有人ロケット緊急離脱システムにおける人体影響度評価 with JAXA

ロケット緊急離脱システムにおける
人体安全性評価
・有人宇宙船アボートシステム(Launch Abort System：LAS)
有人宇宙ロケット設計のためには、
人体衝撃に対する安全評価が必要
アボートモータ
停止による減速
数値シミュレーションにより
設計の上流段階で安全性の確認
爆風圧
アボートモータ
による加速
着水
※JAXA提供
手法
• スレッド試験，マルチボディ解析，有限要素法解析
により比較検証
有限要素法解析
実験
マルチボディ解析
概要自動車研究所で行われたスレッド試験
汎用ソフトMADYMOを用いた解析
汎用ソフトLS-DYNAを用いた解析
ダミーモデルHybrid-III
Hybrid-III Elipsoid型
THUMS Ver.3
対象自動車業界で最も一般的なダミーモデル楕円剛体を組み合わせてダミーモデルを表現骨や脳を中心に有限要素法で人体を表現
前突の頭部や頚部で特に高い生体忠実性 jointに関節の特性を付加して人体挙動を再現
関節や腱も再現
出力
各部位における加速度や荷重
各部位における加速度や荷重
人体細部における加速度や応力
2
自動車研究所ダミー試験結果のマルチボディ解析
による検証例
・人体ダミー：Hybrid-III
・座席：金属シート
・ヘッドレスト：衝撃吸収材
・ベルト：5点式ベルト
台車加速度(Z方向)
台車加速度(X方向)
各方向の試験回数
7G 1回
Z方向
15G 2回
25.7G 1回
X方向
55G 3回
[3]清田博嗣, Hybrid-IIIダミーを用いた有人宇宙船運用想定の衝撃試験
今後の課題
・有限要素解析による人体衝撃解析の詳細解析
・座席シート、宇宙服のモデリング及び設計指針の考察

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