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ロケット機体の軽量化とは？課題と対策・製品を解説
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宇宙におけるロケット機体の軽量化とは？
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当社では全長約4mの大型ドローンの開発に携わらせていただきました。
我々は通常、「いかに本物らしく」造るかというところを求められている
職業なのですが、今回は本物の機能も求められるものでした。
出来るだけ軽く強く作る必要があり、4枚のプロペラで持ち上げられる
重さが決まり、ボディに穴を沢山開けることで表面積が随分減りました。
しかも厚みは0.8ミリで仕上げてほしいというもので、EPSメス型で
カーボン繊維を使って成型するに至りました。
成型方法もハンドレイアップ法でいかに強度を上げるかという難問に
CNFを利用することで解決。
2019年8月5日我孫子にあるNECの施設で200人を超える観客の見守る中
無事テスト飛行することが出来、その後の展示会などに出展するための
運搬プランを考えさせていただきました。
【依頼内容】
■全長約4mの大型ドローンの開発
■本物の機能も求められるもの
■理想は人が乗っても大丈夫な機体
■厚みは0.8ミリで仕上げてほしい
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【製作実績】大型ドローン
『ロボデックス水素燃料電池ドローンは、
標準の大型リチウムバッテリーを搭載せずに
水素燃料電池ユニット及び水素高圧ガス容器を搭載したドローンです。
最大で80分間の長時間飛行が可能。今後に向け重量30kgの荷物を
搭載したまま2時間飛行できる燃料電池システム開発も検討しております。
【仕様】
■水素燃料電池：IE-UAV2400
■高圧水素用複合容器：帝人ウルトレッサ 4.7L
■最大使用可能時間：90分（29MPs充填時）
■寸法：1668mm×1518mm×727mm
■最高速度：35km/h（無風状態）
■電波到達距離：3.5km
■飛行可能風速：8m/s
■最大離陸重量：15kg
■ペイロード:5kg
■最大使用可能時間：80分
※詳しくはお気軽にお問い合わせください。
ロボデックス社 水素燃料電池ドローン『aigis one』
株式会社エアロジーラボは、まだ歴史の浅い会社ですが、バックボーンは
ラジコン・ヘリ時代から確実に積み重ねられてきた技術力、開発力と
オペレーション能力によってしっかりと支えられています。
自らが欲しいもの、使いたいものをソフトからハードまでトータルに
設計・開発し、自社スタッフが実際のフィールドで得たノウハウを
フィードバックして改良を重ねていきます。
そのことによって、様々な顧客のニーズにお応えできる柔軟性と提案力を
兼ね備え、ドローンのソリューションを自信を持って提供できる会社へと
成長し続けています。
【事業内容】
■UAV（無人飛行機）の開発、設計、製造、販売
■空中撮影及び各種映像制作
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
株式会社エアロジーラボ 会社案内
『ビルドフライヤー』は、超軽量・高剛性の測量・空撮用ドローンです。
MgとCFRPは同等の軽さで、CFRPは工業ファスナーの使用が困難。
様々な成形法、部品締結ができ、また部品の品質管理が容易で生産性が良く、
紫外線による強度劣化がない理由から、Mg合金製機体を採用しています。
【Mg合金製機体を採用している理由】
■MgとCFRPは同等の軽さ
■CFRPは工業ファスナーの使用が困難
■様々な成形法、部品締結ができ、また部品の品質管理が容易で
生産性が良い
■紫外線による強度劣化がない
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【ビ ルドフライヤーの特長】超軽量・高剛性
『ビルドフライヤー』は、国内開発・国内製造で高耐久・高品質の
測量・空撮用ドローンです。
IER製のドローンは自動車に準じた手法で開発され日本の工業製品としての
品質を保有。厳しい評価基準を設け妥協を許さないテストを行っています。
ESC冷却機構や耐風性を有し、イージーアームフォールディングにより
可搬性に優れています。
【特長】
