大型ゴッサマー多体宇宙構造物の運動予測法の確立と運動の理解

• 研究課題/領域番号: 15H04204
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 宮崎 康行 日本大学, 理工学部, 教授 (30256812)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2015年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: 宇宙構造物 / 宇宙インフラ / 柔軟多体動力学 / 構造保存解法 / 運動予測 / 自己展開構造 / 展開宇宙構造物 / ゴッサマー構造物

研究成果の概要

本研究は，大型膜面やケーブルなどのゴッサマー構造と伸展ブームや宇宙機本体などの支持構造から成る大型ゴッサマー多体宇宙構造物の高速・高精度の運動解析理論の構築と，展開などの運動の予測法の確立，それによる運動の本質の理解を目的とし，次の3つの課題を解決した．すなわち，①ゴッサマー多体動力学の構造保存型大規模並列解析コードNEDA3.0の完成とソーラーセイルへの適用，②スピン展開膜面の相似則構築と微小重力実験による検証，③高非線形動的システムの運動予測法と運動の分解法の構築．そして，研究の集大成として，自己展開膜面トラスの設計・解析法を提案し，30m級モデルの展開実験に成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Deployable Techniques for Small Satellites (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE 巻: 106 号: 3 ページ: 471-483
  • DOI: 10.1109/jproc.2018.2799608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified method of detecting dynamic buckling (2018)
  • 著者名/発表者名: Shoko Arita, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Letters 巻: 4 号: 0 ページ: 17-00441-17-00441
  • DOI: 10.1299/mel.17-00441
  • NAID: 130006322260
  • ISSN: 2189-5236
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Estimation Method of Missing Components for Spin Deployable Membrane Dynamics (2018)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kawazoe, Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Digital Proceedings of AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference 巻: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.2514/6.2018-2159
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Proposal of New Deployable Space Structure Applying Buckling (2018)
  • 著者名/発表者名: Shoko Arita, Itsuki Fukuta, Yoshiki Yamagiwa, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Digital Proceedings of 2018 AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference 巻: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.2514/6.2018-1952
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Characteristics of Self-Extensible boom (2018)
  • 著者名/発表者名: Momoko Fukunaga, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: DIgital Proceedings of 2018 AIAA Spacecraft Structures Conference 巻: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.2514/6.2018-0451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Verification of the Similarity Rules for Spin Deployment Membrane in the ground experiment (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tatematsu, Tomohiro Suzuki, Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Proceedings of 4th AIAA Spacecraft Structures Conference, AIAA SciTech Forum 巻: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.2514/6.2017-1114
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Membrane Deployment de-orbit System by convex tapes (2017)
  • 著者名/発表者名: Noboru Tada, Shota Inoue, Yasuyuki Miyazaki, Masahiko Yamazaki
  • 雑誌名: Proceedings of 4th AIAA Spacecraft Structures Conference, AIAA SciTech Forum 巻: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.2514/6.2017-0619
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Deployment Dynamics of Self-Deployable Truss Structure Consisting of Bi-convex booms (2017)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Tamura, Shota Inoue, masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Proceedings of 4th AIAA Spacecraft Structures Conference, AIAA SciTech Forum 巻: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.2514/6.2017-0175
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A study of dynamic evaluation of structural buckling (2016)
  • 著者名/発表者名: Shoko Arita, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Letters 巻: 2 号: 0 ページ: 15-00677-15-00677
  • DOI: 10.1299/mel.15-00677
  • NAID: 130005143532
  • ISSN: 2189-5236
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Analytical solution of the bending of a bi-convex boom (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Miyazaki, Shota Inoue, Akihiro Tamura
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 2 号: 6 ページ: 15-00465-15-00465
  • DOI: 10.1299/mej.15-00465
  • NAID: 130005114892
