以前は宇宙開発を行うための試験設備自体が研究や開発の対象でしたが、試験設備も日常的な装置の組合せでできるような時代になってきております。しかし、そのような時代になりましても試験技術はまだまだ十分ではないように認識しています。そのような状況を踏まえまして試験センターではバックスクリーンにありますような活動を積極的に進めているところでございます。本日のワークショップもその一環と考えております。

本日は最先端を行っている技術の一つである自動車の開発技術、衛星の設計開発現場の貴重なお話を頂くとともに試験センターでこれまでやってきております研究開発の状況を報告させて頂きます。これらの内容は、今後の確実な開発・ものづくりに不可欠な内容と考えております。今回、この場におきまして航空宇宙の開発に何らかの役に立つようなヒントが得られれば非常に嬉しく感じるところでございます。

1 試験検証の在り方

-試験センターの展開-

進化

蓄積

技術力の維持・発展問題点解決の為の試験技術研究

研究開発サイクル研究開発サイクル試験設備

の開発

試験標準等への反映プロジェクト

への技術の提供・協力

分析

改善すべき問題点の把握

試験センターの潜在的な特性

・各種の環境試験データの存在

・豊富な試験経験の機会

・試験現場での問題点・課題を知りえる機会

試験技術

(9)

環境試験設備の運転業務民間移転について

試験センター小野智行主査

(10)

Japan Aerospace Exploration Agency Environmental and Structural Test Laboratory

第4回試験技術ワークショップ

（2007.3.2）

環境試験設備の運転業務民間移転について

宇宙基幹システム本部試験センター

小野智行

（2007.3.2）

発表内容

1. 目的

2. 背景・経緯

3. 運転業務民間移転の概要 4. 試験センターの役割

5. 今後の課題

(11)

（2007.3.2）

1. 目的

①人工衛星などの設計、製造、試験のすべての開発過程で供試体企業の一元管理を進め、

試験時の責任体制の明確化と業務の効率化を実現する。

②試験設備運転業務に係る JAXA 職員の省力化を図り、技術開発（試験・検証）の強化のために有効活用する。

（2007.3.2）

2. 背景・経緯

・供試体企業が、近年JAXA所有と類似環境の設備を整備し、運用を行ってきている。

・試験センターでのこれまでの運用において、

試験時の試験設備運用手順を整備してきており、定型的な運転が可能になってきている。

・近年の計算機技術の進歩を取り入れた試験

設備の改修・更新を行ってきており、運用が

容易になってきている。

(12)

（2007.3.2）

3. 運転業務民間移転の概要

環境試験の実施体制（従来方式）

供試体原局

供試体原局試験センター試験センター

A A社社供試体企業

供試体企業

製造請負契約

運転・保守契約

作業指示

運転保守

メーカ請負作業

A社 A社

供試体業務

供試体業務支援作業供試体業務

支援契約

問題点

①プライム業務の非効率性

②現場業務の2重管理

③縦割り契約（A社）の弊害

（2007.3.2）

3. 運転業務民間移転の概要

環境試験の実施体制（民間移転後）

供試体原局

供試体原局試験センター試験センター

供試体企業供試体企業

運転企業運転企業

^{設備保守企業}_{設備保守企業}

設備維持契約製造請負契約

民間契約 ^{責任体制の} 明確化

プロジェクト支援

運転供試体業務メーカ請負作業

保守

運転実施可能企業運転実施可能企業

選定

(13)

（2007.3.2）

3. 運転業務民間移転の概要

・メリット

① 人工衛星等の全ての開発過程で供試体企業の一元管理により開発の効率化が可能

② 運転業務と供試体支援業務の一体化による業務の効率化と経費の削減が期待できる

（2007.3.2）

4. 試験センターの役割

（１）試験設備利用の全体統括

プロジェクト間試験スケジュール管理等、設備利用の全体統括

（２）試験設備の維持

JAXAとしての設備開発、維持、更新及び老朽化対策等

（３）安全等に関する社会的・法的責任

事故等に対するJAXAとしての安全の管理

（４）試験検証技術の強化及び試験標準の策定

設計支援・評価、試験標準の策定等、開発プロジェクトの信頼性向上のための技術開発の強化

（５）プロジェクト支援

試験現場におけるコンサルタント及び「試験検証」を活用したプロジェクト支援の強化

(14)

（2007.3.2）

５ . 今後の課題

・運転実施可能企業の選定方法の確立

運転実施可能企業の選定方法を確立し、平成20年度より適用する。

質疑応答

質問なし

(15)

発表 1. 熱真空試験における供試体保護について (1)有機汚染分子の熱真空環境における挙動の検討

試験センター猿渡英樹主任開発員

(16)

第4回試験技術ワークショップ, 2007年3月2日 1

熱真空試験における汚染防止法の検討

宇宙基幹システム本部試験センター猿渡英樹

内容

z 背景

– 宇宙機に対するコンタミネーションの影響 – 熱真空試験における発生コンタミネーション – コンタミネーション除去

– メモリ効果

– 分子の振るまい

z DOP 吸着脱離特性把握

z シュラウド昇温時の分子の振るまい

z 今後調査したい内容

(17)

背景-1：宇宙機に対するコンタミネーションの影響

z 光学センサ性能劣化、熱制御面のα / ε変化 ...

