| 研究課題/領域番号 |
21K04479
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
川合 伸明 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (60431988)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 超高速衝突 / 衝撃破壊 / 応力波 / 高速度可視化計測 / スペースデブリ / 応力波伝播 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人類の宇宙活動の副産物として増え続けるスペースデブリに対し、宇宙機のデブリ衝突に対する耐性の向上は、今後ますます重要になっていく。しかしながら、超高速衝突による損傷の形成・進展機構は未だ十分に理解されておらず、宇宙機のデブリ衝突に対する耐性は、構造材料の強度に頼っているのが現状である。本研究では、超高速衝突により材料内部に生じる損傷の形成・進展過程を超高速度可視化計測することにより、超高速衝突損傷の形成・進展機構を明らかにし、損傷機構に基づいた衝突損傷低減法を提案することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、将来の宇宙機の耐デブリ衝突性能向上を目標に、超高速衝突損傷の形成・進展機構を明らかにし、衝突損傷抑制および制御の方法論を構築すべく実施された。超高速衝突損傷の進展過程および応力波の伝播過程の実時間可視化手法を構築し、ターゲットの多層構造化が超高速衝突損傷の形成過程に与える影響を評価した。その結果、脆性材料の超高速衝突破壊において、高分子材料からなる衝撃減衰層を適切に配置することにより、衝撃減衰層背後の脆性材料層における損傷形成・進展を抑制することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
宇宙機の超高速衝突損傷は、対象材料の機械物性と形状とを変数とした経験的な損傷評価式により評価されている。そのため、デブリ衝突への耐性向上を図る際、構造材料の機械的特性を向上させる以外の指針・方法論が無く、劇的なデブリ耐性の向上は難しいのが現状である。そのような状況に対して、本研究では、超高速衝突により生じる応力波と異種材接合界面との相互作用に着目し、多層化条件を最適化することにより、損傷を抑制することに成功している。本成果は、接合・積層条件のデザインにより超高速衝突損傷を抑制・制御するという新たな耐スペースデブリ設計指針に資するものとして期待される。
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