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PAUSTIの講義始まる

今日は初回の講義だった。今年度の講義に登録している修士の学生は4人で、出身国の内訳はアンゴラ、チュニジア、中央アフリカ共和国、ジンバブエだった。仏語圏の学生は英語へのキャッチアップができていないようで、指名して発言を促しても答えに窮していた。この授業は3年目だが、ここまで英語に難があるのは初めての経験である。とはいえ学生たちは修士研究で英語論文を完成させる必要があるので、この講義を通じて成長してもらえたらと思う。

23. May 2022
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ケニアでのドローン免許の取得

ケニアではドローンの飛行は許可制となっている。違反した際の罰則は厳しく、パイロットライセンス(RPLという)を非所持で飛行した場合は200万シリング(日本円で約200万円)の罰金が課せられる。冗談のような金額だが、これに加えて航空局に未登録のドローンを飛行した場合、さらに200万シリングが課せられる。商用での空撮のように営利目的で飛行させる際は、別途専用のライセンス(ROCという)を取得する必要があり、これについても違反した場合は200万シリングの罰金が課せられる。すなわち最大で約600万円の罰金になりうるため、知らずにドローンを飛ばすと大変な結末が待っている。 パイロットライセンス(Remote Pilot License: RPL)であるが、これはドローンの教習所(Drone Training Organization: UTO)で取得することができる。2022年5月現在でUTOはケニア国内に7つ存在し、300名のドローン操縦免許の保持者を輩出したとのこと(参考:Licensed drone pilots rise to 300 – Business Daily (businessdailyafrica.com)。ライセンス講習の所要期間は2週間程度で、金額は自分が見積もりをとった2、3社では、16万シリングから20万シリングといった範囲であった。旅行者が気軽に申請できるレベルではないが、ケニア在住者でなくともライセンスの取得は可能だと思われる。というのも、RPLの申請資格は1)18歳以上であること、2)英語の読み書き会話に問題ないこと、3)クラス3医療証明書を保持していること、であり、ケニアの在住の有無を問うていない。一方で、ドローンの機体登録はケニア在住者に限られるという規則があるため、ケニアで登録されたドローンを貸してもらわない限り、短期訪問者がケニア国内でドローンを飛行させることは難しいと考えられる(これは私個人の理解なので、もし疑問に思われた場合はケニア航空局に問い合わせてほしい。短期訪問での持ち込みが完全に禁止されているとすると、取材などでの運用は現地の企業にまかせる必要が出てきてしまうし、実際のところはわからない)。 航空法が改正された2020年以降のケニアへのドローンの持ち込みは、正規の輸入手続きを経て行うことになっている。許可なく持ち込むと空港で没収される(実際に没収された知人によれば、ドローンは倉庫に保管され、ケニア出国時に保管期間に応じた保管料を支払えば返却してもらえるとのこと)。法改正がなされた2020年以前にケニアに持ち込まれたドローンについては、航空局に機体登録を申請すれば使えることになっている。自分も法改正以前にケニア国内に2台のドローンを持ち込んでいたが、これらを業者に頼んで航空局に機体登録した。機体登録は次のサイトから個人でも行える。https://rpas.kcaa.or.ke/ 登録料はドローン1機あたり3,000シリングである。このサイトからドローン輸入の手続きもできるようである。 クラス3の医療証明書(Medical certificate)であるが、これはAviation doctorから発行してもらえる。自分はナイロビのSouth Cにあるクリニックを訪問してクラス3の証明書を発行してもらった。具体的には、該当のクリニックに行ってClass 3 Medical checkupを受けたいと伝えれば良い。これは航空業界で業務に従事する者が受検する健康診断で、具体的には以下のような診断項目がある。 問診(家族に高血圧、糖尿病の者はいるか ) 色盲検査(石原式) 血圧 聴診器 耳の中の目視チェック 目の目視チェック 口の中の目視チェック 視力検査 身長体重測定 心電図 尿検査(糖尿病) HIV血液検査 胸部X線検査 … Continue reading