– HST/WFPCのPickoff mirror反射率低下

– ETS-VIIのAOMによる原子状酸素圧力測定不可

ETS-VII搭載AOMによる衛星

周囲の圧力測定結果²

1. “Contamination-induced degradation of optics exposed to the Hubble Space Telescope interior”, June L.Tveekrem, et.al., pp.246-257, SPIE Vol.2864, 1996

2. “ETS-VII搭載用原子状酸素モニタの実験結果”, 木本ら，NASDA-CON-990003 宇宙開発事業団会議報告ETS-VIIおりひめひこぼし実験成果報告会前刷集pp.89-93, 2000

HST/WFPC Pickoff mirrorの

反射率測定結果¹

背景-2：熱真空試験における発生コンタミネーション

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0

2000/4/1 2001/4/1 2002/4/1 2003/4/1 2004/4/1 2005/4/1 2006/4/1

Date

NVR (mg/0.1m^2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

NVR after bake out (mg/0.1m^2

NVR : thermal vacuum test NVR : blank test NVR : blank test (ambient) NVR : bake out

#1

#2

#3

#5

#6

#7

#8#9

#10

#11#12

#13

#14

#4

Note 1. Only NVR results during thermal vacuum tests are numbered.

Note 2. NVR results during bake out refer to right axis.

#15

#16

6m φ放射計スペースチャンバ熱真空試験時に発生した

不揮発性残渣量

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

今後調査したい内容

z 宇宙機から放出された汚染分子は、 6m φ放射計スペースチャンバのどこに残っているのか？

– シュラウドベーキング結果との矛盾の理由？

– １次脱離反応までを考慮した実験 – DOP以外の分子を対象とした実験

z 他チャンバでの大気圧戻しを対象とした実験

– 8m φ、 13m φスペースチャンバでは、シュラウド昇温とほぼ同時にGN2戻しを開始する。

– シュラウドが常温に戻った時点では、圧力も高くなっ

ているため平均自由行程が小さくなり、シュラウドか

らの分子の脱離が起こりにくい可能性がある。

(23)

質疑応答

安藤成将氏（総合技術研究本部、宇宙構造グループ）

問 1：基本的な質問で恐縮です。非常に興味深い結果を示されたと思います。漠然と物質といってもＮＶＲだけはなく、ＶＯＣ等いろいろあると思いますが、「なぜＮＶＲがコンタミネーションで常に問題になるのか」という基本的なところを教えて頂けないでしょうか。

答 1：ＮＶＲとかＶＯＣというのは物質の種類ではありません。ＶＯＣというのは「Volatile

Organic Contamination

」の略で、要は揮発しやすいものをＶＯＣと呼んでいます。ＮＶ

Ｒというのは、逆に揮発しにくいもの、「Non Volatile Residue」です。ＶＯＣというのは、

よくシックハウスとかそちら方面で問題になっていますが、揮発しやすいということは裏返して言うと、例えば人工衛星の表面にいっぱいくっ付いたとしてもすぐにまた揮発してしまうので残りにくいということです。一方、ＮＶＲというのは発生源からは出てきにくいですが、一回出てきて人工衛星の表面にくっ付いたら、今度は剥がれにくいということで、人工衛星のコンタミネーション管理の分野ではＮＶＲの方がよく出てきます。ただ、

ＶＯＣを気にしなくてよいかというとそんなことはありません。有機ではないですが、水が問題になることも人工衛星の管理の分野では結構あります。具体的には、超極低温の望遠鏡なんかでは、水が一番のコンタミネーションの原因になりますので、水をくっ付けないのように非常に気を付けて管理を行っているということも外国にはあるようです。

ということで、答えになっているでしょうか。

問

2：もう一点だけ質問です。ＮＶＲが重要ということですが、発表をお聞きすると、圧力

と温度でかなりその吸着・脱離に違いがあるようです。ＮＶＲ量と温度・圧力という二つのパラメータを併記して管理なり、測定なりをやっていかなければならないということでよろしいでしょうか。

答

2：どういう立場で管理に携わるかによるかと思います。現場の方は圧力とかそういった

ことまで管理するのはちょっと無理かと思いまして、現場の方は堆積量を管理の目安にすればよいのではないでしょうか。一方、部品とか材料とかそういう立場で関わる方は、何を注意しなければならないか、どんな材料を使うときに注意しなければならないか、どういう試験をやるとき注意しなければならないか、そういったことまで注意する必要があるでしょう。そういった場合にはその圧力・温度等は当然、気を付けておく必要があると思います。

