| 研究課題/領域番号 |
17K14877
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 東京理科大学 (2019)
九州工業大学 (2017-2018) |
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研究代表者 |
藤川 貴弘 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 助教 (40781795)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | システム最適化 / スペースプレーン / 多目的最適化 / 軌道最適化 / 信頼性評価法 / 不確かさ / 再使用型宇宙輸送システム / 複合領域最適化 / 飛行軌道設計 / エアロスパイクエンジン / 航空宇宙システム / 航空宇宙工学 / 再使用型宇宙輸送機 / 最適化 |
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| 研究成果の概要 |
スペースプレーンのシステム設計に関して，設計解析や飛行中の風の不確かさを考慮しつつ，機体設計と飛行軌道を統合的に最適化する手法を開発した．解の大域探索性能に優れる多目的進化計算手法と，局所探索性能の高い非線形計画法から成る2重ループ構造の手法により，所望のミッションを遂行するための飛行軌道が成立する確率を信頼性評価法により効率的に計算しつつ，機体質量の最小化と軌道成立確率の最大化を目的関数とする多目的最適化を行う．本研究の成果により，性能不足（軌道不成立）に起因する設計の手戻りが発生しないための定量的かつ必要十分な性能余裕を確保しつつ，システム設計最適化を実施することが可能になる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スペースプレーンのシステム設計最適化に関する研究は多く行われてきたが，不確かさを考慮した最適化は，その高い計算コストが障害となっていた．この課題を解決すべく，不確かさの影響で軌道不成立となる条件の周辺を重点的に解析しつつ信頼性評価法により軌道成立確率を計算する手順を組み込んだ，2重ループ構造の最適化手法を開発したことが，本研究の学術的な特色である．本研究の意義は，軌道成立確率の定量的評価に基づいた性能余裕のもと機体設計と飛行軌道を統合的に最適化することが可能になることである．その成果は，宇宙空間への安全かつ安価な物資・人員輸送を実現するスペースプレーンの設計開発に活用されることが期待される．
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