| 研究課題/領域番号 |
16K06063
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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 |
内田 英樹 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (90450709)
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| 研究分担者 |
安田 進 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (30450711)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | アイソレータ / ダンパ / 極低温 / 渦電流 / 宇宙望遠鏡 / 人工衛星 / 擾乱 / 微小振動 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、強磁性の永久磁石とアルミニウムの金属板を用いて発生させた渦電流に伴う減衰力を世界で初めて人工衛星に搭載可能な極低温環境でも擾乱(微小振動)を効果的に遮断できる機構（アイソレータ）に応用し、高精度な宇宙天文観測につなげようとするものである。計画している具体的な研究項目は次の2つである。
１．渦電流アイソレータの極低温環境における減衰性能の最適設計
２．渦電流アイソレータの衛星搭載状態での性能予測
１．について、平成29年度に保有の低温振動試験設備を用いて取得したデータの詳細な分析を行い、渦電流アイソレータの減衰力の温度依存性について理解ができた。ただし、当初想定していなかった大きな剛性の温度依存性が確認できたので、要因の切り分けのために、アイソレータに組み込まれているCFRP製板バネ単体の低温振動試験を追加で実施した。その結果、板バネの剛性や減衰係数の有意な温度依存性は確認されなかったため、渦電流ダンパーに起因するものと特定ができた。そこで、恒温槽付きの加振装置を組み立て、ダンパー単体の常温と低温での荷重サイクル試験を行い、周波数と温度に対する荷重と変位の関係を取得し、剛性のモデル化について検討を進め、その結果を用いて衛星模擬構体搭載用のアイソレータを設計する予定である。２．については、アイソレータ搭載形態の衛星模擬構体の試験コンフィグレーションを検討し、試験に向けた環境整備を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
渦電流による低温での減衰力が実験的に確認ができて、減衰係数が温度に対してピーク値を有することが分かったが、その要因は使用している磁石の磁力の温度依存性に起因することが分かった。一方で、剛性の温度依存については、渦電流ダンパーの伝導体の渦電流回路中の自己インダクタンスの影響に依るものと考えてはいるが、実験での裏付けが必要となったので、試験装置製作等の追加作業が発生したことで全体的に遅延している。
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| 今後の研究の推進方策 |
渦電流ダンパーの減衰力の設計についての目途は得ているが、剛性についてはまだ目途が得られていないため、剛性部分の理論構築と実験による検証作業を急ぐ予定である。一通り設計手法としての目途が得られたところで、衛星模擬構体用のアイソレータを製作する。また、将来的な研究として、衛星に依っては磁気を嫌うセンサが近傍に搭載される可能性があるため、磁気が漏れない構造やシールドなども合わせて研究していく必要があると考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新たに判明した渦電流アイソレータの剛性の温度依存性について、設計手法がまだ構築できていないために、衛星模擬構造用アイソレータの製作を次年度に実施することとしたため。
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