13. May 2022
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夏学期の授業

2年前から担当しているIntegrated product designを今期も受け持つことになった。昨年と同じ同僚の教員と分担する予定。今期の内容を考えるにあたって、前回、前々回を振り返ってみることに。 2020のスケジュール: (第1回、第2回)3D modeling, 3D printing(第3回、第4回)PCB design & fabrication(第5回、第6回)Embedded programming(第7回、第8回)Webプログラミングと通信ネットワーク(第9回、第10回)CNCの要素技術と制御(第11回、第12回)FEM(第13回、第14回)信頼性工学(第15回)最終発表 2021のスケジュール(第1回)Product development process(第2回)3Dモデリング Part I(第3回)3Dモデリング Part II(第4回)メカトロ設計(第5回)前半:LCA、後半:機会発見(第6回)プロトタイピング(第7回)前半:制御、後半:最終発表 1年目はCNCの設計に必要な一連の要素について講義した。また最終課題として、学生全員で1つのプロダクトの設計を発表するという課題を出した(最終的に提案されたのは食品3Dプリンタの設計)。1年目の学生の反応は概ね良かったが、Webプログラミングの分野は専門外だという不満が一部の学生から出てきた。特許についても知りたいというフィードバックがあった。 2年目の内容を考えるにあたって、シラバスに与えられた関連文献を今一度よく読んでみた。すると、integrated product designという言葉が、製品設計の上流のニーズ定義や、下流の製造部分を考慮した製造設計も包含した、包括的なデザイン行為を意味していることがわかった。したがって2年目は機会発見(Discovering opportunities)や、環境への影響評価(LCA)といった観点を盛り込み、より総合的な内容とした。また、シラバスの記述に従い、3Dモデリングの比重を大きくした。2年目の最終課題は学生一人ひとりの個人課題とし、製品計画の作成と3Dモデルの作成を課題として与えた。これは授業の後半部分を担当する教員からは好評であった(3Dデータを後半の強度解析で利用できるので)。2年目は講義内容としてはおさまりが良かったと思うが、その後講義を受講した学生たちと修士論文の指導で関わっていて、彼らの全体的なスキル不足に気づいた。とくに組込みプログラミング(条件分岐、ハードウェア割り込み)を補強したほうが良いと感じた。 上記を考慮して3年目の内容を検討した。その結果、内容としては1年目に寄せ、3Dモデリングと組込みプログラミングに力点をおいた内容にすることとした。 2022年のスケジュール(案):(第1回)メカトロ設計(第2回)3Dモデリング Part I(第3回)3Dモデリング Part II(第4回)組込みプログラミング Part I(第5回)組込みプログラミング Part II(第6回)Fabrication(第7回)最終発表 (追記)その後学科のコーディネーターからタイムテーブルが送られてきた。見ると、月曜午後と水曜午後に実習が割り当てられている。水曜午後を実習に当てることができれば、3Dモデリングや組み込みプログラミングのコマを増やす必要はないだろう。したがって最終的に内容はほとんど昨年度と変えないことにした。昨年の時点で講義の形はほぼ完成していたということだ。 2022年のスケジュール(確定):(第1回)Product development process(第2回)Mechatronics design(第3回)3D modeling(第4回)Embedded … Continue reading

11. May 2022
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インターンの成果報告会

Nakuja project(ロケット)とJibebe(電気自動車)のインターンシップの報告会を実施した。今年はロケットで24名(JKUAT19名、KU2名、KSA3名)、電気自動車で12名のインターンを受け入れた。インターンに参加した学生たちは、1月から4月までの4ヶ月間、苦楽をともにした仲間たちと一緒にプレゼンテーションに臨む。 報告会のゲストとして、ロケットにはケニア宇宙機関(KSA)の長官、電気自動車には障害者向けの車椅子・トライサイクルを製造するNGO(APDK)のCEOを招待した。正直なところKSAの長官が来るとは思っていなかったが、突然出席するとの回答があり、学長室への報告やお茶菓子の手配などで、にわかに忙しくなったのだった。結局KSAの長官からは前日の夕方に連絡があり、都合がつかなくなったのでナンバー2(ダイレクター)を派遣すると伝えられた。当日は学長の都合もつかなくなったので、副学長が参加してくださった。 成果報告会での学生のプレゼンテーションは成功だった。ロケットについてはリハーサルを3回、電気自動車については2回行ったので、発表については特に心配していなかった。ロケットの方で良かったのは、KSAのダイレクターからN-2ロケットの打ち上げに関する支援とJKUATとの連携について積極的な言葉をもらえたこと、電気自動車については電動トライサイクルの製品化に向けて、大いなる期待を語ってもらったことだった。 とくにAPDKのCEOのスピーチは熱情的で、胸を動かされるものだった。宇宙という遠い夢を追うNakujaと、ケニアの障害者のサポートという地に足のついた問題解決を目指すJibebeに2本立てで取り組むことは、技術者として大変に面白いチャレンジであることを再確認した。