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] コンベックステープの曲げ変形の解空間 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮崎康行, 菅野宏伸
  • 学会等名: 第26回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
• [学会発表] 展開宇宙構造物の動的座屈解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 有田祥子，宮崎康行，福田一樹，山極芳樹
  • 学会等名: 第54回日本航空宇宙学会関西・中部支部合同秋期大会
• [学会発表] 自己展開トラスの展開性向上 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福永桃子, 宮崎康行
  • 学会等名: 第61回宇宙科学技術連合講演会講演集
• [学会発表] Proposal of a Method to Detect Buckling and Unstable Deformation in Dynamic Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoko Arita, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: 68th International Astronautical Congress
  • 国際学会
• [学会発表] バイコンベックスブームを用いた自己展開トラス構造の試作検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高坂大樹, 宮崎康行
  • 学会等名: 第59回構造強度に関する講演会
• [学会発表] Similarity Rule of Deployment Behavior for Spin Deployment Membrane (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Suzuki, Yasuyuki Miyazaki, Masahiko Yamazaki
  • 学会等名: International Symposium on Spce Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] Estimation Method of Missing Components for Spin Deployable Membrane Dynamics (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoji kawazoe, Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: International Symposium on Spce Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] Structural Characteristics of BCON Truss (2017)
  • 著者名/発表者名: Momoko Fukunaga, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: International Symposium on Spce Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] Concept of Large Space Structure Using Three-Dimensional Self-Deployable Truss (2017)
  • 著者名/発表者名: Daishi Kawarabayashi, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: International Symposium on Spce Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] 剛体及び剛体拘束系への構造保存型 ANCF の適用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菅野宏伸, 宮崎康行
  • 学会等名: 第 25 回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
  • 発表場所: ホテル亀福（山口県山口市）
  • 年月日: 2016-12-21
• [学会発表] ハブに巻き付けられたコンベックステープの剥離条件 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福永桃子, 宮崎康行
  • 学会等名: 第 25 回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
  • 発表場所: ホテル亀福（山口県山口市）
  • 年月日: 2016-12-21
• [学会発表] Membrane Deployment Deorbit System by Convex Tapes (2016)
  • 著者名/発表者名: Noboru Tada, Shota Inoue, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: Deorbit Device Competition
  • 発表場所: Hotel Longoz (Varna, Bulgaria)
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] 微小重力環境下実験を用いた遠心力展開膜面の展開挙動相似則の検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 立松 裕基, 鈴木 智大, 山崎 政彦, 宮崎 康行
  • 学会等名: 第60回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 北海道函館市函館アリーナ（北海道函館市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 微小重力環境下でのインフレータブルチューブの伸展挙動解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田諭, 丸木悠暉, 山崎政彦, 宮崎康行
  • 学会等名: 第60回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 北海道函館市函館アリーナ（北海道函館市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] コンベックステープを用いた膜面展開型デオービット機構の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 多田 伸, 宮崎 康行
  • 学会等名: 第60回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 北海道函館市函館アリーナ（北海道函館市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 三次元自己展開トラスの概念と微小重力下における展開特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河原林 大思, 宮崎 康行
  • 学会等名: 第60回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 北海道函館市函館アリーナ（北海道函館市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 微小重力下における自己展開トラス構造の展開挙動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田村 明寛, 井上 翔太, 宮崎 康行
  • 学会等名: 第60回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 北海道函館市函館アリーナ（北海道函館市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 航空機パラボリックフライトによる宇宙展開構造物の微小重力環境実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎 政彦, 立松 裕基, 田村 明寛, 多田 伸, 山田 諭, 河原林 大思, 鈴木智大, 宮崎 康行, 坂本 啓
  • 学会等名: 第60回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 北海道函館市函館アリーナ（北海道函館市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] Similarity Rules for Spin Deployment Membrane (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tatematsu, Tomohiro Suzuki, Masahiko Yamazaki , Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: 8th Asian Conference on Multibody Dynamics