(24)

発表 2. 熱真空試験における供試体保護について (2)筑波宇宙センター停電時のﾁｬﾝﾊﾞ内環境の変化について

試験センター明神絵里花開発員

(25)

平成19年3月2日第4回試験技術ワークショップ

1

筑波宇宙センター停電時の

チャンバ内環境の変化について

JAXA 宇宙基幹ｼｽﾃﾑ本部試験センター明神絵里花

2

熱真空試験中の停電 / 瞬低発生のリスク

z スペースチャンバの試験は 24 時間かつ長期間

z 停電・瞬時電圧低下に遭遇する確立が高い

z 雷警報が出ると他の試験設備は試験を中断するが、

スペースチャンバは中断できない。

(26)

3

熱真空試験時の停電・瞬低によるリスク①

z 設備環境の変化

z 圧力：瞬低、停電時には真空排気装置が停止するため圧力上昇が起きる(変化の度合いは停電時間、

チャンバによって異なる)

z 温度：数時間では顕著な温度変化はない

z 外部熱入力：瞬低、停電によりソーラシミュレータ、IR 電源共に停止する

4

熱真空試験時の停電・瞬低によるリスク②

z 供試体への影響

z 供試体の放電しやすい圧力領域へ突入

z

供試体によって異なるが、放電しやすい圧力領域は 1Pa～10

^-3

Pa

z ソーラ光・ヒータOFFによる供試体温度低下

z 供試体温度低下によるコンタミネーションの付着

(27)

5

熱真空試験中の瞬時電圧低下発生事例

筑波宇宙センター内電気事故による瞬時電圧低下

瞬低後、機器を再起動した。(主CPと再液供試体保温のためソーラを点灯した。

圧力は放電領域以下を保持したが、安全のため一時的に供試体側電源をOFFした。

圧力低下後、試験を再開した。

JEM ELM-ESシステム(PFM) 13mφSC

H13.3.3

動力棟コンデンサ地絡(原因は漏水)の影響による瞬時電圧低下

発生事象

再度瞬低しても問題のない機器を再起動した。

放電領域に達したためGN2リークを実施した。

瞬低の原因及び処置について動力棟の調査を待ち、供試体側・設備側共ホールド(約10時間)とした。瞬低の再発の恐れがないことから、

チャンバ再排気を実施することとしたが、その後供試体側の不具合処置のため大気圧戻しを実施した。

ETS-Ⅶは軌道上で機器の放電によるハイゲイン回線出力低下が発生したが、後の調査で本試験時にも放電と出力低下が発生していたことがわかった。

処置

ETS-Ⅶ システム(PFM)

13mφSC H9.6.2

場所供試体年月日

6

熱真空試験中の停電発生事例①

雷による送電線地絡事故で 26分間に6回の停電

その後非常用発電機故障により 1分半の停電

東京電力送電線の短絡事故による1秒間の停電

(復電まで12分間)

処置供試体

場所年月日

発生事象

停電時は設備立ち下げ中で放電領域通過作業(GN2リーク)前の状態であった。

停電発生後、手動でGN2リークを行い、電力復帰後大気圧戻しを再開した。

ETS-ⅧLDR(EM) 13mφSC

H12.5.14

停電後1時間半後に圧力が放電領域に達したためGN2リークを実施した。

停電時は試験最終モードであり、データレビューですべての試験データを取得していることが確認されたため、大気圧戻しを実施した。

DRTSシステム(PFM) 13mφSC

H12.8.8

(28)

7

熱真空試験中の停電発生事例②

発生事象

東京電力の作業ﾐｽによる40 分間の停電(TKSC非常用発電による電力供給)

東京電力配電盤への落雷による停電(復電まで5分間) 東京電力の停電

(復電まで16分間)

復電後、機器の再起動を行った。

停電により圧力は最大3.2×10^-3Paまで上昇した。

ALOS PRISM SRU-F (PFM)

6mφSC H14.4.9

復電後、機器の再起動を行った。

停電により圧力は最大3.8×10^-3Paまで時上昇した。

ALOS DRC（PFM) 13mφSC

H14.6.22

非常用発電により、副CSPを起動した。

商用電源復旧後、機器の再起動を行った。

停電により圧力は最大1.2×10^-3Paまで時上昇した。

処置

HTV非与圧部(STM) 13mφSC

H18.3.3

場所供試体年月日

平成19年3月2日第4回試験技術ワークショップ 1.0E-06 8

1.0E-05 1.0E-04 1.0E-03 1.0E-02

15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30

圧力[Pa]

