2015 Fiscal Year Annual Research Report
翅・葉の脈網構造の模倣による宇宙用インフレータブル構造の性能向上
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25630393
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
小島 広久 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50322350)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 宇宙インフレータブル / 膜面 / 展開挙動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙構造物はロケット等で輸送されるという制約上，軽量かつ折りたたみやすい構造が適している．そのような構造の一つとして宇宙インフレータブル構造物がある．利点としては収納率が高い，重量が軽い，展開信頼性が高い，コストが少なくてすむという4点が挙げられる．こうした利点から将来的な大型宇宙構造物への応用が期待されている．しかし，展開時に振動が残りやすい，より良い折りたたみ方を考案する必要性がある．従来研究で検討された折りパターンやチューブの配置パターンは少ない．本研究課題では，振動を抑え，収納率の高いインフレータブル構造物を検討するために，折りパターンやチューブの配置パターンによる影響を実験的に調査，考察を行い，以下の成果を得た．
(1)展開時間はチューブの体積に反比例，流入流量に比例する．(2)チューブ復元力はチューブ幅のおよそ3乗に比例する． (3)収納時のスケールは，前方投影面積の点ではロールが有利であり，最大長さと体積の点では円筒折りが有利である．(4)連続的な展開、振動のない展開を行うためにはチューブ内部で共通空間を持つ必要があり，円筒折りが有利である．(5)膜面全体が均一に同時に展開するのにはミウラ折りが適切である．・膜全体に張力を保って展開する（高い展開率）には，チューブ分岐角が大きい方が有利である．
さらに，翅を模擬した膜面の展開実験を行い，以下の果を得た．
(1)展開初期では膜の根元が展開，そののち，翅部分が展開する．その後残りの前縁付近と共に膜面全体が展開する．(2)チューブ内の空気流量は一定ではなく，翅部分が展開するときに流量が大きくなるが，最終的に膜面全体の展開は成功した．
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