■国内開発・国内製造ドローン
■自動車に準じた手法で開発され日本の工業製品としての品質を有している
■自社開発&製造により厳しい評価基準を設け妥協を許さないテストを行う
■ESC冷却機構
■耐風性（飛行可能風速 8m/s/推力比 2.1/機体の重さ 6.3kg）
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【ビルドフライヤーの特長】国内開発・国内製造/高耐久・高品質
日本版世界空間データの製造販売を行っております
当社は日本語版世界地図データベースの制作・販売を行っております。
企画提案・空間コンテンツ販売、地図調製などの事業を展開しております。
防衛省、外務省、内閣府、内閣官房、警察庁、自衛隊などへの
空間データ・コンテンツの販売実績がございます。
ご要望の際はお気軽にお問い合わせください
2021年 卓上カレンダー
株式会社奥井組は創業以来皆様の暖かいご支援に支えられ、
お蔭様で半世紀あまりの歴史を重ねて参りました。
急ピッチな時代の変化とともにお蔭様で現在奥井組も事業が増えてきており、当初はワンストップ営業を掲げておりましたが本年度からクロスバリュー営業に変更しました。(事業部を超えた取り組み)
そこで元々強みでもあった『一体感』を皆様にもお伝えしたいと考え動画にまとめました。
＜あらすじ＞
当社の運輸事業部はPCBの運搬だけでなくロケットブースターを種子島まで運搬しております。その宇宙情報を狙い悪の結社が奥井組にやってきます。それを奥井組の各事業部が力を合わせて戦うストーリーです。
※各事業部の若手から管理職まで出演
是非皆様ご覧ください！
奥井組のPRビデオが完成しました※動画あり
『MDS-6PRO／MDS-6』は、空気の力を利用し飛行時間を延ばした
ドローンです。
プロ仕様では、飛行時間は2.15kgのレーザー計測機を積載して
2.0m／sで運行させた場合、最大75分と十分な時間を確保しました。
フライトコントローラー及びGPSアンテナは3セットあり、
3重のバックアップ制御を行っています。
万一の故障によりコントロールを 失うことはありません。
【特長】
■制御機能入れ替え可能
■積載2kgで60分以上の長時間飛行が可能
■災害調査等で活躍
※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
ドローン『MDS-6PRO／MDS-6』
当社では、航空宇宙産業のさらなる躍進を支えるべく、
ロケットや宇宙機に使用されるコンポーネントを開発
製作、試験を行い、宇宙分野での着実な実績をあげています。
「電動アクチュエータ」では、航空機や宇宙機で軽量化・
低環境負荷に貢献。
また、航空機や宇宙機で使用する「姿勢制御ソフトウェア」も
ご希望の仕様にて開発します。
【事業内容】
■電動アクチュエータの開発・生産
■姿勢制御ソフトウェアの開発
※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
AEROSPACE
当社では、「FRP」よりもさらに剛性が高い炭素繊維強化プラスチックと
呼ばれる『CFRP』を材料とした製 品の製作を行っております。
『CFRP』は、軽量・高い剛性などの特長を備えており、
航空機業界などで従来のアルミ合金に代わる素材として注目されています。
当社の『CFRP』の型は、FRPやNC機械加工によって簡易型を作成し対応。
そのまま量産に使えるほどの剛性はありませんが、量産品に近い剛性を
保ちながら、工期とコストを半分以下に抑えることが可能です。
【メリット】
■量産品に近い剛性を保持
■低コスト
■短納期
※詳細はお問い合わせください。
CFRP製品 製作サービス
ハイエンドのMEMSセンサと高度な全温度範囲キャリブレーション手順と強力なアルゴリズム設計をうまく組み合わせることにより、コンパクトで軽量、且つ低電力でコストパフォーマンスが高い製品に設計されています。また、Ekinoxセンサには、操作後の分析または後処理用に8GBのデータロガーが組み込まれています。
慣性航法システム「Ekinox3」
2022年6月20日より施行される無人航空機の登録制度に対応した製品です。
施行（2022年6月20日）に合わせて義務付けられるリモートＩＤ信号の発信に対応した外付けタイプの発信機です。
産業機、小型機、ホビーユースを問わず搭載できるよう機器の小型化・軽量化を実現いたしました。
特徴
