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2011 年度 実績報告書

超高速飛翔体衝突によるアルミニウム厚板のイジェクタ生成メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22560078
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

西田 政弘  名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (60282828)

キーワード超高速衝撃 / エジェクタ / クレータ / 温度環境 / 斜め衝撃
研究概要

三年間の科研費(c)の二年目である平成23年度には,二段式軽ガスガンを用いて加速させたアルミニウム合金球をアルミニウム厚板に斜め衝突させ,超高速衝突時のイジェクタを詳しく調べた.交付申請書に記載した「研究実施計画」に従い,ターゲットをアルミニウム合金(A6061-T6,直径95mm,厚さ30mm)にし,直径3.2mmのアルミニウム合金球(A2017-T4)を用いて実験を行った.衝突速度は4~6km/sとした.ターゲット前方50mmの位置に検証板を設置し,衝突痕を詳しく調べた.検証板は150×150mmの銅板で,,中心に飛翔体が通過する穴(直径30mm)を設けたものを使用した.また,飛翔体衝突後のイジェクタ挙動を高速度ビデオカメラ(VisionResearch社製,Phantom V710)で撮影した.飛翔体が通過する穴などには工夫が必要であったが,ほぼ「研究実施計画」どおりに実験を実施することができた.
衝突角度0°(垂直衝突)~15°では,クレータ形状にはあまり差が見られず,イジェクタのサイズ分布にもあまり差が見られなかった.衝突角度が40。より大きくなると,イジェクタの噴出量が急激に低下していくことがわかった.それらの結果を「13.研究発表」に示す雑誌論文および口頭発表により公表した.また,上記の実験結果から,イジェクタ回収の観点から考えると,垂直衝突より,10°程度傾けた衝突の方がイジェクタの回収率が高くなる,つまりイジェクタの回収実験には適していることがわかった.一方で,角度の影響とともに行った高温での衝突実験では,高温になるほどイジェクタの量が多くなると予想し実験を行ったが,平成22年度に行った低温に比べ,あまり差がみられない結果が得られてしまった.

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

実験装置の改良に時間がかかってしまい,斜め衝突に関する実験データが若干少なく,考察が不十分な部分もある.温度の影響では,思ったほど差が見られない結果となった。

今後の研究の推進方策

最終年度である平成24年度は,飛翔体が斜め衝突した場合のイジェクタに与える影響を主に調べ,さらに,その際のイジェクタの回収では,軟回収法を試みる.これまでの三年間の結果を元に考えたイジェクタ生成メカニズムについての仮説を確かなものにするとともに,次の研究指針を明確にする.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Temperature on Crater Formation and Ejecta Composition in Aluminum Alloy Targets2012

    • 著者名/発表者名
      M.Nishida, K.Hayashi, J.Nakagawa, Y.Ito
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 706-709 ページ: 768-773

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.706-709.768

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of temperature on crater and ejecta size following hypervelocity impact of aluminum alloy spheres on thick aluminum alloy targets2012

    • 著者名/発表者名
      M.Nishida, K.Hayashi, J.Nakagawa, Y.Ito
    • 雑誌名

      International Journal of Impact Engineering

      巻: 42 ページ: 37-47

    • DOI

      10.1016/j.ijimpeng.2011.11.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Projectile Material Properties on Crater and Ejecta Size of Thick Aluminum Alloy 6061-T6 Targets2011

    • 著者名/発表者名
      M.Nishida, S.Yamamoto, K.Hayashi, S.Hasegawa
    • 雑誌名

      Proc.of 6th Int.Symp.on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics

    • 査読あり
  • [学会発表] クレーターおよびエジェクタ形状に与える飛翔体の密度と硬さの影響2012

    • 著者名/発表者名
      西田政弘, 林浩一, 山本真司, 長谷川直
    • 学会等名
      平成23年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] 斜め衝突時のクレータ形成とエジェクタ飛散挙動2012

    • 著者名/発表者名
      西田政弘, 林浩一, 山本真司, 長谷川直
    • 学会等名
      スペースプラズマ研究会
    • 発表場所
      宇宙科学研究所・淵野辺
    • 年月日
      2012-02-27
  • [学会発表] アルミニウム合金ターゲットからのエジェクタのサイズ分布2012

    • 著者名/発表者名
      野崎健太, 西田政弘, 林浩一, 長谷川直
    • 学会等名
      スペースプラズマ研究会
    • 発表場所
      宇宙科学研究所・淵野辺
    • 年月日
      2012-02-27
  • [学会発表] CFRPへの超高速飛翔体衝突によるエジェクタに関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      加藤浩明, 西田政弘, 林浩一, 東出真澄
    • 学会等名
      スペースプラズマ研究会
    • 発表場所
      宇宙科学研究所・淵野辺
    • 年月日
      2012-02-27
  • [学会発表] 超高速衝突時のエジェクタに与えるアルミニウム合金ターゲットの合金種および熱処理の影響2011

    • 著者名/発表者名
      西田政弘, 葛谷加代子, 加藤浩明, 林浩一, 長谷川直
    • 学会等名
      高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2011
    • 発表場所
      熊本大学百周年記念館
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] 超高速衝突時のエジェクタおよびクレータ形状に及ぼす衝突角度の影響2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤圭孝, 西田政弘, 林浩一
    • 学会等名
      第48回日本航空宇宙学会関西・中部支部合同秋期大会
    • 発表場所
      神戸市産業振興センター
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] 名古屋工業大学の二段式軽ガス銃およびこれまでの研究2011

    • 著者名/発表者名
      西田政弘
    • 学会等名
      研究会「日本における超高速衝突実験の現状と将来展望」
    • 発表場所
      神戸大学惑星科学研究センター(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-13
  • [学会発表] 超高速斜め衝突時のクレータおよびエジェクタ形状2011

    • 著者名/発表者名
      西田政弘, 林浩一, 伊藤圭孝
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      2011-07-17
  • [備考]

    • URL

      http://shockwave.web.nitech.ac.jp/index.htm

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公開日: 2013-06-26  

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