資料45-1-1　D-SEND2プロジェクトの状況について

資 料 45-1-1 D-SEND#2 プロジェクトの 状 況 について ~ 第 45 回 航 空 科 学 技 術 委 員 会 説 明 資 料 ~ 気 象 条 件 未 達 による 今 年 度 のD-SEND#2 試 験 の 不 実 施 結 果 を 受 け JAXAに おいて 来 年 度 の 再 試 験 実 施 の 可 否 と 試 験 機 会 最 大 化 に 向 けた 対 策 につい ての 検 討 を 行 ったため 現 在 の 取 り 組 み 状 況 についてご 報 告 致 します 2015 年 2 月 5 日 JAXA 航 空 本 部

1.D-SENDプロジェクトの 概 要 目 的 : 目 標 : 静 かな 超 音 速 旅 客 機 の 実 現 に 必 要 な 鍵 技 術 である 低 ソニックブーム 設 計 概 念 で 設 計 された 機 体 の 飛 行 実 証 ( 参 考 資 料 1 2) 1 非 軸 対 称 供 試 体 による 先 端 / 後 端 の 低 ソニックブーム 設 計 効 果 の 実 証 2 低 ブーム 波 形 取 得 技 術 の 確 立 3 低 ブーム 伝 播 解 析 技 術 の 検 証 スウェーデン 宇 宙 公 社 (SSC)エスレンジ 宇 宙 センター 敷 地 内 気 球 落 下 試 験 イメージ 2. 分 離 可 能 な 領 域 まで 移 動 3. 機 体 を 分 離 機 体 ( 供 試 体 ) 数 :2 式 第 1 回 飛 行 試 験 :2013 年 8 月 16 日 諸 元 全 長 :7.9 m 重 量 :1.0 t マッハ1.3, 50 度 ダイブ 飛 行 Mach1.3, 50deg Dive 4. 発 生 した 低 ブーム 波 形 を 計 測 1. 機 体 を 設 置 した 気 球 を 放 球 5. 投 棄 コマ ンドを 送 信 2

2. 経 緯 (1)2014 年 8 月 26 日 : 昨 年 8 月 の 第 2 回 飛 行 試 験 キャンペーン(8 月 2 日 ~26 日 )では 気 象 条 件 が 整 わず 今 年 度 のD-SEND#2 試 験 の 実 施 を 断 念 (2)2014 年 9 月 4 日 ~29 日 : JAXA 内 に 設 置 した 調 査 対 策 チームにおいて 意 義 価 値 及 び 技 術 課 題 検 討 分 科 会 を 各 4 回 実 施 来 年 度 に 試 験 を 実 施 したとしてもプロジェクトの 意 義 価 値 は 不 変 であることを 確 認 また 試 験 状 況 を 分 析 し 気 球 軌 道 条 件 判 断 条 件 期 間 等 の 見 直 しにより 試 験 機 会 拡 大 の 可 能 性 があ ることを 確 認 (3)2014 年 12 月 3 日 : 第 44 回 航 空 科 学 技 術 委 員 会 で JAXAにおける 第 2 回 飛 行 試 験 キャンペーンの 状 況 分 析 結 果 ( 参 考 資 料 1) プロジェクトの 意 義 価 値 の 再 確 認 結 果 及 び 試 験 機 会 拡 大 のための 対 策 案 の 検 討 状 況 ( 参 考 資 料 2)を 報 告 (4)2015 年 2 月 3 日 : JAXAとして 来 年 度 の 再 試 験 に 向 けた 計 画 変 更 を 承 認 3

3. 次 回 試 験 に 向 けた 取 り 組 み 状 況 (1/3) 試 験 機 会 の 最 大 化 に 向 け 検 討 を 行 い 15 項 目 の 対 策 を 採 用 することで 試 験 機 会 の 最 大 化 が 図 れることを 確 認 した 主 な 対 策 1 試 験 期 間 の 拡 大 ヨーロッパのシェンゲン 域 内 での 短 期 滞 在 日 数 制 限 1 により 現 時 点 では 約 1.5ヶ 月 (6/29~8/16の49 日 間 2 )が 試 験 期 間 として 設 定 できている エスレンジ 実 験 場 の 借 用 可 能 期 間 (8/31まで 借 用 可 )を 最 大 限 利 用 するため ビザ 取 得 等 のシェンゲン 協 定 による 制 約 に 対 する 対 応 策 について 引 き 続 き 検 討 を 行 う 5 月 6 月 7 月 8 月 他 キャンペーン 等 の 制 約 (6/3~28) 準 備 (5/22~6/28) JAXA 優 先 (6/29~8/3) シェンゲン 域 内 での 滞 在 日 数 制 限 (~8/16) ロケット 打 上 ロケット 優 先 2 気 象 判 断 タイミングの 改 善 運 用 シーケンスを 変 更 し スウェーデン 宇 宙 公 社 による 気 象 判 断 タイミングを 試 験 前 々 日 から 試 験 前 日 に 改 善 した 気 球 展 開 後 は 試 験 が 中 断 できないという 制 約 条 件 に 対 し 予 備 気 球 1 式 を 追 加 し 放 球 直 前 まで 気 象 判 断 が 行 えるようにした JAXA 調 整 中 1 シェンゲン 国 境 規 則 により あらゆる 180 日 の 期 間 内 で 最 大 90 日 間 までしか 短 期 滞 在 の 査 証 免 除 が 認 められない 2 当 該 期 間 は 他 機 関 によるロケット 打 上 げ 実 験 が2 回 予 定 されている ロケット 打 上 時 は3 日 /1 回 が 試 験 不 可 となる 4