主ヌード主チューブラ

15:38停電発生

16:15　非常用発電から商用電源に切替の為停電 16:17　商用電源復旧 16:21 副CSP起動

15:53　非常用発電による電力供給 15:55 副CSP起動

18:13主CP運転

16:23～16:32 副CSP元弁開 16:00～16:06

副CSP元弁開

16:44TMP元弁開

停電時のチャンバ内圧力変化

＜13mφスペースチャンバ＞

H18.3.3 HTV非与圧部STM熱平衡試験

(29)

9

停電時のシュラウド温度変化

＜13mφスペースチャンバ＞

-200 -195 -190 -185 -180 -175 -170

15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30

温度[℃]

扉部シュラウド主胴部シュラウド１主胴部シュラウド２主胴部シュラウド３主胴部シュラウド４

15:38停電発生

H18.3.3 HTV非与圧部STM熱平衡試験

平成19年3月2日第4回試験技術ワークショップ 1.0E-06 10

1.0E-05 1.0E-04 1.0E-03 1.0E-02

9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30

圧力[Pa]

ヌードペニング

10:00 停電発生(10分間)

停電時のチャンバ内圧力変化

＜8mφスペースチャンバ＞

H18.5.17 8mφスペースチャンバシステム点検

(30)

11 -200

-195 -190 -185 -180 -175 -170

9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30

温度[℃]

上部シュラウド温度(261.5° 中央) 中部シュラウド温度（331° 中央）

中部シュラウド温度（245°）

下部シュラウド温度（216°下）

下部シュラウド温度（216°中央）

10:00　停電発生(10分間）

停電時のシュラウド温度変化

＜8mφスペースチャンバ＞

12 1.E-06

1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02

4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30

圧力[Pa]

5:00停電 5:01復電

5:44～5:50 CSP排気弁開

6:04TMP 排気弁開

停電時のチャンバ内圧力変化

＜6mφ放射計スペースチャンバ＞

(31)

平成19年3月2日第4回試験技術ワークショップ -200 13

-195 -190 -185 -180 -175 -170

4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30

温度[℃]

扉シュラウド胴部シュラウド１胴部シュラウド２胴部シュラウド３胴部シュラウド４鏡シュラウド

コンタミネーションパネル 5:00停電

5:01復電

停電時のシュラウド温度変化

＜6mφ放射計スペースチャンバ＞

14

停電・瞬低へ事前対策

z 設備側で行っている対策

z

制御監視装置、データ処理装置へのUPS接続

z

TKSC非常用発電の電力供給ランクをAランクとし、停電後10分以内に送電される（非常用発電からの受電中は供試体保護と設備状況モニタを主目的とする）

z

商用電源復電後の遮断器投入順位を高くしている(主要部は遮断器が断とならない仕様)

z

供試体用UPSの整備

z 供試体側に推奨する対策 ( 供試体保護 )

z

供試体モニタ装置、供試体用ヒータ等のUPSへの接続

z

放電対策の電源断をスムーズに行う手順の整備

(32)

15

熱真空試験時の停電・瞬低時の対処

z 設備側で行う対処

z

非常用発電による電力供給時には、副クライオソープションポンプ・ターボ分子ポンプによる圧力維持(13mφSC)

z

放電しやすい領域まで圧力が上がる場合はGN2リーク装置の起動によってすみやかに突破する準備

z

商用電力復旧しだい、機器の再起動

z 供試体側で行う対処(供試体保護)

z

供試体の温度モニタ・供試体保温

z

放電圧力領域前には電源OFF

16

まとめ

z 停電が発生すると、チャンバ機器が停止し、チャンバ内の圧力が上昇する ( 温度変化は小さい )

z 設備側は非常用発電で圧力維持に努め、放電しやすい領域に入る場合は GN2 リーク装置の起動によってすみやかに突破する

z 供試体側はモニタを強化し、放電への対策・供

試体温度低下への対策をすみやかに実施する

(33)

質疑応答

斎藤幹雄（試験センター）

問１：停電時のチャンバ内圧力変化というグラフがあったと思います。13 メートルのチャンバです。これで停電して、非常用発電で（副クライオソープションポンプによって）引いている時は圧力が安定しているのに復電後、副クライオ元弁を「開」にしてからターボ分子ポンプを「開」にしたのに、なぜ圧力が上がるのでしょうか。これは何かチャンバ側の操作の問題なのか、その辺の状況を（教えてください。）要するに何を言いたいかというと非常発電で電力供給しているときに（副）クライオ（ソープション）ポンプだけで圧力を維持できていたのに、ターボ分子ポンプと副クライオ（ソープションポンプ）