  • 発表場所: 金沢都ホテル（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] Report on Microgravity Experiments of Self-Deployable Truss Structure Consisting of BCON Booms (2016)
  • 著者名/発表者名: Shota Inoue, Akihiro Tamura, Daishi Kawarabayashi, Dan Hyodo, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: 8th Asian Conference on Multibody Dynamics
  • 発表場所: 金沢都ホテル（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] 構造座屈と不安定性の動力学的評価手法の提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 有田祥子，宮崎康行
  • 学会等名: 第31回宇宙構造・材料シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所（神奈川県・相模原市）
  • 年月日: 2015-12-08
• [学会発表] コンベックステープを用いた膜面展開型デオービット機構の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 多田伸，井上翔太，宮崎康行，山崎政彦
  • 学会等名: 第59回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 鹿児島県民交流センター（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-07
• [学会発表] 複合膜面構造物展開実証衛星「SPROUT」の膜面展開結果(第一報） (2015)
  • 著者名/発表者名: 大日向健人, 丸木悠暉, 日大超小型人工衛星開発チーム，山崎政彦, 宮崎康行
  • 学会等名: 第59回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 鹿児島県民交流センター（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-07
• [学会発表] BCON ブームを用いた自己展開トラス構造の構造特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村明寛，井上翔太，宮崎康行
  • 学会等名: 第57回構造強度に関する講演会
  • 発表場所: 岡山理科大学（岡山県・岡山市）
  • 年月日: 2015-08-05
• [学会発表] 大型展開膜構造物の宇宙での実現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮崎康行
  • 学会等名: IASSプレシンポジウムセミナー
  • 発表場所: 工学院大学（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2015-07-13
  • 招待講演
• [学会発表] Attitude Determination and Control of Nano-Satellite "SPROUT" (2015)
  • 著者名/発表者名: Kento Ohinata, Mahisako Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] Dynamic Characteristics of Self-Deployable Structure Consisting of Tape Springs (2015)
  • 著者名/発表者名: Shota Inoue, Akihiro Tamura, Noboru Tada, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] Ground Experiments of Deployment of Inflatable Membrane Structure of Nano-Satellite "SPROUT" (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Maruki, Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] Dynamic Empirical Data Driven Model for Sail Membrane Dynamics Estimation (2015)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] CubeSat Design for Space Demonstration of Deployable Membrane Structure Technologies (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiraku Sakamoto, Hiroki Nakanishi, Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki, Hiroshi Furuya, Akihito Watanabe, Kazuki Watanabe, Mitsushige Oda
  • 学会等名: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] Achievement of Long-Term On-Orbit Operation of SIMPLE Inflatable Extension Mast (2015)
  • 著者名/発表者名: Ken Higuchi, Hiroshi Furuya, Yasuyuki Miyazaki, Takahira Aoki, Choji Yoshida, Akihito Watanabe, Kazuki Watanabe, SIMPLE Project Team
  • 学会等名: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] 大型展開膜構造物の宇宙での実現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮崎康行
  • 学会等名: IASSプレシンポジウムセミナー
  • 発表場所: 大阪産業創造館（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2015-07-01
  • 招待講演
• [学会発表] Space Verification of Advanced Deployable Structure by Using Nano-Satellite (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Miyazaki, Noboru Tada, Shota Inoue, Akihiro Tamura, Masahiko Yamazaki
  • 学会等名: Proceedings of 7th Internationcal Conference on Recent Advances in Space Technologies
  • 発表場所: イスタンブール（トルコ）
  • 年月日: 2015-06-17
  • 国際学会
• [学会発表] 大型展開膜構造物の宇宙での実現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮崎康行
  • 学会等名: IASSプレシンポジウムセミナー
  • 発表場所: 名古屋ダイヤビルディング（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-06-12
  • 招待講演
• [備考] 大型ゴッサマー多体宇宙構造物の運動予測法の確立と運動の理解
  • URL: http://forth.aero.cst.nihon-u.ac.jp/research_GMD.html
• [備考] 日本大学研究者情報
  • URL: http://kenkyu-web.cin.nihon-u.ac.jp/Profiles/42/0004156/profile.html
• [備考] 日本大学宇宙構造物システム研究室 発表等
  • URL: http://forth.aero.cst.nihon-u.ac.jp/publication.html
• [備考] 日本大学研究者情報システム
  • URL: http://kenkyu-web.cin.nihon-u.ac.jp/Profiles/42/0004156/profile.html
• [備考] 日本大学宇宙構造物システム研究室ホームページ
  • URL: http://forth.aero.cst.nihon-u.ac.jp/