Modeling of parachute opening process by wind tunnel test and structural coupled fluid analysis

本研究においては地球往還機や惑星探査機において大気突入機の減速機構として広く用いられているパラシュートの開傘過程の詳細なモデル化を目指して研究を進めている。これらの大気突入機では質量とともに容積が限られるが、パラシュートは高い占有率を閉めており、開傘過程の詳細なモデル化を達成することで事前の強度や空力性能の予測精度の向上、安全率の適切な設定を獲得することを目的としている。2022年度は風洞実験において繰り返し使用可能なパラシュート放出機構の開発とパラシュート開傘過程を観察するための小型高速カメラを導入・動作確認を行った．パラシュート放出機構としては空気式と非火薬式の2種類の試作品を製作し、動作確認を行った。空気式パラシュート放出機構においては空気貯気槽の高圧化を図るためにシェアピンを導入したが、ある一定の圧力までは高圧化に成功したが、さらなる高圧化には放出機構全体の構造強度を強化する必要があり，風洞試験モデルのサイズ内で達成することは困難であることがわかった。一方で、非火薬式パラシュート放出機構は非火薬の装薬を選ぶことで容易に高速放出を可能にできることがわかったため、今後はこちらを採用することに決定した。また上記パラシュート放出試験を実施する際に小型高速カメラによるパラシュート放出過程の連続画像撮影に成功したが，詳細な開傘過程の画像取得にはさらなる光学系の最適化が必要であることが分かった。

本研究においては地球往還機や惑星探査機において大気突入機の減速機構として広く用いられているパラシュートの開傘過程の詳細なモデル化を目指して研究を進めている。これらの大気突入機では質量とともに容積が限られるが、パラシュートは高い占有率を閉めており、開傘過程の詳細なモデル化を達成することで事前の強度や空力性能の予測精度の向上、安全率の適切な設定を獲得することを目的としている。2022年度は風洞実験において繰り返し使用可能なパラシュート放出機構の開発とパラシュート開傘過程を観察するための小型高速カメラを導入・動作確認を行った．パラシュート放出機構としては空気式と非火薬式の2種類の試作品を製作し、動作確認を行った。空気式パラシュート放出機構においては空気貯気槽の高圧化を図るためにシェアピンを導入したが、ある一定の圧力までは高圧化に成功したが、さらなる高圧化には放出機構全体の構造強度を強化する必要があり，風洞試験モデルのサイズ内で達成することは困難であることがわかった。一方で、非火薬式パラシュート放出機構は非火薬の装薬を選ぶことで容易に高速放出を可能にできることがわかったため、今後はこちらを採用することに決定した。また上記パラシュート放出試験を実施する際に小型高速カメラによるパラシュート放出過程の連続画像撮影に成功したが，詳細な開傘過程の画像取得にはさらなる光学系の最適化が必要であることが分かった。