多孔質模擬天体を用いた低速度ならびに高速度衝突破壊実験

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多孔質模擬天体の衝突破壊過程解明のために、50μmのガラスビーズの粉体(未焼結)をターゲットとした衝突実験を行った。粒子同士の接触部分の結合力をほとんど失くした状態での反対点粒子速度を測定し、弾丸が受ける抵抗を計算した。これはターゲットの持つ引っ張り強度よりも、地球重力による押さえつけ効果の方が大きい状況下での、衝突現象を模擬したものである。焼結体に対して行われた去年度以前の実験と同様に、衝突点の反対側から飛び出す粒子の速度を弾丸初期速度で規格化した値を導き、ターゲットの厚み(衝突点からの距離)を弾丸半径で規格化したものとの関係を調べた。また、同様の実験を、「航空機を用いた学生無重力実験コンテスト」に採択されたことを利用して、微小重力環境下でも行った。重力による押さえつけ効果を弱くし、重力に対する強度の依存の度合いをやや強めた実験、さらに5μmのガラスビーズ粉体を用いた実験によって、粒子間結合力の高い試料への実験も行った。放出速度の距離に対する減衰度合の測定や、弾丸の衝突から反対点粒子が動き出すまでの時間の測定から、5μmガラスビーズターゲット内での応力波の減衰は、50μmガラスビーズターゲット内でのそれよりも小さいのではないかという結果を得た。また、各ターゲットでの抵抗係数とターゲット厚みの関係は、微小重力で行った実験より、地上で行った実験の方が弾丸の受ける抵抗が大きく、抵抗係数が2を越える値を示した。これは、弾丸がガラスビーズから受ける抵抗には流体抵抗以外にも無視できない抵抗があることを意味する。重力による押さえつけ効果により、その流体抵抗以外の効果が地上実験での方が強められたのではないかと考えられる。