| 研究課題/領域番号 |
05505005
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| 研究種目 |
試験研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
近藤 建一 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (50111670)
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| 研究分担者 |
片山 雅英 (株)CRC総合研究所, 構造技術部, 部長補
八木 寿子 (平井 寿子) 東京工業大学, 工業材料研究所, 助手 (60218758)
杉浦 央 横浜市立大学, 文理学部, 助教授 (70145671)
水谷 仁 宇宙科学研究所, 教授 (00011578)
庄野 安彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80013481)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1995
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| キーワード | 二段式軽ガス銃 / 超高速 / 衝撃波 / 超高圧力 / 飛翔体加速 / ドプラー干渉計 / 計算機シミュレーション |
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| 研究概要 |
本研究は、従来型の二段式軽ガス銃の充填ガスを予備加熱することによって初期エネルギーを増加させる新しい概念によって、到達速度の増大と動作効率の向上を目指した新しい方式の三段式軽ガス銃を開発することであり、飛翔体加速の実用に供することである。本研究は、平成5年度から7年度に亙って行い、当該装置が完成した。
1.現有の二段式軽ガス銃の初段ピストンの圧縮管内における速度履歴と火薬燃焼ガス圧力の時間変化を測定し、火薬燃焼速度式の正確な表現方法を得るとともに、二段式軽ガス銃のシミュレーション方法について、有限差分法によるものと等エントロピー膨張を仮定した簡便法とを確立した。
2.二段軽ガス銃等の一般的な装置設計方法を検討した結果、従来行われている二段式軽ガス銃等のシミュレーション方法には、エネルギー損失に対する補正についての認識がないか、もしくは十分でないために、正しい計算結果を与えないことが明らかになり、必要な補正方法を明らかにした。
3.上記の方法により、現状装置での高圧室の圧力シールの漏れが明らかになり、シール方法を改善することができた。しかしながら、最高速度領域における動作特性の計測結果からは、飛翔体の初期加速時に加速ガスのもれが起こることが判明し、計算機シミュレーションとの対応性が低下した。この問題は、飛翔体の材質とサイズを変えることでは解決せず、飛翔体を保持する部分の発射管の形状と材質を検討する必要があることが分かり、今後の課題となった。
4.さらに、同試験と並行して炭素系物質の超高圧・超高温・超急冷実験を行い、当該装置の材料科学的応用方法を検討した。
5.当該装置は、ミリ秒台のタイミングを取りながら自動的に各要素が駆動する必要があり、ガス圧縮部を単独で駆動してガス圧力とガス温度の時間変化を測定し、動作タイミングを検討するとともに、伝熱によるエネルギー損失と加速効率を検討した。
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