2019年度 宇宙システム工学   Space Systems Engineering

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開講元
機械系
担当教員名
古谷 寛  松永 三郎  中条 俊大  津田 雄一 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火5-8(I311)  
クラス
-
科目コード
MEC.M331
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年4月8日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

宇宙機の軌道・姿勢制御、および構造動力学の問題を講述する。

到達目標

宇宙機の軌道では、特に、作用圏、パッチド・コニック法、月・惑星間航行軌道、3体問題の基礎を、宇宙機の姿勢では、座標変換、姿勢表現と運動学および動力学、外乱トルク(重力傾斜トルク、太陽輻射圧トルク、電磁力トルクなど)、スピン衛星のニューテーション、重力傾斜安定衛星と制御、スピン衛星の安定化制御、3軸姿勢制御衛星の制御、姿勢変更制御などの各種姿勢制御、そして構造動力学では、ロケット構造体に作用する荷重と力学、構造振動と空力荷重の連成であるダイバージェンスやフラッター、構造振動とスロッシング、ポゴ、さらには、柔軟宇宙構造物、特に膜面宇宙構造物の構造動力学の基礎を取得する。
する。

キーワード

作用圏、パッチド・コニック法、月・惑星間航行軌道、3体問題、座標変換、姿勢表現と運動学および動力学、外乱トルク、ニューテーション、重力傾斜安定、3軸姿勢制御衛星の制御、姿勢変更制御、構造振動連成、ダイバージェンス、フラッター、スロッシング、ポゴ、膜面宇宙構造物の構造動力学

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

宇宙機の軌道・姿勢制御、および構造動力学の問題に関して、3名の教員が交互に講義を行う。板書、ppt、ビデオ等を用い、適宜レポートを課す。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 はじめに、ベクトル表現、座標変換 ベクトル表現、座標変換
第2回 姿勢表現と運動学 姿勢表現と運動学
第3回 姿勢の動力学 姿勢の動力学
第4回 姿勢外乱トルクと安定性 姿勢外乱トルクと安定性
第5回 衛星の姿勢制御方式と具体例 衛星の姿勢制御方式
第6回 スピン飛翔体の姿勢制御 スピン飛翔体の姿勢制御
第7回 太陽光圧擾乱下の宇宙機ダイナミクス 太陽光圧擾乱下の宇宙機ダイナミクス
第8回 作用圏、パッチド・コニック法 作用圏、パッチド・コニック法
第9回 月・惑星間航行 月・惑星間航行
第10回 3体問題とラグランジュ点 3体問題とラグランジュ点
第11回 ロケット構造体に作用する荷重と力学 ロケット構造体に作用する荷重と力学
第12回 構造振動と空力荷重の連成 構造振動と空力荷重の連成
第13回 膜面宇宙構造物の力学(その1) 膜面宇宙構造物の力学
第14回 膜面宇宙構造物の力学(その2) 膜面宇宙構造物の力学と応用
第15回 講義のまとめ 講義のまとめ

教科書

狼、冨田、中須賀、松永、宇宙ステーション入門、第2版補訂版、東京大学出版、2014

参考書、講義資料等

Wie, Space Vehicle Dynamics and Control, AIAA
Hugehes, Spacecraft Attitude Dynamics, Wiley

成績評価の基準及び方法

各回のレポート課題ならびに期末試験で評価します.評価比率は期末試験70%,演習とレポート30%とする.

関連する科目

  • MEC.M231 : 宇宙工学基礎
  • MEC.A201 : 工業力学
  • MEC.B241 : 工業数学演習
  • MEC.B242 : 応用数学演習
  • MEC.M333 : 宇宙開発工学
  • MEC.M332 : 宇宙システムプロジェクト
  • MEC.M334 : 航空・宇宙技術

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

力学、ベクトル解析、微分を十分に取得していることが要求される。宇宙工学基礎または同等な基礎知識、および制御工学・振動学の基礎的知識を履修していることが望ましい。

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