09. May 2022
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N-2ロケットの試験飛行

マリンディに行く前に挑戦したものの、時間切れで飛ばすことができなかった1回目の試験飛行。電装班がブレッドボードを使っていたためにロケット内部に回路を装填した際にショートしてしまい、18時に近づいていることも相まって、やむを得ず中止の指示を出すことになったのだった。 さて、今回は前回の打ち上げ時に生じた問題を改善して打ち上げに臨んだ。回路はブレッドボードではなくプリント基板を制作し、発射台とローンチラグ(ロケットを発射台に取り付ける部品)にも改良を施した。午前中に打ち上げを行う予定だったが、作業が遅れるのはいつものことだ。あいにく午後からは大使館に行く用事があり、13時半を過ぎたところで泣く泣く別の教員に打ち上げの監督を託して大学を去る。あとは学生からの報告を待つことに。 17時前だろうか、チームのWhatsappグループに連絡が入る。打ち上げの映像が送られてきた。 うまく空に向かって飛んでいる。動画からはチームの興奮が伝わってきた。打ち上げに立ち会えなかったのは寂しいが、自分たちで実行できたことは素晴らしい。 学生が包括的な打ち上げのレポートを以下の記事ににまとめてくれていた。 Second Test Flight Report (nakujaproject.blogspot.com) 上記によれば、電子回路からの機体情報(フライトログ)の送信と地上局での受信はうまくいったようだ。懸念はパラシュートが開かなかったことで、少なくともこの問題は本番の打ち上げ前に解消しておく必要がある。学生からの報告によれば、地上局で受信したデータでは最高到達点を検出した痕跡がなかったものの、パラシュート射出用の火薬は起動した形跡があるとのこと。いずれにせよ、火薬による爆風が動圧に打ち勝つだけの力を生み出せなかったようだ。ノーズコーンが機体に首をうずめていたということからも、ノーズコーンの再設計、あるいは機体への取り付け方法の改善が必要に思われる。

22. April 2022
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マリンディの宇宙センター訪問

ケニア宇宙機関の方からの声かけがきっかけで、マリンディにある宇宙センターを訪問してきた。JKUATの教員3名、Nakujaの学生21名、超小型衛星の開発チームの5名、さらにはKSAからのインターンと、30名を超えるチームでお邪魔させていただいた。学生の旅費を負担してもらうという御厚意にあずかったケニア宇宙機関には感謝である。すったもんだはあったものの、最終的に大学のスクールバスを出してもらうことができた。大学、特に支援を頂いた副学長と、実際に稼働してくれた運転手たちにはお礼を述べたい。ケニア国内の燃料不足のためにバスがマリンディで給油できず、途中中継地のMtito Andeiまで燃料を大学に届けてもらうというオペレーションが実行されるなど、話題に事欠かない旅だった。 肝心の訪問自体も大変有意義で、今後のロケットの打ち上げに向けてイタリア宇宙機関の方々と意見交換を行うことができたのが最大の収穫だった。