■独自の無線技術を活かした開発による小型・軽量化
■ネットワークにつながる脅威から守る製品セキュリティ
■柔軟配置を可能とした全方向性設計
■安心安全の国内製造
【小型・軽量】ドローン用リモートID
『RTK2U』は、超小型でドローン搭載対応のハイブリッド高精度受信機です。
RTK、VRS、FKP測位可能で
スマートフォンアプリで簡単に操作できます。
【特長】
■u-blox ZED-F9Pで高精度
■マルチGNSS対応
■スマートフォンアプリで簡単な動作
■ドローン搭載に最適化
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
超小型2周波GNSS受信機『RTK2U』
『PHANTOM 4 PRO』は、1インチ2,000万画素CMOSセンサー
Exmor Rカメラを搭載した軽量型ドローンです。
チタン合金とマグネシウム合金構造を採用することにより、
機体の敏捷性が高まり、軽量化されました。また、5方向の
障害物検知ができ、4方向の障害物を回避できます。
【特長】
■1インチ、2,000万画素センサーを搭載したカメラ
■4K/60fpsの動画、14dpsのバーストショット撮影が可能
■5方向障害物検知
■専用ディスプレイ付き送信機
■軽量化
※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
ドローン『PHANTOM 4 PRO』
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宇宙におけるロケット機体の軽量化
宇宙におけるロケット機体の軽量化とは？
宇宙ロケットの機体軽量化は、打ち上げコストの削減、ペイロード（搭載物）搭載能力の向上、そしてより遠くの宇宙への到達を可能にするための重要な技術開発です。機体が軽くなるほど、少ない燃料でより大きな推進力を得られるため、宇宙開発の可能性を大きく広げます。
課題
構造強度と軽量化の両立
ロケット機体は、打ち上げ時の巨大なG（重力加速度）や振動、宇宙空間での極端な温度変化に耐える必要があります。軽量化を追求すると構造強度が低下し、安全性が損なわれるリスクがあります。
材料コストと加工技術
軽量かつ高強度な新素材は、開発・製造コストが高くなる傾向があります。また、これらの素材を精密に加工するための高度な技術や設備も必要となります。
熱・衝撃への耐久性
大気圏突入時の高温や、宇宙空間での微小隕石との衝突など、過酷な環境下での機体へのダメージを最小限に抑えつつ軽量化を図る必要があります。
設計・解析の複雑化
軽量化のために複雑な形状や異種材料の組み合わせが増えると、構造解析やシミュレーションが高度化し、設計・検証に多くの時間とリソースが必要となります。
対策
先進複合材料の活用
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）などの先進複合材料は、金属に比べて軽量かつ高強度であり、機体構造の大部分に採用することで大幅な軽量化が期待できます。
トポロジー最適化設計
構造解析ソフトウェアを用いて、必要な強度を保ちつつ、不要な部分の材料を削ぎ落とすことで、無駄のない最適な形状を導き出し、軽量化を実現します。
積層造形技術（3Dプリンティング）
複雑な形状や内部構造を持つ部品を一体成形することで、部品点数を削減し、接合部の軽量化や強度向上に貢献します。また、オンデマンド生産も可能です。
構造解析・シミュレーション技術の高度化
AIや機械学習を活用した高精度な構造解析・シミュレーションにより、軽量化による強度低下のリスクを事前に評価し、安全性を確保しながら最適な設計を迅速に行います。
対策に役立つ製品例
高強度軽量複合材料
金属よりも大幅に軽く、高い強度を持つ特殊な繊維と樹脂を組み合わせた素材。機体構造材として使用することで、全体の重量を削減します。
構造最適化設計ソフトウェア
構造解析と最適化アルゴリズムを組み合わせ、必要な強度を維持しながら材料使用量を最小限に抑える設計を自動生成するソフトウェア。設計効率と軽量化を両立させます。
金属・複合材料用3Dプリンター
複雑な形状の部品を金属や複合材料で直接造形できる装置。部品点数の削減や、従来の工法では難しかった軽量構造の実現を可能にします。
AI駆動型構造解析システム
AIが過去のデータやシミュレーション結果を学習し、構造の強度や耐久性を高精度かつ迅速に予測するプラットフォーム。軽量化に伴うリスク評価を効率化します。
