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宇宙用大型膜の初期変形を用いた展開の高信頼性化と展張形状の高剛性化

研究課題

研究課題/領域番号 18K13929
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

佐藤 泰貴  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 (70726760)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード宇宙用展開膜 / 折り目 / 太陽電池アレイ / 膜構造 / 展張形状 / 宇宙用大型膜 / 反り / 粘弾性 / 最適化 / 展開 / 初期変形
研究成果の概要

本研究は、宇宙用展開膜の展開挙動や展張形状に影響を与える折り癖や膜面デバイスの反り等の初期変形を考慮し、展開の高信頼性化と展開後の高剛性化を実現した。折り癖や膜面デバイスの力学モデル化と、それらを考慮した展開・展張解析および実験モデルによる展開・展張実験を行い、現象の理解と力学モデルの検証を行った。また、これらの特性の考察に基づき、展開の高信頼性化と高剛性化を実現できる膜構造物を提案し実証実験を行うことで、実現性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

宇宙構造の打ち上げコストの大幅削減に必要不可欠となる膜面構造物に関して、展開と展張挙動に影響を与える折り癖や膜面デバイスの変形の力学モデルの構築と展開形状の高精度予測を実現することができた。これにより、展開の信頼性向上と展張後の高剛性化を実現でき、膜面構造物の発展に寄与できる。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Visco-elasto-plastic behavior of creased space membrane2022

    • 著者名/発表者名
      Satou, Y., Furuya, H., Kaida, S., & Miyashita, T.
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 60(8) 号: 8 ページ: 4934-4942

    • DOI

      10.2514/1.j060442

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical Investigation of Global Deployed Shape of a Spinning Solar Sail Membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Okuizumi Nobukatsu、Satou Yasutaka、Mori Osamu、Sakamoto Hiraku、Furuya Hiroshi
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 59 号: 3 ページ: 1075-1086

    • DOI

      10.2514/1.j059717

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ソーラーセイルにおける薄膜デバイスの反りに伴う展張状態の膜面全体形状変化が太陽光圧トルクに与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      加藤陸史, 松下将典, 高橋秀幸, 森治, 奥泉信克, 佐藤泰貴, 角田博明
    • 雑誌名

      航空宇宙技術(採択済み)

      巻: 未定

    • NAID

      130007851889

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape of a Square Solar Sail Consisted of Four Trapezoid Petals with Curved Thin-film Devices: Simulations and Experiments2020

    • 著者名/発表者名
      Matsushita, M., Okuizumi, N., Satou, Y., Iwasa, T., Mori, O., and Matunaga, S.
    • 雑誌名

      JSASS Aerospace Technology Japan 32nd ISTS papers, (Accepted)

      巻: 未定

    • NAID

      130008062279

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deformation Direction and Curvature Control of Multilayer Thin Films Produced by Sputtering2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, R., Mori, O., Satou, Y., and Sugawara Y.
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      巻: 17 号: 6 ページ: 603-610

    • DOI

      10.2322/tastj.17.603

    • NAID

      130007702285

    • ISSN
      1884-0485
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 形状記憶樹脂部材を折り目に持つパネル構造の1次元収納の検討2022

    • 著者名/発表者名
      仙場淳彦 , 酒井宏昌 , 佐藤泰貴
    • 学会等名
      第37回 宇宙構造・材料シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 十字ブームによるミウラ折り膜面の展開構造の試作2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤泰貴, 渡邊秋人, 伊藤裕明, 堀利行, 貝田翔子
    • 学会等名
      第65回宇宙科学技術連合講演会講演集
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 宇宙膜面構造物の折り目形状を考慮した高精度な展張形状予測2021

    • 著者名/発表者名
      貝田翔子, 佐藤泰貴, 宮下朋之
    • 学会等名
      第65回宇宙科学技術連合講演会講演集
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 宇宙膜面構造物の粘弾塑性を考慮した折り目形状予測の高精度化2021

    • 著者名/発表者名
      貝田翔子, 佐藤泰貴, 宮下朋之
    • 学会等名
      第63回構造強度に関する講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Active shape control of membrane structures using spin-synchronous vibrations2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Takao, Osamu Mori, Masanori Matsushita, Nobukatsu Okuizumi, Yasutaka Satou, Jun’Ichiro Kawaguchi
    • 学会等名
      AIAA Scitech 2021 Forum
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 宇宙膜面構造物の折り目の粘弾塑性を考慮した展開時の面外形状の予測2020

    • 著者名/発表者名
      貝田翔子,佐藤泰貴,宮下朋之
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第62回構造強度に関する講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Visco-Elasto-Plastic Behavior of Creased Space Membrane2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Satou, H. Furuya, K. Shoko, T. Miyashita
    • 学会等名
      AIAA Scitech 2020 Forum
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Glued Thin-Film Solar Cells on Shape of Membrane Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Satou , Osamu Mori, Masanori Matsushita, and Nobukatsu Okuizumi
    • 学会等名
      AIAA, SciTech2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OKEANOSの電力セイル、展開機構、高比推力イオンエンジンの研究開発状況2019

    • 著者名/発表者名
      松下将典, 奥泉信克, 西山和孝, 森治, 中条俊大, 松本純, 横田力男, 豊田裕之, 佐藤泰貴,他
    • 学会等名
      第19回宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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