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2018 年度 実績報告書

皮膜に網をかぶせた大型スーパープレッシャー気球に向けた基礎技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H01352
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

齋藤 芳隆  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50300702)

研究分担者 秋田 大輔  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (30435812)
中篠 恭一  東海大学, 工学部, 准教授 (60408028)
松尾 卓摩  明治大学, 理工学部, 専任准教授 (80406834)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード科学観測気球 / スーパープレッシャー気球 / 膜構造物 / 網
研究実績の概要

2017年に実施した体積2,000 m3の気球の膨張、破壊試験の結果の解析を進めた。その結果、気球の子午線長と半径の関係を求め、縦方向のみに張力のかかる理論形状よりも1%程度縦長になっていることを見出した。
気球の材料として利用しているポリアリレート繊維からなる網の、ロープとしての強度評価を行い、強度がバルク材の45%に留まること、強度は繊維の撚り角によって変化すること、ロープが交差し網状の構造をとる場合には交差角が大きくなると強度が劣化することを見出した。
気球皮膜のひずみの新しい検知の方法として、網の交点位置の変化を調べる方法を考案し、実際にみかんネットをかぶせたゴム気球に適用し、その有効性を確認した。
2020年の国内で飛翔試験に向け、体積2,000 m3の気球を製作した。これは、体積6,400 m3の気球の地上試験の結果を踏まえ、2017年に地上試験を実施した気球の尾部構造に改良を加えた気球である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

地上で可能な試験を順調に完了し、飛翔試験用の気球を製作するに至ったため。

今後の研究の推進方策

製作した体積2,000 m3の気球の飛翔試験を実施し、放球から回収に至る一連の作業が支障なく実施できること、低温環境下で500 Pa以上の耐圧性能が発揮できることを確認する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うちオープンアクセス 5件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の実験計画2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤 芳隆、山田 和彦、中篠 恭一、秋田 大輔、松尾 卓摩、石村 康正、山田 昇、松嶋 清穂、橋本 紘幸、島津 繁之
    • 雑誌名

      2019年度大気球シンポジウム集録

      巻: - ページ: isas19-sbs-016

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ポリアリレート繊維を用いた高強度高分子ロープの引張強度特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      松尾 卓摩、田中 理紗子、斎藤 芳隆、秋田 大輔、中篠 恭一、後藤 健
    • 雑誌名

      宇宙航空研究開発機構研究開発報告

      巻: JAXA-RR-18-011 ページ: 17-27

    • DOI

      http://doi.org/10.20637/JAXA-RR-18-011/0002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a New Super-Pressure Balloon with a Net for High-Altitude and Long-Duration Flights2018

    • 著者名/発表者名
      AKITA Daisuke、SAITO Yoshitaka、GOTO Ken、NAKASHINO Kyoichi、MATSUO Takuma、MATSUSHIMA Kiyoho、HASHIMOTO Hiroyuki、SHIMADU Shigeyuki
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      巻: 16 ページ: 470-475

    • DOI

      https://doi.org/10.2322/tastj.16.470

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement of Super-Pressure Balloon Deformation with Simplified Digital Image Correlation2018

    • 著者名/発表者名
      Koseki Kazuki、Matsuo Takuma、Arikawa Shuichi
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 8 ページ: 2009.1-10

    • DOI

      https://doi.org/10.3390/app8102009

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発(NPB2-1、NPB2-2の形状2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤 芳隆、後藤 健、山田 和彦、中篠 恭一、秋田 大輔、松尾 卓摩、石村 康正、田村 啓輔、山田 昇、松嶋 清穂、橋本 紘幸、島津 繁之
    • 雑誌名

      平成29年度大気球シンポジウム集録

      巻: - ページ: isas18-sbs-027

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の実験計画2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤 芳隆、山田 和彦、中篠 恭一、秋田 大輔、松尾 卓摩、石村 康正、山田 昇、松嶋 清穂、橋本 紘幸、島津 繁之
    • 学会等名
      2019年度大気球シンポジウム
  • [学会発表] 皮膜に網をかぶせた長時間飛翔用スーパープレッシャー気球の開発(NPB2-1、NPB2-2の形状)2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤 芳隆、後藤 健、山田 和彦、中篠 恭一、秋田 大輔、松尾 卓摩、石村 康正、田村 啓輔、山田 昇、松嶋 清穂、橋本 紘幸、島津 繁之
    • 学会等名
      平成29年度大気球シンポジウム
  • [学会発表] MEASURING THE DEFORMATION OF THE SUPER PRESSURE BALLOON USING THE SIMPLIFIED DIGITAL IMAGE CORRELATION METHOD2018

    • 著者名/発表者名
      K.Koseki, T.Matsuo, and S.Arikawa
    • 学会等名
      ICEM 2018
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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