強い収束衝撃波の生成および利用に関する研究

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研究目標の3項目、収束衝撃波発生装置の開発とその安定性評価、収束衝波を利用した高速飛翔体発射装置の開発、固体中収束衝撃波の挙動解析ついて次のような成果を得た。まず収束衝撃波発生装置については超高分子量プラスチックを用い多層構造にした衝撃に耐えうる再使用可能な圧力密封容器を製作し、高圧の保持を達成することができた。これによって爆発の騒音も大きく軽減でき使用環境を広げることができた。収束衝撃波の安定性については局所的な攪乱の影響を数値シミュレ-ションも併せて解析した。この成果を熊本大学研究報告に発表した。飛翔体発射装置の開発については密封容器を使用した小型の装置(口径6mm発射管長450mm)を製作した。小型であるにも拘らず2.0gの飛翔体を最高2.1km/sまで加速でき、高い加速効率が得られている。この研究に関する中間的な報告をJAP(1992)に発表した。またこの発射装置に関して2次元の数値シミュレ-ションを行ない性能向上に関する予則を行なった。固定中収束衝撃波の挙動解析については数値シミュレ-ションを用いた1次元解析を行なった。固定の状態方程式を取り入れたリ-マンソルバ-を開発しランダムチョイス法に適用し、収束点近傍における衝撃波の自己増幅作用について調べた。従来用いられてきた差分法では捉えられない収束点近傍の挙動を明らかにした。固体中に衝撃波を発生させる場合、一次元性を保つためには十分に大きな面積に衝撃荷重を加えなければならないが、それに爆薬を起爆する線爆の長さ、本数も増加させる必要がある。その最適条件を求めるため線爆特性を詳細は調べ、その結果を平面爆轟波の生成に利用し成功した。しかし収束衝撃波において十分な一次元性を得るためには、今回用いた衝撃大電流制装置ではその能力が不十分であることがわかった。これらの成果は衝撃シンポジウム(1992)において発表している。