DLT 法を用いたスーパープレッシャー気球の3 次元形状同定

摘要

近年、宇宙航空研究開発機構（JAXA）において科学観測用大気球の飛翔時間拡大を目的としたスーパープレッシャー気球（SPB）の研究開発が進められている．SPB は、浮力発生用のガスを気球内部の密閉した空間に保持する構造をとるため、夜間でも体積が変化せず、数ヵ月にわたって安定した高度で飛翔を続ける事が出来る．しかし、気球内外で100[Pa]程度の差圧が常時発生するため、内外差圧に耐えうる気球フィルムの選択や気球構造の設計が必要となる．SPB に関しては、有限要素法に基づいた数値構造解析も行われており、解析によって得られた数値解と地上試験による実験値との比較が必要とされている．しかしながら現在、地上試験において膜面の歪みや曲率半径を計測する方法は、円定規やスケールを利用したものが中心となっており、より高精度な形状計測を可能とするための測定システムを構築する必要がある．一方で、気球に使用されるフィルムは数～数十 [μm]程度の極薄フィルムであり、歪みゲージを膜面に直接貼付して、歪み値を計測することは極めて困難である．そこで、複数台のカメラによって気球を撮影し、膜面の形状変化を三次元的に計測する方法（DLT 法）を検討し、その結果を文献[４]で報告した．