3. 次 回 試 験 に 向 けた 取 り 組 み 状 況 (2/3) 3 気 球 軌 道 パターンの 追 加 高 度 28~30kmの 水 平 飛 行 時 に 分 離 する 従 来 のパターン(パターンA)に 加 え 上 昇 飛 行 時 に 分 離 するパターン(パターンB)を 追 加 し 異 なる 風 パターンにも 対 応 できるよう にした 戻 り 風 Alt=28km パターンB 偏 西 風 5

3. 次 回 試 験 に 向 けた 取 り 組 み 状 況 (3/3) 4 分 離 許 容 域 の 拡 大 半 径 方 向 ( 高 度 30kmで 外 側 に3km)および 高 度 方 向 (33km)に 分 離 許 容 域 (ドーナッ ツ)を 拡 大 する 5 BMSの 最 適 配 置 拡 大 したドーナッツに 合 わせたBMSの 最 適 配 置 を 行 う 高 度 方 向 への 拡 大 : 気 球 シーリング 高 度 33kmまで 拡 大 する 高 度 30kmのドーナッツ パターンA パターンB 半 径 方 向 への 拡 大 : 高 度 30kmで 外 径 を3km 拡 大 する 対 策 前 対 策 後 (ドーナッツの 隙 間 削 減 ) 4 分 離 許 容 域 の 拡 大 5BMS 最 適 配 置 6

4.まとめ 来 年 度 に 試 験 を 実 施 した 場 合 でもプロジェクトの 意 義 価 値 が 変 わらないこと を 前 回 の 航 空 委 で 報 告 した 前 回 改 めて 報 告 するとした 試 験 機 会 を 最 大 限 確 保 するための 対 策 について 検 討 し 結 果 として 許 容 可 能 な 範 囲 で 試 験 条 件 を 見 直 すこと および 試 験 期 間 を 可 能 な 範 囲 で 最 大 限 確 保 することで 昨 年 の 条 件 に 比 べて 試 験 実 施 可 能 日 を 拡 大 することができた 試 験 機 会 の 最 大 化 が 図 れていることが 確 認 できたので JAXAとしては 来 年 度 に 再 試 験 を 実 施 することで 進 めさせていただきたい 今 後 は 必 要 な 作 業 を 着 実 かつ 慎 重 に 進 め 現 地 での 試 験 準 備 作 業 を5 月 下 旬 から 開 始 し 6 月 末 に 試 験 フェーズへ 移 行 する 予 定 放 球 及 び 分 離 判 断 運 用 手 順 の 詳 細 は スウェーデン 宇 宙 公 社 との 調 整 も 必 要 なため 引 き 続 き 検 討 を 行 い 試 験 準 備 開 始 前 までに 確 定 する 予 定 7

参 考 資 料 1. D-SEND#2 第 2 回 飛 行 試 験 キャンペーンの 状 況 (1) 結 果 のまとめ 2014 年 8 月 2 日 ( 金 )~8 月 26 日 ( 火 )の25 日 間 の 試 験 期 間 で 6つの 気 象 条 件 ( 参 考 資 料 3) が 整 い かつ 放 球 に 向 けカウントダウンに 入 った 日 が2 日 あったが 最 終 的 に 気 象 条 件 が 整 わなかったため いずれも 放 球 には 至 らなかった (2) 第 2 回 飛 行 試 験 キャンペーンの 分 析 結 果 *スウェーデン 宇 宙 公 社 気 球 軌 道 条 件 気 象 判 断 タイミング 気 球 軌 道 条 件 (6つの 気 象 条 件 の 一 つ)の 成 立 確 率 は 過 去 10 年 間 の 高 層 気 象 データを 基 に 予 測 した 確 率 よりも 高 かった ただし 他 の 軌 道 条 件 も 考 慮 するなど 試 験 機 会 拡 大 の 可 能 性 を 高 める 検 討 が 必 要 である SSC*により 行 うGo/NoGo 判 断 は 試 験 2 日 前 に 実 施 した 結 果 として 試 験 機 会 を 見 逃 したことはなかったが 今 後 も 同 様 であるとは 限 らないため 判 断 の 確 実 性 を 高 める 検 討 が 必 要 である 8

