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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
飛行実験機の試作研究は概ね順調に進んできた．その過程で，スペースプレーンの実現に必要な技術の研究も進めることが出来ている．一方で，実験システムを実証するための飛行実験機会を得るための活動を継続しているものの，機会獲得には至っていない．システムの機能や健全性を可能な限り地上で確認，検証できる実験を進めて行く必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
開発を進めてきた飛行実験機システムの機能確認・実証を，地上実験によって行うことにしたい．
これまで開発を進めてきた実験機システムの機能試験として，加速用ブースターと実験機を組み合わせた形態において，加速用ブースターの地上燃焼試験を実施する．その際，検討してきた実験シーケンスを模擬した実時間のシーケンス試験を行い，電気的な意味での実験機システムの一連の検証を行う．また，これまでの検討で明らかになってきた，気球システムや実験場などを含めたシステム全体の成立性向上のための課題を引き続き検討する．それら課題やそれらに対する工夫を反映した飛行実験システムを最終的に提案する．
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