宇宙搭載太陽放射輝度分光計の太陽追尾指向技術要件を満たすため、二次元回転台システムを設計した。本稿では、回転台の構造トポロジー最適化設計、有限要素解析および試験検証を行った。まず、既存の回転台案を研究・比較し、基本水平方向形式を回転台の構造形式として確定し、性能の優れたM55J炭素繊維複合材料を回転台構造の主要材料として選択し、TC4インサートを用いて部品を接続した。トポロジー最適化結果と工学的経験に基づき、回転台の3つの主要部品の板材および補強リブ構造設計をそれぞれ完成させ、総寸法966mm×400mm×730mm、質量27.3kgの回転台フレームを得た。この構造に対して有限要素解析を行い、回転台全体の基準振動数は58Hzであり、構造の強度および剛性は設計指標を満たしていることを得た。最後に、回転台試作機に対して抗力学試験および熱真空試験を実施した。試験結果は、回転台全体の一次振動数が53Hzであり、正弦振動前後の基準振動数変化は2%以内、ランダム振動前後の基準振動数変化は4%以内であり、真空環境下で正常に機能していることを示した。本回転台全体の構造設計は合理的で性能は安定しており、設計指標要求を満たすことができる。

宇宙目標探査; 二次元回転台; 炭素繊維構造; トポロジー最適化; 有限要素解析