が動いているのになぜ圧力が上がってしまうのかな、というのが少し疑問です。

答 1：主に圧力上昇の原因は、主クライオポンプに付いていた分子数の小さいヘリウムですとか水素ですとかそういうものが主クライオポンプの停止によって出ているためです。ですから、主クライオポンプの運転が始まるまでは圧力は上昇し続けて、副クライオソープションポンプとターボ分子ポンプだけでは多分、ぎりぎり１０^-3Pa を維持するまでしかできないと思います。

問 2：分かりました。そうすると、クライオポンプの温度上昇・・・今回の説明ではシュラウドの温度の説明がございましたが、13 メートル（チャンバ）の場合ではヘリウムのクライオパネル主胴部のパネルが効いているということですね。

答 2：はい、ちょうどこの 4 時半くらいから徐々にクライオポンプの表面の温度が上がっていますので、

それに比例して圧力が上昇しているということです。

(34)

発表 3. 特別講演

自動車開発における騒音振動問題の課題とその対策

東京工業大学萩原一郎教授

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質疑応答

施勤忠（試験センター）

問 1：二つほど教えて頂きたいと思います。今回、解析の技術を幅広く紹介頂きましたが、

実際、自動車メーカーの設計・開発現場では騒音振動、特に振動に関してターゲット周波数はどこまでになるでしょうか。試作車を使って試験をする（と思う）のですが、設計フィードバックをするためには応答の数はどのくらいでしょうか。これが一つ目の質問です。

答 1：第一の周波数域の話ですが、車室内の騒音は 60Ｈｚから 300Ｈｚ、車外騒音の場合は、

エンジンからの放射音ということで 2000Ｈｚとか 3000Ｈｚなんですね。ターゲットにします性能によって周波数は違いますけれども、一番関係の深い、ここでいうロードノイズは 60Ｈｚから 300Ｈｚということになります。それで一つはＳＥＡを利用する動きも当然あるわけです。ただ自動車会社の人は有限要素法の導入が一番早かったぐらいですから、やはり愛着心がありますから、有限要素法でやろうということで（す。）合わないものは二つありまして、先程言いましたようにモデルがＣＡＤどおりできていないというのがありまして、それは有限要素法で厳密なことをやろうとするとかなり影響してくるということでリバース（エンジニアリング）で、後は部分構造合成法を利用してもうちょっと小さいモデルを使った並列処理をしていく（ということです）。あと一方ではＳＥＡを取り入れていく。

それが答えになっているかどうか分かりませんが、第一の答えです。

問 2：二つ目の質問です。今回の技術、ＣＡＤ関係と解析技術に関係しているかもしれないですが、10 年ほど前から、自動車メーカーでコンカレント・エンジニアリングが盛んになっていて、最近、ヨーロッパでは宇宙機の信頼性管理というか設計管理全体にコンカレント・エンジニアリングという技術を導入しようという動きがあります。そこのあたり自動車メーカーでは、コンカレント・エンジニアリングを開発の流れとして最近どのように使われていますか。

答 2：コンカレント・エンジニアリングに対しましては、これは最適化がですね、一時、最適化の調査をしたらあまり使われてなかったということでした。多目的最適化というのが最近にすごく重要視されるようです。というのは、コンカレント・エンジニアリングはそもそもいろんな車体グループ、シャシーグループさらには海外の設計グループとのいわゆる協調設計ということでコミュニケーション、ネットワークでやろうというものですね。

ただ依然としてＣＡＤのデータが非常に重いために、実はネットワークでの協調性ということがまだうまく行ってはない。おそらくＣＡＤデータの圧縮みたいなことが必須となってくる。もちろんネットワーク技術の向上で送れるデータ量が多くなればよいですが。あとは衝突と騒音（に関してです）。例えば今、スチールが中心ですけれども、軽量材料のプ

(87)

ラスチック、複合材料のいわゆるリサイクルはなかなか日本では（使われていませんが）、

アメリカでは非常によく使われています。それに対してアルミが検討されました。ただ、

アルミに材料を変えるだけでは車体として成立しない。やはり同時に多目的最適化をしていろいろな性能を見ていくという動きがあります。実際の設計に利用されるまでには技術が開発されていない、習熟していないということですが、そういう動きはあるということだと思います。

重見仁氏（総合技術研究本部、風洞技術開発センター）

問 3：航空機のほうではエンジン騒音に対して離着時に大きくなる空力騒音に対する試験が非常に多く風洞で行われています。自動車の世界では空力的な音というのはどの程度関心が払われているのか、あるいは全体の騒音の中でどれくらいの割合になるのでしょうか。

自動車のメーカーは、みなさん風洞を持っていらっしゃいますが、そういった試験を行っていらっしゃるのか、ちょっと観点が違うかも知れませんが教えて頂ければと思います。

答 3：私は構造が中心なものですから、流体、空力については知識がないのですが、依然としてＬｉｇｈｔｈｉｌｌ式などというものを使って行っていると思います。というのは空力騒音というのはそれほど割合が大きくない、それよりやはりロードノイズが中心です。

