| 研究概要 |
現在,使い捨てロケットに替わる再使用型宇宙輸送システムの研究開発が世界中で行われているが,その実現は程遠い.これは技術的問題点が個々の技術分野に存在するだけでなく,複数の分野(複合領域)に跨った問題が存在することによる.そこで,各技術分野をいかに統合するか,機体コンセプト,打ち上げ方式,推進エンジンについて統合的にどれほど正確な評価を下せるかが重要である.本研究では,再使用型宇宙輸送システムとその実現に向けた先進的実験航空機の複合領域設計問題に,従来の簡易的な解析手法だけでなく,より高精度な解析手法を導入する.そして,これら解析手法をまとめ,大きな計算負荷に耐えうる複合領域最適化法の研究を行う.また,再使用型宇宙輸送機およびその実験機の複数のコンセプトに適用する.以下に本年度の成果をまとめる.
1 複合領域最適設計に簡易解析手法とともに,CFDソフトと構造解析を含む重量解析ソフトを取り込むことを試み,従来の応答曲面法に加え,簡易/詳細複合モデル化(Variable Complexity Modeling)法を提案した.
2 複合領域最適設計が含む解析手法の不確実さを考慮したロバスト最適化法の新たな手法を提案した.
3 本研究で開発した複合領域最適化法を用いて,宇宙航空研究開発機構(JAXA)との共同研究下で,超音速,極超音速実験機の複数システムの検討を行い,その成立性と最小規模の実験機を求めた.上記1,2の提案手法を適用し,これら手法を考慮した場合としない場合について最適解が異なるかを比較し,上記手法の有効生を確認した.
4 本年度は本研究の最終年度であるため,これまでの研究成果を総括し,多数の口頭発表とともに6件の査読付き学術雑誌(うち3件は査読済み掲載待ち)に発表した.
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