参 考 資 料 2. 次 回 試 験 に 向 けた 取 り 組 み 状 況 (1) 意 義 価 値 の 再 確 認 D-SENDプロジェクトの 意 義 に 対 する 現 状 認 識 は 以 下 の 通 りである A) 超 音 速 旅 客 輸 送 の 鍵 を 握 る ソニックブーム 低 減 で 国 際 的 技 術 優 位 の 確 保 JAXAソニックブーム 低 減 技 術 の 価 値 は 下 記 理 由 により 不 変 と 考 える( 参 考 資 料 4) ソニックブーム 低 減 技 術 は 陸 上 超 音 速 飛 行 を 可 能 とするための 最 重 要 課 題 である 後 端 ブームの 低 減 化 は 機 体 全 体 の 高 度 な 設 計 技 術 を 要 するため 未 だ 飛 行 実 証 例 は 無 い JAXAは 小 型 超 音 速 旅 客 機 (50 人 規 模 )を 想 定 した 低 ブーム 設 計 技 術 を 独 自 に 開 発 済 み( 特 許 取 得 ) D-SENDプロジェクトで 世 界 に 先 駆 けて 飛 行 実 証 することで 技 術 優 位 性 を 確 保 し 日 本 の 技 術 力 の 高 さをアピールし 技 術 的 価 値 を 高 めることが 可 能 となる B) ブーム 計 測 技 術 低 ブーム 実 現 性 等 による 国 際 環 境 基 準 策 定 検 討 への 貢 献 ICAOブーム 基 準 検 討 でのD-SENDの 位 置 づけは 下 記 理 由 により 不 変 と 考 える 空 中 ブーム 計 測 技 術 の 提 供 を 通 した 貢 献 は 既 に 実 施 済 み CAEP/10(2016 年 2 月 ) 目 標 に 変 化 はなく D-SEND#2 成 果 の 提 供 に 大 きな 期 待 が 寄 せられている 2015 年 夏 期 の 飛 行 試 験 でも 飛 行 試 験 データ 解 析 の 短 縮 案 ( 参 考 資 料 8)に 基 づく 作 業 を 事 前 に 実 施 することで 設 計 点 ( 巡 航 飛 行 相 当 )の 解 析 結 果 は 間 に 合 わせることができるように 計 画 を 見 直 し SSTGに 対 してほぼ 当 初 計 画 通 りの 貢 献 が 可 能 と 考 えられる (2) 試 験 機 会 拡 大 のための 対 策 案 の 検 討 現 時 点 では 下 記 分 類 の 対 策 案 (14 項 目 )を 検 討 し 今 回 の 試 験 期 間 では NoGo 判 断 した23 日 に 対 して 実 施 可 能 な 機 会 が4 日 増 加 することを 確 認 した 分 離 可 能 軌 道 オプションの 追 加 ( 気 球 上 昇 中 の 分 離 案 ) 6つの 気 象 条 件 判 断 の 精 度 向 上 (2 日 前 判 断 を 前 日 判 断 に) 分 離 許 容 域 (ドーナッツ 面 積 )の 拡 大 試 験 期 間 の 延 長 試 験 時 期 の 再 検 討 (ヘリ 視 程 対 策 ) 9

気 象 会 議 でGOをかける6つの 条 件 の 概 要 参 考 資 料 3.6つの 気 象 条 件 80 ECMWF09Z (FIX) airplane 60 40 20 5 気 球 軌 道 ( 高 層 風 ) 0-40 -20 0 20 40 4a 放 球 パッドの 雨 2 放 球 パッドの 200m 上 空 風 4b BMSサイトの 雨 3BMSサイトの 1000m 上 空 風 1 放 球 パッド の 地 上 風 霧 6ヘリ 飛 行 条 件 霧 BMS site 10

参 考 資 料 4.ソニックブーム 低 減 技 術 の 価 値 先 端 / 後 端 ブームの 低 減 化 は 陸 上 超 音 速 飛 行 を 可 能 とするための 最 重 要 課 題 その 低 減 目 標 はコンコルドのブーム 強 度 の1/4 程 度 ( 世 界 的 な 共 通 認 識 ) 先 端 ブームのみの 部 分 的 な 低 減 化 は 既 に 米 国 で 飛 行 実 証 されているが 後 端 ブームも 含 めた 低 減 化 は 高 い 設 計 技 術 力 が 要 求 されるため 実 証 例 が 無 い JAXAでは 小 型 超 音 速 旅 客 機 (50 人 規 模 )を 想 定 した 先 端 / 後 端 ブームを 低 減 で きる 全 機 機 体 設 計 技 術 を 開 発 ( 特 許 取 得 済 ) D-SENDプロジェクトにおいて 全 機 形 態 での 低 ブーム 設 計 技 術 を 世 界 初 で 飛 行 実 証 することで 日 本 の 技 術 力 をアピールし 技 術 的 価 値 を 高 める コンコルド ( 強 いソニックブーム) NASA SSBD (2003) 部 分 的 実 証 ( 先 端 ブームのみ 低 減 化 ) D-SEND#2 完 全 な 低 ブーム 化 の 実 証 ( 先 端 + 後 端 ブーム 低 減 化 ) 11