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2015 年度 実績報告書

翅・葉の脈網構造の模倣による宇宙用インフレータブル構造の性能向上

研究課題

研究課題/領域番号 25630393
研究機関首都大学東京

研究代表者

小島 広久  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50322350)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード宇宙インフレータブル / 膜面 / 展開挙動
研究実績の概要

宇宙構造物はロケット等で輸送されるという制約上,軽量かつ折りたたみやすい構造が適している.そのような構造の一つとして宇宙インフレータブル構造物がある.利点としては収納率が高い,重量が軽い,展開信頼性が高い,コストが少なくてすむという4点が挙げられる.こうした利点から将来的な大型宇宙構造物への応用が期待されている.しかし,展開時に振動が残りやすい,より良い折りたたみ方を考案する必要性がある.従来研究で検討された折りパターンやチューブの配置パターンは少ない.本研究課題では,振動を抑え,収納率の高いインフレータブル構造物を検討するために,折りパターンやチューブの配置パターンによる影響を実験的に調査,考察を行い,以下の成果を得た.
(1)展開時間はチューブの体積に反比例,流入流量に比例する.(2)チューブ復元力はチューブ幅のおよそ3乗に比例する. (3)収納時のスケールは,前方投影面積の点ではロールが有利であり,最大長さと体積の点では円筒折りが有利である.(4)連続的な展開、振動のない展開を行うためにはチューブ内部で共通空間を持つ必要があり,円筒折りが有利である.(5)膜面全体が均一に同時に展開するのにはミウラ折りが適切である.・膜全体に張力を保って展開する(高い展開率)には,チューブ分岐角が大きい方が有利である.
さらに,翅を模擬した膜面の展開実験を行い,以下の果を得た.
(1)展開初期では膜の根元が展開,そののち,翅部分が展開する.その後残りの前縁付近と共に膜面全体が展開する.(2)チューブ内の空気流量は一定ではなく,翅部分が展開するときに流量が大きくなるが,最終的に膜面全体の展開は成功した.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 昆虫翅構造に学ぶ宇宙インフレータブル構造物の実験的研究2016

    • 著者名/発表者名
      菊地孝明, 小島広久
    • 学会等名
      関東支部第22期総会・講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-10
  • [学会発表] Analysis of Deployment Behavior of Insect Wing-inspired Space Inflatable Structure2015

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, Takaaki, Kojima, Hirohisa
    • 学会等名
      30th International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2015-07-04 – 2015-07-10
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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