19. April 2022
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KSAからの出向エンジニア

今日からケニア宇宙機関からのインターンが3名Nakuja projectに参加することに。彼らとのコラボレーションが楽しみだ。

02. March 2022
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燃焼試験(KNSB)の進捗

第2コホート(2022年)のインターンによる燃焼試験が進んでいる。 第1回:2/22実施 推進剤中の水分、とくに液体ソルビトールに含まれる水分を十分に蒸発させて再トライすることに。 第2回:2/25実施 第3回:2/28実施 CuringはCasting後、通常1〜2日で完了する。放置が長すぎると硬化することが知られているが(5日程度で完全に硬化 by Nakka)、推進剤の性能も損なうようである。 第4回:3/1実施 最大推力は5N程度にとどまり、理論値の140Nとはかけ離れている(28倍の開き)。ただし計測値の信憑性が低いことが判明したため、次回の計測で検証する。 第5回:3/2実施 第2バッチのインターン生も参戦 計測された最大推力は60Nであり、理論値の140Nに近づいている。次はさらなる性能向上をねらって酸化剤リッチ(O/F = 68:32)で試してみる。ところで燃焼初期のCoughingが気になるところではある。 第6回:3/3実施 O/F比を高めて実験に臨む(O:F=68:32)。 最大推力は140Nを超えて160Nだった。設計の再確認を行うことに。 O/Fを少し低くして再実験する(O:F=67:33, 66:34)。 第7回:3/10実施 耐熱性から軟鋼で製造したノズルに換装して実験を実施。O:F比は67:33で、グレインを2つ搭載した。これにより、300N近くの最大推力が想定される。 試験は破壊的失敗に終わった。具体的にはノズルが脱落し、モータが破損した。 得られた推力曲線(ロードセルの仕様から、500N以上は信頼性に欠ける) まとめ 最大推力は750N程度と出ているが、ロードセルの限界を超えているので信頼性に欠ける ノズルが分離したことは結果的に安全弁として機能した。チャンバーの圧力を逃がした。 ノズルは遠くには飛ばず、テストスタンドのすぐ横に落下した テストスタンド、特に片持はりになっている部分が曲がった ケージが破損した 燃焼効率はほぼ100%であった 考えられる破損の原因 燃焼熱で燃焼室壁が溶けてしまった。ノズルとチャンバーの接続部周辺に穴が開いている 上記で空いた小さな穴の周辺に応力が集中し、チャンバー壁の変位をもたらした この変位によりチャンバーがノズルを保持できなくなり、ノズルを排出した。 改善点 燃焼熱からチャンバーを保護するための断熱を検討する。Nakkaのウェブサイトを参照する。 その後気づいたのがA7075の融点の低さ。A6063の融点615℃に対してA7075は477℃で融解する。そのため素材をA6063に変更することを検討した。材料の変更に伴い強度が低下するので、燃焼室の厚みを2mmから3mmに増加する必要がある。 一方で、シールが不十分なためにガスがノズルとチャンバーの隙間から漏れ、ノズルとチャンバーの不双方に過度な熱負荷が生じたという指摘があった。したがって次回の実験ではシールを強化し、A7075のまま実験を進めることになった。 第8回:3/18実施 … Continue reading

28. February 2022
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ケニアでよく聞く英語

Kindly: Pleaseと同義だが、こちらのほうが頻繁に使われる。お願いします、という意味で単体で使われることもある。 Through the chair: 議長に発言許可を求めるときに使う All the protocols observed: 紳士淑女の皆さん、〜(中略)〜「その他ご列席のすべての皆様」というときに使う can be able to: canと同じ意味。冗長に感じるが、よく使われる。スワヒリ語に対応する言い回しがあるのか? instrumental: useful, helpful, handyよりもこちらの方を良く聞く。 思いついたら随時追記する。

17. December 2021
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KSA長官の表敬訪問

今月のはじめにケニア宇宙機関(KSA)の職員から突然電話がかかってきて、最近ロケット開発の調子はどうだ?新長官にまだ挨拶してなかったよな?と尋ねられた。そのまま表敬訪問がセッティングされ、お会いすることに。 長官の部屋で会談し、JKUATのメカトロの学生6名によるN-1ロケットの開発の成果の発表と、開発中のN-2ロケットについて説明を差し上げた。N-2ロケットの打ち上げを積極的にサポートしていただけるとのこと。帰り際に職員に言われたのは、Nakujaのロケット開発にKSAのスタッフを張り付けたいそうだ。今後連携を密にしていけるのが楽しみだ。 追記:なんと表敬訪問がウェブの記事になっていた。どういうチャンネルで記事が出るのか謎。ご丁寧に写真も載せてあり、びっくり。しかも大学の広報部のメーリスへの投稿で知るという。。何がどうつながっているのか。 KSA to Launch Locally-made Rocket in 2021 – Space in Africa (africanews.space)

22. September 2021
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