ただ、当然、空力で振動する場合もあるわけですけれどももう少し 200Ｈｚくらいのところをきちんとやろう（ということです）。だいたい車の場合、形が決まりますと室内の音場の共振数が決まりますので、だいたいどの車も 100～200Ｈｚが中心です。ここをいかに早く解決するかということが中心です。空力の場合は、いわゆる操縦安定性の方がむしろ重要になっています。

(88)

発表 4. 機械環境試験技術研究に関して JAXA 試験センターの現状報告及び今後の課題

試験センター施勤忠主任研究員

(89)

第４回試験技術ワークショップ H19年3月2日試験センター

試験センター

機械環境試験技術研究に関して JAXA 試験センターの現状報告

及び今後の課題

（音響、振動、衝撃）

機械環境試験技術研究に関して JAXA 試験センターの現状報告

及び今後の課題

（音響、振動、衝撃）

JAXA基幹システム本部・試験センター

施勤忠

試験センター

１．

１． JAXA JAXA 試験センターの現状：試験センターの現状：

・平成

18

年度からプロジェクト開発試験における試験設備運転は、漸次、供試体開発メーカが実施することになる。

・平成19年度からは、全てのプロジェクト開発試験の試験設備運転に試験設備運転に

試験センターは直接的に関与しなくなる

試験センターは直接的に関与しなくなる。

・平成19年度以降、試験センターの業務は、試験設備の開発・維持を着実に実施することのみならず、宇宙機の確実な開発のための重要な宇宙機の確実な開発のための重要な

検証プロセスである試験検証についての技術開発に重点

検証プロセスである試験検証についての技術開発に重点を置き、積極的にチャレンジしていく。

本検討報告は、従来試験センターの試験技術開発成果の現状報告及び今後の課題について紹介する。

(90)

試験センター

◆試験方法に関する課題

（振動試験時の治具設計、制御点の問題）

◆試験結果の評価に関する課題

◆設計予測値の精度に関する課題

振動音響周波数

PSD

→試験環境下での応答予測精度が低い

（特に、衝撃試験）

※音響はJANETで解決

PSD

周波数

解析周波数分解能の問題

→技術的裏付けの必要な、試験結果評価上の課題は多い（周波数分解能、評価指標の問題点SRS）。

ｽﾍﾟｯｸｵｰﾊﾞｰ時の処理方法

◆現象解明に関する課題

（フィルエフェクト、衝撃発生メカニズム）

フィルイフェクト

Frequency [Hz]

Sound Pressure Level [dB]

Elasticity Rigid Test 50100150200250300350400 -10

-5 0 5 10 15 20 25

太陽電池・構体間の音圧上昇

・治具設計における技術的指針が明確化されていない。

・コンポの衝撃試験方法（様々の方法がある）

・振動試験における最適な制御点の設定指針、

・・・etc

1.1 1.1 試験技術の現状：試験技術の現状：( (1) 1)試験検証技術は成熟してきているがであり、試験検証技術は成熟してきているがであり、

種々の未解明の課題は存在、更に技術革新に伴う進展十分ではない種々の未解明の課題は存在、更に技術革新に伴う進展十分ではない

試験センター

（２）新しい試験法の必要性（例１：フォースリミット）

例：フォースリミット振動試験法

->過負荷による無用な手戻りの回避、供試体不具合＆破損の防止に有効

（欧米では慣用の手法であり、日本の宇宙業界で適用していない）

(91)

試験センター

フォースリミットリミット（＝加速度リミット）とは？

⎟⎟⎠

⎜⎜ ⎞

⎝

⎛

+ + −

=

∑

= n

k k k k

k k k

n b

r j r

r u j

r U M

r f

1 2

} 2 ) 1 {(

1 2 ) (

) (

ξ ξ

&&

M u M

^e

k k

=

有効質量比：

10^-1 10⁰ 10¹ 10²

10^-3 10^-2 10^-1 10⁰ 10¹

Normalized frequency

Normalized apparent mass

Eq. (7)

有効質量

⎩⎨

⎧

≥

= <

0 0

0

), / (

,

ω ω ω ω

ω ω M

M_e^k M

一般的に構造の動質量：

Q=10

試験センター

（３）新しい試験法の必要性（例２：コンポーネントの衝撃試験及び評価）

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04

-500 0 500 1000 1500

acceleration (m/sec2)

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04

-0.5 0 0.5

velocity (m/sec)

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04

-100 0 100 200 300

time (sec)

power (Walt)

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04

0 0.05 0.1

time (sec) energy (Joule)

Pulse（half-sine）

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

-500 0 500

acceleration (m/sec2)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

-0.4 -0.2 0 0.2 0.4

velocity (m/sec)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

-100 -50 0 50 100

time (sec)

power (Walt)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

0 0.02 0.04 0.06 0.08

time (sec) energy (Joule)

