ゴサマー宇宙構造物の動特性同定法と振動制御法に関する研究

• 研究課題/領域番号: 20860037
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 坂本 啓 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40516001)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,289千円 (直接経費: 2,530千円、間接経費: 759千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 1,729千円 (直接経費: 1,330千円、間接経費: 399千円)
• キーワード: 構造・材料 / 構造工学 / 動力学 / 機械力学・制御 / 宇宙工学 / 人工衛星 / 航空宇宙工学 / 宇宙構造物 / 膜構造 / 動特性同定 / 振動制御 / 加振系 / 振動試験 / 有限要素法 / ピエゾアクチュエータ

研究概要

膜・ケーブルを主たる構造要素とする宇宙構造物(ゴサマー構造)において,軽量・高収納率という利点を保ちつつより高機能の構造を実現することを目指し,構造系と制御系の同時設計を行うための基盤技術を確立することを目指した.以下の3点において成果を上げた.第1に膜構造の周波数応答特性を減圧環境下で実験的に計測した.第2に,ゴサマー構造の曲げ剛性を考慮しながら展開解析を行う数値モデル化手法を開発した.第3に,膜面の動的展開を可能にする姿勢制御則と構造パラメータを,数値解析を用いて同時に設計する手法の一例を示した.

研究成果

• [雑誌論文] Transient dynamic analysis of solar sail deployment using nonlinear finite element method (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiraku Sakamoto, Yasuyuki Miyazaki, Osamu Mori
  • 雑誌名: Proceedings of the 51st ALAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Material Conference (DVD)
• [雑誌論文] Development of Deployment System for Small Size Solar Sail Mission (2009)
  • 著者名/発表者名: O. Mori, H. Sawada, F. Hanaoka, J. Kawaguchi, Y. Shirasawa, M. Sugita, Y. Miyazaki, H. Sakamoto, R. Funase
  • 雑誌名: Transactions of Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Space Technology Japan Vol.7
  • NAID: 130000151961
• [雑誌論文] Finite element dynamic analysis of solar sail deployment (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiraku Sakamoto, Yasuyuki Miyazaki, Osamu Mori
  • 雑誌名: Proceedings of the 27th International Symposium on Space Technology and Science (USB memory)
• [学会発表] Transient Dynamic Analysis of Solar Sail Deployment Using Nonlinear Finite Element Method (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sakamoto, Y. Miyazaki, O. Mori
  • 学会等名: AIAA 2010-2587, 51st AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Material Conference, Orlando
  • 発表場所: FL, USA
• [学会発表] 有限要素法によるIKAROSセイル一次展開の動解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂本啓, 宮崎康行, 森治, 白澤洋次
  • 学会等名: 第25回宇宙構造・材料シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川県相模原市
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] Finite element dynamic analysis of solar sail deployment (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiraku Sakamoto
  • 学会等名: 27th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Tsukuba, Ibaraki, Japan
  • 年月日: 2009-07-09
• [学会発表] Transient Dynamic Analysis of Gossamer Appendage Deployment Using Nonlinear Finite Element Method (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Sakamoto, Y. Miyazaki, O. Mori
  • 学会等名: AIAA 2009-2170, 50th AIAA/ASME /ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Material Conference, Palm Springs
  • 発表場所: CA, USA
• [学会発表] Finite element dynamic analysis of solar sail deployment (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Sakamoto, Y. Miyazaki, O. Mori
  • 学会等名: ISTS 2009-c-32, Proc. of the 27th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)
  • 発表場所: Tsukuba, Ibaraki, Japan
• [学会発表] Centrifugal deployment experiments of a square-shaped solar sail membrane (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Okuizumi, H. Sakamoto, A. Kitajima, M. Sugita
  • 学会等名: #A-5, Proc. of the 18th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics
  • 発表場所: Sagamihara, Kanagawa, Japan
  • 年月日: 2008-07-28
• [学会発表] Geometrically nonlinear analyses of wave propagation in non-uniformly pre-tensioned membrane (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sakamoto
  • 学会等名: ISTS 2008-c-12, Proc. of the 26th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)
  • 発表場所: Hamamatsu, Shizuoka, Japan
• [学会発表] Development of deployment system for small size solar sail mission (2008)
  • 著者名/発表者名: O. Mori, H. Sawada, F. Hanaoka, J. Kawaguchi, Y. Shirasawa, M. Sugita, Y. Miyazaki, H. Sakamoto
  • 学会等名: ISTS 2008-d-57, Proc. of the 26th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)
  • 発表場所: Hamamatsu, Shizuoka, Japan