高信頼性3次元リアクションホイールの研究

昨年度の研究の結果有効と判明した空気浮上方式による球体の保持を,より微小流量・微小擾乱で実現するために,新たな球体浮上のための設計法を確立し,実験システムを構築して実証した。この浮上方式によれば,稼動部分のない圧電ポンプでも球体を浮上させることが可能と見込まれるため,宇宙機への搭載化も視野に入る。他方で,本3次元リアクションホイールの性能評価のためには,非接触で任意の回転状態の球体の角速度ベクトルを,時々刻々計測する必要がある。本研究では,マーカーを用いた光学的な方法で,高速3次元回転の角速度ベクトルを計測する方式を考案し,実験システムを構築して実証した。以上により確立した要素技術と,昨年度までに確立した渦電流方式によるトルク制御技術を基にして,3次元リアクションホイールの基本特性および制御性能の把握のために,発生トルク,蓄積角運動量,消費電力等を計測するとともに,本システムに適した制御系の設計を行った。以上で高信頼性3次元リアクションホイールの要素技術に関する解析,試験結果は一通り網羅された。その他申請時に予定していたより高レベルの総合的な試験は,割り当て予算額が申請額より少なかったため,実施しないこととした。

昨年度の研究の結果有効と判明した空気浮上方式による球体の保持を,より微小流量・微小擾乱で実現するために,新たな球体浮上のための設計法を確立し,実験システムを構築して実証した。この浮上方式によれば,稼動部分のない圧電ポンプでも球体を浮上させることが可能と見込まれるため,宇宙機への搭載化も視野に入る。他方で,本3次元リアクションホイールの性能評価のためには,非接触で任意の回転状態の球体の角速度ベクトルを,時々刻々計測する必要がある。本研究では,マーカーを用いた光学的な方法で,高速3次元回転の角速度ベクトルを計測する方式を考案し,実験システムを構築して実証した。以上により確立した要素技術と,昨年度までに確立した渦電流方式によるトルク制御技術を基にして,3次元リアクションホイールの基本特性および制御性能の把握のために,発生トルク,蓄積角運動量,消費電力等を計測するとともに,本システムに適した制御系の設計を行った。以上で高信頼性3次元リアクションホイールの要素技術に関する解析,試験結果は一通り網羅された。その他申請時に予定していたより高レベルの総合的な試験は,割り当て予算額が申請額より少なかったため,実施しないこととした。