減衰波形（Wavelet合成）

(92)

試験センター

0 1 10 100 1000 10000

10 100 1000 10000

Hz

SRS Srs_acc_wvlt(m/s2)

Srs_acc_halfsine(m/s2) Srs_pwr_wvlt(w) Srs_pwr_halfsine(w) Srs_vel_wvlt(m/s) Srs_vel_halfsine(m/s)

衝撃試験（Pulse（half-sine）とWavelet合成）の評価指標の比較

試験センター

（４）現象解明の必要性（例３：フィルエフェクトによる振動上昇？）

80 90 100 110 120 130 140

10 100 1000 10000

周波数[Hz]

SPL[dB]

Zone A Zone B Zone C

(93)

試験センター

･･････

2006年 2007年 2008年 2009年 2010年

試験技術研究

試験標準等への反映

プロジェクトへの技術協力

信頼性を確保、

開発コスト低減する試験検証技術の確立

新試験検証技術の反映、宇宙機開発に有効な標準を改定

課題の抽出、新試験検証技術の適用に関する助言・指導による宇宙機開発（の効率化）への貢献

振動試験 HDBK制定試験設備の試験環境に係

る評価・限界性能把握

必要となる技術研究開発、

設備更新を実施

音響試験HDBK制定新規の試験法の研究（フォースリミット、コンポ衝撃試験、etc...）

振動試験HDBK試案

・HTV、H-IIA,H-IIB、小型実証などの諸プロジェクトへの技術協力

・試験検証の研究開発課題に反映衝撃試験 HDBK改定

衝撃試験標準の改定音響試験標準

の改定振動試験標準

の改定衝撃試験HDBKの制定

音響試験HDBK試案

２．２．試験検証技術に関する今後の取り込み試験検証技術に関する今後の取り込み

（試験センターが実施する試験検証に関する業務計画案）

試験センター

原案

▲ ＷＧ審

議制定

▲

改訂原

案

△ ＷＧ審

議原

案

△

ＷＧ審議

試案制定

△ △

基礎検討

目次案作成

原案

△

試案制定

△ △

ＷＧ審議

試案

△ ＷＧ審

議試案

△ 見直し案作

成

(その１－４)振動試験ﾊﾝﾄﾞﾌﾞｯｸの制定 ((その１－３その１－３))音響試験ﾊﾝﾄﾞﾌﾞｯｸの制定音響試験ﾊﾝﾄﾞﾌﾞｯｸの制定 (その１－２)振動試験(ﾌｫｰｽﾘﾐｯﾄ)ﾊﾝﾄﾞﾌﾞｯｸの制定 (

