| 研究概要 |
管内無重力走行システムを試作し,つぎの成果を得た。システムは,ドライバ-(加速用リニアモ-タ-),ブレ-キ(制動用リニアモ-タ-),走行管,カプセル(アルミニウム製落下体),速度センサ-,真空チャンバから構成されている。
カプセル内に無重力場を実現するには,カプセルの加速度を,走行中常に重力加速度に等しくしなければならない。しかし走行中のカプセルは流体力学的抗力を受ける。本研究では走行管内を減圧して抗力を低減したのち,ドライバ-を用いてカプセルを加速し,無重力条件を実現した。成果を要約する。
(1)リニアモ-タ-を用いた無重力落下塔の設計では,走行管内の圧力を1トル以下にしてカプセルに働く抗力を小さくする必要がある。
(2)無重力条件は,ドライバ-の界磁周波数の制御によって容易に実現できる。周波数の上限は,圧力が1トル以下では百ヘルツ程度になる。
(3)大型の実機の設計に対しても,本研究の成果は有用である。例えば落差500メ-トルの落下塔の場合には,極ピッチ1.5メ-トルのリニア誘導モ-タ-でカプセルに働く推力を制御することにより,百ヘルツ以下で無重力条件を実現できる。
(4)リニアモ-タ-は,カプセルの制動に対しても有効である。ブレ-キの界磁電流と周波数を制御することにより,カプセルを任意の速度にまで減速できる。
真空・リニアモ-タ-併用方式は,21世紀の無重力実験施設に十分採用可能である。今後の課題は,円筒型リニアモ-タ-の高効率化と軽量化であろう。
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