並列タイトル等Development of a tandem balloon system with a super-pressure balloon and a zero-pressure balloon 2
タイトル（掲載誌）宇宙航空研究開発機構研究開発報告: 大気球研究報告 = JAXA Research and Development Report
一般注記長時間の飛翔が可能であるスーパープレッシャー気球（SP 気球）とゼロプレッシャー気球（ZP 気球）からなるタンデム気球システムの開発を 2009 年より進めている。 2010年 11月に網をかけた最初の SP 気球を製作し、2011年 4月には直径 3 m の SP 気球で耐圧性能 9,600 Pa を達成し、気球の製作方法を確立した。その後、SP 気球の大型化を行うと共に、 SP 気球の破壊機構の開発、二つの気球を連結した状態で放球する手法の開発を進めた。 2012年 5月には、飛翔用の直径 20 m の SP 気球を製作し、地上試験により、展開性能、および、ガスの長時間保持に問題ないことを確認するに至った。2012年 6月 9日にこの SP 気球と、体積 15,000 m3 の ZP 気球からなるタンデム気球システムの飛翔性能試験を実施した。放球は、 ZP 気球に浮力をつけた後、ZP 気球とゴンドラの間に入れた SP 気球の頭部にガスづめして細長く膨張させる方法により、支障なく実施された。気球は順調に上昇し、SP 気球の内部ガス圧と大気圧との差圧も上昇しながら、高度29.2 km で水平浮遊に入った。 SP 気球は、400 ～ 500 Pa の差圧が印加された時点で数 cm2 の穴が生じたものの、ガスの流出速度が遅かったため、最大差圧は814 Pa に達し、 25 分間にわたる水平浮遊時の間は正圧であった。気球が設計形状に展開しており、その直径も予測値と一致することがITV カメラによる画像データから確認された。本実験によって、はじめてタンデム気球システムの水平浮遊時の高度変動が評価され、高度変動は分布を正規分布で評価した際のsigma にして 11.2 m にとどまり、単独の ZP 気球での飛翔時にくらべ、高度変動が抑圧されることが確認された。飛翔試験の最後には、錘を落とす方式の気球破壊機構を動作させ、地上試験時と同程度のフィルムの引き裂きが行われることを確認した。今後、単独で飛翔させるより大型の SP 気球の開発を進めると共に、大気観測を念頭においた小型のタンデム気球の開発を並行して進める所存である。
The tandem balloon system with a super-pressure （SP） balloon and a zero-pressure （ZP） balloon, which can fly a long duration flight, has been developed since 2009. The fabrication procedure of a SP balloon covered by a net was studied and the first SP balloon was made in Nov. 2010, and the second balloon with an improved design was made in Apr. 2011 to show the resist pressure of 9,600 Pa which is comparable to the theoretical prediction. Then, the development to enlarge the balloon was continued and, in parallel, the flight termination mechanism of the SP balloon was investigated, and the launching procedure was studied. In May, 2012, a 20-m φballoon for the flight test was checked its deployment and gas leakage through the ground inflation test to show excellent results. On Jun. 9, 2012, the 20-m φ balloon was launched with a 15,000 m3 ZP balloon in the tandem configuration. The system was launched without problem with a procedure in which first filling a Helium gas in the ZP balloon and then filling the top part of the SP balloon to make the balloon in the elliptical shape. The tandem balloon system ascended to reach the level flight altitude of 29.2 km. The differential pressure between the inner pressure of the SP balloon and the atmospheric pressure increased as ascend. Although a small hole was made in the SP balloon at the differential pressure of 400 to 500 Pa, the differential pressure reached the highest value of 814 Pa and kept positive through the level flight lasting for 25 minutes due to its slow leakage. The perfect deployment of the SP balloon was monitored by the on-board ITV camera and its diameter was confirmed as designed. The altitude variation of the tandem balloon system was measured for the first time and the deviation was evaluated to be 11.2 m as the sigma of the Gauss distribution. It was well smaller than those of the ZP balloons as theoretically predicted. At the last of the flight test, the termination mechanism dropping a weight was also tested and it functioned as expected. Development to make a larger balloon for single balloon flights and a small tandem balloon system for atmospheric observation will be continued.
形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations
資料番号: AA0062303001
レポート番号: JAXA-RR-13-011
一次資料へのリンクURLhttps://jaxa.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=1945&item_no=1&attribute_id=31&file_no=1
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