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研究室紹介

奥村・水野研究室

教員からのメッセージ

構造物や機械の構成要素の破壊が原因とされる事故のニュースを時々耳にします。一般に材料中にき裂や割れが生成され、それらが拡大することで破壊が生じます。破壊するときの条件やメカニズムを解明し、設計製造に応用すれば、欠陥の無い部品をより効率的に製造することができます。また、安全な使用方法を示すことも可能です。これにより、破壊が原因の事故を未然に防ぐことができ、安心して生活できるようになります。

固体推薬の力学的特性

m_space.jpg図−1は、固体燃料ロケットの断面図です。固体燃料ロケットは、液体燃料ロケット異なり、持ち運びが簡単、いつでも、どこででも発射出来る利点がありますが、一度点火すると推力の調整が出来ず、消火出来ない欠点もあります。固体燃料ロケットの推薬は、図−1に示すような星形の穴があいた形で機体に鋳込まれています。星形の表面に点火され、表面が燃焼する形式です。したがって、星形の表面積が変化すれば、ロケットの推力も変化します。
 固体燃料ロケットの推進薬(固体推薬)は、高分子材料をベースに酸化剤等を加えて作られます。高分子材料が粘弾性を示すことはよく知られています。例えば、材料に一定荷重を加え続けると、時間の経過に伴い変形量が増加していくクリープといわれる現象を示します。この図のようにロケットを横倒しに置くと、固体推薬には自重がかかり続けることからクリープ変形を生じ、星形の形状が変化し、表面積が変化します。このような状態で点火すれば、当初予定した推力とは違った推力が出ることになり、予定の軌道とは異なった飛行経路を飛んでいくことになります。また、燃焼ガス圧により推薬中にひび割れが生じても、燃焼面積が変化するので推力が変わってしまいます。


 以上の理由から、固体燃料ロケットを予定の軌道に沿って飛行させるために、固体推薬の力学的特性や破壊挙動に関する研究を行っています。

水野敏広 助教

mizuno.jpg研究テーマ
・超音波を用いた接触圧力分布測定法の開発
・歯の矯正移動のシミュレーション
・低レイノルズ数下の翼型特性

担当科目
・材料力学Ⅰ
・機械応用実験
・機械製図Ⅱ
・機械設計製図
・航空宇宙実験プロジェクト"

コメント
ラジコン飛行機を楽しんでいます。