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旅客機で初めて音速の壁を超えたコンコルド

マッハ2のスピードでニューヨーク ロンドン間を

現在の半分 3時間半で結んでいた

しかし超音速飛行によって発生した

衝撃波が2回の爆音(ソニックブーム)を生む

その騒音にコンコルドは陸地で超音速を出すことを禁じられ、

飛べたのは海の上だけ、おのずと飛行ルートは限られていた

さらに燃費の悪さも手伝い、2003年、引退に追いやられた

 

●静かな超音速旅客機

JAXA D-SENDプロジェクトチーム:吉田憲治

50人乗りで重量比コンコルドの半分以下、

ソニックブームを1/4に減らすことを目指している

 

空気が振動して波紋ができる、それが音波

音速は、気温15度の標準大気において1225㎞/h、これがマッハ1

音速以下で飛ぶ飛行機の場合、空気でできた音波が機体を囲む

音速を超えると音波が機体の後ろに置いていかれる

音波の淵が連なるところに衝撃波が生まれる

衝撃波は機体の色々なところで発生し、

それが合わさってN型の波形となり地上に2回の爆音となって聞こえる

 

D-SENDプロジェクトチームは、

ソニックブームの原因となる衝撃波をあえてもう一つ発生させた

機体の底にうねりを作り、もう一つの強い衝撃波を作り、

複数の衝撃波を分散させ、ソニックブームを衝撃波を抑えた (456)

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夢の扉+で紹介

薄さ0.1㎜のプラズマアクチュエイタを

貼るだけで空調機器の性能が上がり、

風通しの悪い部屋にも心地よい風が吹き抜けていく

 

電車が通過する際は、強い風圧を弱めてくれる 飛行機が飛ぶとき、翼に沿って気流が流れないと

十分な揚力を得られず失速してしまう

 

翼にプラズマアクチュエイタをつければ

飛行機はより揚力を得てもっと安定して跳べる 原理は、1960年代にロシアの研究者が基礎を提言

JAXA宇宙科学研究所 工学博士:藤井孝臧は、

この基礎を実用化しようとしている

 

●プラズマアクチュエイタのメカニズム

薄い2枚の電極に電圧をかけるとプラズマが発生

そのプラズマが、イオンが動いて乱れた空気を吸い寄せる

 

●プラズマアクチュエイタの応用

・風力発電

風向きや風の強さに影響され、安定した電力を供給しにくい風力発電

風車の羽根にプラズマアクチュエイタをとりつけるだけで

回転数が10倍以上に跳ね上がる

 

・電車通過時の強風も制御する

電車にプラズマアクチュエイタをつければ、

そばに立っていても風を弱くすることが出来る (233)

 

漁網の老舗日東製網株式会社がJAXAの依頼で宇宙ゴミ用の網を開発

 

●宇宙ゴミを除去する導電性テザーシステム

 

宇宙には使われなくなった人工衛星など大量にゴミが存在し、

それが超高速で飛んでいるためとても危険とされている

 

そこで それを除去するため、導電性テザーシステムを計画

 

飛んでいる宇宙ゴミに電気が流れる長い紐:導電性テザーを取り付け、

それに電流を流すと、地球の磁場に影響し、

高度を下げさせ、大気圏で燃え尽きさせる

 

しかし一本の紐だと小さいゴミがかすっただけで簡単に切れてしまう

そこでJAXAが目をつけたのが、漁網

漁網のように網状にする事ですぐに切断されるのを防ぐ

そして魚網製造のトップクラスを誇る日東製網に製造を依頼

従来の漁網の技術に改良を重ね、網状の金属製の紐の開発に成功 (258)

夢の扉+で紹介

●はやぶさ2の衝突装置と推進計スラスタ

水や有機物を含んでいると思われる太陽系の小惑星1999JU3

はやぶさ2のミッションは、小惑星1999JU3から石や砂を持ち帰ること

そこに生命の起源がある

到着するとはやぶさ2は、衝突装置を切り離す

その装置が上空で弾丸を発射し、表面にクレーターを作る

そこへはやぶさ2が着陸、小惑星1999JU3の地中の物質を採取する

 

衝突装置はステンレスのケースと銅のふたから成り、中に火薬が入っている

火薬の爆発力で銅のふたが吹き飛び、秒速2000m/hの弾丸となり衝突する

衝突装置を開発したのが、火薬を扱う日本工機株式会社

普段火薬を使うのは採石場やトンネルの掘削などで、宇宙の仕事は初めて

 

ステンレスのケースと銅のふたを削り出したのは、

精密機器の加工を得意とするタマテック

求められたのは4年もの間、宇宙を旅する強度とはやぶさに搭載するための軽さ

ステンレスの塊を極限まで薄く削る、その厚さは約1㎜

 

ステンレスケースと銅のふたの溶接したのは、東成イービー東北株式会社

電子ビーム溶接加工機を使用した

 

銅のふたを真っ直ぐ吹き飛ばすためには中に詰める火薬がカギとなる

そこで少量でも爆発力の高い粘着質の火薬を選択

最も大切なのは火薬の密度を均一にすること

爆発エネルギーは波のように伝わる

波の先端が中心にあたる事で銅のふたは弾丸の形になって真っ直ぐに飛ぶ

 

全12基搭載された噴射口からガスを吹き出し、

はやぶさ2の姿勢を制御する推進計スラスタ

開発したのが熊本県のナカヤマ精密

スラスタの心臓部:燃料噴射装置

一般的な噴射装置は酸化剤と燃料を混ぜガスを複数の穴から噴射する

もしその穴が同じでなかったら噴射の勢いが変わってしまう

そうなると機体は制御困難に

それは職人技による仕事で、JAXAも極秘扱いにするほどの技術だった

材質や形状を見てドリルの刃先を磨き、120度に削りあげる

磨いたドリルで穴をあけると削りカスが左右均等に

標準仕様のドリルとはまるで違う (367)

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