(その１－１その１－１))衝撃試験ﾊﾝﾄﾞﾌﾞｯｸの制定衝撃試験ﾊﾝﾄﾞﾌﾞｯｸの制定

（

（JAXAJAXA--SCSC--1010--3030--HBHB--001001））

(その１)機械系試験に関する箇所の標準見直し

改訂完了衛星一般試験標準の改訂 △

平成21年度平成20年度

平成19年度平成18年度

平成17年度

項目年度

目 次

目 次 1. 開催日時・場所 2

2. 発表内容 2

3. （ 1 ） 開会挨拶 3

（ 2 ） 環境試験設備の運転業務民間移転について 5

（3） 発表と質疑応答 発表１ . 熱真空試験における供試体保護について （ 1 ）有機汚染分子の熱真空環境における挙動の検討 11

発表 2. 熱真空試験における供試体保護について （ 2 ）筑波宇宙センター停電時のﾁｬﾝﾊﾞ内環境の変化について 20

発表 3. 特別講演： 自動車開発における騒音振動問題の課題とその対策 30

発表 4. 機械環境試験技術研究に関して JAXA 試験センターの 現状報告及び今後の課題 84

発表 5. 衝撃応答予測に関する研究 98

発表 6. 最近の熱試験技術について 113

発表 7. コンポーネントの機械環境試験 122

発表 8. 「 ETS ‐Ⅷ / LDR の地上検証試験」について 132

発表 9. 最近の熱試験技術について 143

（3） 閉会挨拶 157

開催日時・場所

19

3

2

11：00～17：45

JAXA

開会挨拶

宇宙基幹システム本部 試験センター 斎藤幹雄 センター長

進化

蓄積

研究開発サイクル 研究開発サイクル 試験設備

の開発

試験標準等 への反映 プロジェクト

への技術の 提供・協力

分析

試験技術

環境試験設備の運転業務民間移転について

試験センター 小野 智行 主査

環境試験設備の運転業務 民間移転について

宇宙基幹システム本部 試験センター

小野 智行

発表内容

1. 目的

2. 背景・経緯

3. 運転業務民間移転の概要 4. 試験センターの役割

5. 今後の課題

1. 目的

①人工衛星などの設計、製造、試験のすべて の開発過程で供試体企業の一元管理を進め、

試験時の責任体制の明確化と業務の効率化 を実現する。

②試験設備運転業務に係る JAXA 職員の省力 化を図り、技術開発（試験・検証）の強化のた めに有効活用する。

2. 背景・経緯

・供試体企業が、近年JAXA所有と類似環境の 設備を整備し、運用を行ってきている。

・試験センターでのこれまでの運用において、

試験時の試験設備運用手順を整備してきて おり、定型的な運転が可能になってきている。

・近年の計算機技術の進歩を取り入れた試験

設備の改修・更新を行ってきており、運用が

容易になってきている。

3. 運転業務民間移転の概要

環境試験の実施体制（従来方式）

環境試験の実施体制（従来方式）

供試体原局

供試体原局 試験センター 試験センター

A A社 社 供試体企業

供試体企業

A社 A社

3. 運転業務民間移転の概要

環境試験の実施体制（民間移転後）

環境試験の実施体制（民間移転後）

供試体原局

供試体原局 試験センター 試験センター

供試体企業 供試体企業

運転企業 運転企業

運転実施 可能企業 運転実施 可能企業

3. 運転業務民間移転の概要

・メリット

① 人工衛星等の全ての開発過程で供試体企 業の一元管理により開発の効率化が可能

② 運転業務と供試体支援業務の一体化によ る業務の効率化と経費の削減が期待できる

4. 試験センターの役割

（１）試験設備利用の全体統括

（２）試験設備の維持

（３）安全等に関する社会的・法的責任

（４）試験検証技術の強化及び試験標準の策定

（５）プロジェクト支援

５ . 今後の課題

・ 運転実施可能企業の選定方法の確立

目次

目次 1. 開催日時・場所 2

3. （ 1 ）開会挨拶 3

（ 2 ）環境試験設備の運転業務民間移転について 5

（3）発表と質疑応答発表１ . 熱真空試験における供試体保護について（ 1 ）有機汚染分子の熱真空環境における挙動の検討 11

発表 2. 熱真空試験における供試体保護について（ 2 ）筑波宇宙センター停電時のﾁｬﾝﾊﾞ内環境の変化について 20

発表 3. 特別講演：自動車開発における騒音振動問題の課題とその対策 30

発表 4. 機械環境試験技術研究に関して JAXA 試験センターの現状報告及び今後の課題 84

（3）閉会挨拶 157

宇宙基幹システム本部試験センター斎藤幹雄センター長

研究開発サイクル研究開発サイクル試験設備

試験標準等への反映プロジェクト

への技術の提供・協力

試験センター小野智行主査

環境試験設備の運転業務民間移転について

宇宙基幹システム本部試験センター

小野智行

①人工衛星などの設計、製造、試験のすべての開発過程で供試体企業の一元管理を進め、

試験時の責任体制の明確化と業務の効率化を実現する。

②試験設備運転業務に係る JAXA 職員の省力化を図り、技術開発（試験・検証）の強化のために有効活用する。

・供試体企業が、近年JAXA所有と類似環境の設備を整備し、運用を行ってきている。

試験時の試験設備運用手順を整備してきており、定型的な運転が可能になってきている。

供試体原局試験センター試験センター

A A社社供試体企業

供試体原局試験センター試験センター

供試体企業供試体企業

運転企業運転企業

運転実施可能企業運転実施可能企業

① 人工衛星等の全ての開発過程で供試体企業の一元管理により開発の効率化が可能

② 運転業務と供試体支援業務の一体化による業務の効率化と経費の削減が期待できる

・運転実施可能企業の選定方法の確立

運転実施可能企業の選定方法を確立し、平成20年度より適用する。

試験センター猿渡英樹主任開発員

熱真空試験における汚染防止法の検討

宇宙基幹システム本部試験センター猿渡英樹

背景-1：宇宙機に対するコンタミネーションの影響

背景-2：熱真空試験における発生コンタミネーション

z 宇宙機から放出された汚染分子は、 6m φ放射計スペースチャンバのどこに残っているのか？

– 8m φ、 13m φスペースチャンバでは、シュラウド昇温とほぼ同時にGN2戻しを開始する。

試験センター明神絵里花開発員

JAXA 宇宙基幹ｼｽﾃﾑ本部試験センター明神絵里花

熱真空試験中の停電 / 瞬低発生のリスク

熱真空試験時の停電・瞬低によるリスク①

z 圧力：瞬低、停電時には真空排気装置が停止するため圧力上昇が起きる(変化の度合いは停電時間、

熱真空試験時の停電・瞬低によるリスク②

熱真空試験中の瞬時電圧低下発生事例