| 研究課題/領域番号 |
21K04488
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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 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
岡田 孝雄 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (50392858)
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| 研究分担者 |
小笠原 俊夫 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20344244)
宮木 博光 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (80358704)
神山 晋太郎 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (40916516)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | lightning strike damage / lightning attachment / surface condition / Joule heat / thermal decomposition / 被雷損傷 / 着雷形態 / 表面状態 / ジュール発熱 / 熱分解 / 複合材料 / ＣＦＲＰ / 着雷現象 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、航空機用CFRPの表面に適用されている塗装や被雷損傷低減を目的としたCuメッシュが、着雷現象に与える影響及びCFRPの被雷損傷に与える影響を解明することを明らかにして、被雷損傷を予測する解析技術を確立することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
銅メッシュと塗装の有無による4種類の表面状態のCFRPを製作して、３種類の模擬雷撃試験を実施した。銅メッシュありの場合、初めの高電流波形により銅メッシュの溶損を生じた後、後続の低電流波形により着雷位置が移動し溶損範囲が拡大した。CFRPの損傷はなかった。銅メッシュなしの場合、初めの高電流波形によりCFRPに損傷を生じたが、後続の低電流波形による着雷位置は高電流波形によるCFRPの損傷範囲内であり、低電流波形による顕著なCFRPの損傷は見られなかった。
銅メッシュありの場合、熱・電気連成解析を用いた損傷予測解析を行った結果、雷電流は銅メッシュに流れCFRPに損傷を生じない結果を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
銅メッシュがない場合、試験初めの高電流波形が被雷損傷の主要因であり、後続の低電流波形は着雷位置及び雷電流の作用積分値からCFRPの被雷損傷への影響が低いことを明らかにした。これはCFRPの被雷損傷メカニズム解明に重要であり、学術的意義が高い。
銅メッシュありの場合、後続の低電流波形による着雷位置が高電流波形による銅メッシュの溶損範囲よりも広範囲であることを明らかにした。これは、銅メッシュの補修範囲の予測が困難であることを示しており、社会的意義がある。また、銅メッシュ及び塗装がある場合、低電流波形時における銅メッシュの溶損範囲の拡大は金属材料とは異なる挙動であり、学術的意義がある。
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