Hyper Vision HPV-X2

高速度ビデオカメラ

撮像例:航空・宇宙分野

航空・宇宙機器

・ 風洞実験の気流の様子
・ 航空・宇宙材料の高速衝撃試験
・ 高速飛翔物体の挙動
・ 衝撃波の発生と伝播

地球の衛星軌道上には宇宙ゴミと呼ばれる人口衛星やロケットの破片が高速で周回しており,運航中の宇宙船等へ衝突し,破損させてしまうことが問題となっています。
また,近年,航空機の部品材料の炭素繊維強化プラスチック(CFRP)への置き換えが進んでいますが,航空機は飛行中に鳥や雹の衝突や被雷に見まわれるため,材料の耐衝撃性や被雷による損傷挙動をあらかじめ調べておくことが必要です。
このような航空・宇宙材料の開発においては,高速飛翔体による材料の破壊挙動や高速衝撃下の材料の変形・破壊挙動を調べるために,高速度カメラが使用されています。その他,推力発生装置の開発,風洞実験による空力設計,雷撃試験による損傷挙動観察,衝撃波や爆轟波など高速波動現象の基礎研究に高速度カメラが用いられています。

透明積層材と樹脂球の高速衝突

高速衝突の実験の様子

透明積層材(ポリカーボネート)のブロックと樹脂球(ナイロン球)の高速衝突による破壊過程の画像です。衝突によって発生した応力波によりブロック内にクラックが発生・成長していく様子を捉えています。

高速衝突の実験の様子

ガス銃から秒速3.5kmで射出された樹脂球と透明積層材との高速衝突の様子をカメラとストロボ光源を対向させるバックライト方式で撮影しています。

(法政大学・新井先生,ISAS/JAXA・佐藤先生,熊本大学・川合先生ご提供)

撮影速度:200万コマ/秒
視野幅:約150 mm

CFRPの雷撃試験

航空機の構成材料として採用が進む炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の被雷による損傷挙動を調べるための雷撃試験の模様です。CFRPの繊維方向に沿って走る雷電流により樹脂が瞬時にガス化する様子を捉えています。

撮影速度:100万コマ/秒
視野幅:約150 mm

超音速風洞実験

超音速旅客機から発生する衝撃波はソニックブームと呼ばれる轟音を地上にもたらすため,これを低減するための空力設計が研究されています。画像はマッハ2の超音速風洞実験の様子で気流の微妙な変動を高速度カメラによって捉えています。

撮影速度:20万コマ/秒
視野幅:約80 mm

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