平成20年度技術士第一次試験問題［専門科目］

【03】 航空・宇宙部門

Ⅵ　次の35問題のうち25問題を選択して解答せよ。(解答欄に1つだけマークすること。)

 

Ⅵ-1　地球を周回する人工衛星の軌道に関する次の記述のうち,正しいものはどれか。

　①　静止軌道の離心率は1である。

　②　極軌道の軌道傾斜角は0°である。

　③　太陽同期軌道において，軌道面に対する太陽の入射角は常に一定である。　

　④　楕円軌道の軌道速度は，遠地点において最も大きい。

⑤　楕円軌道の2つの焦点の中点は，地球の中心に一致する。

 

 

Ⅵ-2　宇宙機を設計する際に考慮すべき地球周辺の宇宙環境に関する次の記述のうち，正しいものはどれか。

　①　高層大気の高度200～600kmにおける主成分は，水素原子である。

②　ロケットや衛星の破片などの直径10cm以上の宇宙デブリが衝突すると，宇宙機の完

全な破壊が生じると予想される。

　③　太陽から来る電磁波は，ほぼ1,000Kの黒体からの放射に相当する。

④　地球周りの放射線帯において，内帯は電子の集まりであり，外帯は陽子の集まりである。

　⑤　地磁場は，双極軸が地球の自転軸に一致する双極磁場で近似できる。

 

 

Ⅵ-3　熱伝導度が極めて大きい一様な球形物体が，宇宙空間において太陽放射を受けて一

様な温度で熱平衡になっているものとする。このとき物体の温度を190Kに保つために適

した物体表面の特性(太陽光吸収率αs，赤外放射率ε)は，次のうちどれに最も近い

か。ただし，太陽放射エネルギー密度は1,353W/m²，ステファン－ボルツマン定数は

5.67×10^-8W/(m² K⁴)とする。

αs　　　ε

　①　0.1　　　0.6

　②　0.1　　　0.9

　③　0.2　　　0.3

　④　0.2　　　0.6

　⑤　0.2　　　0.9

 

 

 

 

 

 

Ⅵ-4　人工衛星のサブシステムや機器に関する次の記述のうち，正しいものはどれか。

①　太陽電池セルのうち，シリコンセルはガリウムヒ素と比較して，耐放射線性に優

れているが，加工性は悪い。

②　姿勢制御系で使用するモーメンタム・ホイールは，回転方向が変わるときの特性のな

めらかさが，安定な制御のためには必要である。

　③　アークジェットスラスタでは，推進剤としてキセノンが多用される。

④　構造体への強度，剛性，安定性の3つの要求のうち，実際の構体系の設計では剛性要

求を満たすことが最も難しい。

⑤　フェーズドアレーアンテナでは，各素子から出る電波の強度を調整することによって

指向性を与える。

 

 

Ⅵ-5　人工衛星の試験について，次の試験項目とそれに関連する用語の組合せのうち，

最もふさわしいものはどれか。

　　　熱真空試験　　　　　電磁気適合性試験　　振動試験　　　　　衝撃試験

　①　ソーラシミュレータ　RF信号　　　　　　火工品　　　　　　モーダルサーベイ

　②　宇宙冷暗部　　　　　ロードセル　　　　　モーダルサーベイ　火工品

　③　ソーラシミュレータ　RF信号　　　　　　モーダルサーベイ　火工品

　④　ロードセル　　　　　火工品　　　　　　　RF信号　　　　　モーダルサーベイ

　⑤　宇宙冷暗部　　　　　電波暗室　　　　　　火工品　　　　　　ロードセル

 

 

Ⅵ-6　人工衛星の利用に関する次の記述のうち，正しいものはどれか。

①　地球観測衛星は，一般に軌道傾斜角の小さい軌道あるいはラグランジュポイントに置

かれる。

②　データ中継衛星は，主として地上を移動する車両，船舶，航空機等とのデータ送受に

使用される。

③　気象衛星は，主として静止軌道及びモルニア軌道に置かれ，前者は広範な地域の常時

観測に使用され，後者は高緯度地域の観測に使用される。

④　米国国防総省所轄のGPS(Global Positioning System)は，軌道高度約36,000

kmの24個の人工衛星群を用いる。

　⑤　静止通信衛星の構想は，SF作家のアーサー・C・クラークが提案した。

 

 

 

 

 

 

 

Ⅵ-7　円軌道を周回する人工衛星の軌道面を変更する。このときに必要な速度増分を表すのに最もふさわしい式は，次のうちどれか。ただし、地球の重力定数をμ，地球中心から人工衛星までの距離をγ，軌道面の変更角をθとする。

①　2√(μ/γ)・sin(θ/2)　　② √(2μ/γ)・sin(θ/2)　　③ √(μ/γ)・sin(θ/2)

④　2√(μ/γ)・sinθ　　　 ⑤ √(μ/γ)・sinθ

 

 

Ⅵ-8　国際宇宙ステーションの環境に関する次の記述のうち，正しいものはどれか。

　①　国際宇宙ステーション内の重力は，およそ地上の1億分の1である。

　②　国際宇宙ステーション内では，どこでも同じ重力環境である。

　③　国際宇宙ステーションは1日に地球を約3周する。

　④　高度400kmの軌道での重力加速度は，地表の9割程度である。

　⑤　高度400kmの超高層大気の密度は，地表の1割程度である。

 

 

Ⅵ-9　微小重力環境では熱対流よりもマランゴニ対流が卓越することがある。マランゴニ

対流と最も関係の無いものはどれか。

　①液体自由表面　②表面張力　③比重差　④温度差　⑤成分濃度差

 

 

Ⅵ-10　微小重力環境が人体に与える影響と最も関係の無いものはどれか。

①　心肺循環系異常　　　　　②　生活リズムの乱れ　　　③　平衡感覚異常

④　骨からのカルシウム喪失　⑤　体液分布変化

 

 

Ⅵ-11　希薄な流れの程度を表す指標であるクヌッセン数(又はクヌーセン数)の定義と

して正しいものはどれか。

①　衝突周波数と流速の比　　　　②　単位面積を通過する粒子数

③　レイノルズ数とマッハ数の積　④　平均自由行程の代表長さの比

⑤　粘性力と慣性力の比

 

 

Ⅵ-12　磁気圏に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

　①　プラズマ状態である。

　②　電離層より上にある。

③　磁気嵐により，人工衛星に帯電，放電現象や、電子回路故障などはなはだしい被害が

起こることがある。

　④　反太陽方向に長く引き伸ばされている。

　⑤　地球以外の惑星には存在しない。

Ⅵ-13　イオンスラスタに関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

　①　静電気力で荷電粒子を加速する。

　②　水素などの軽ガスを推進剤に用いるため，比推力が高い。

　③　荷電粒子の生成方法によって，直流放電型やマイクロ波放電型などに分類される。

　④　電極間の空間帯電により推力密度が制限される。

　⑤　静止衛星の南北制御や宇宙探査機の主推進装置として用いられている。

 

 

Ⅵ-14　次の記述の，[a]及び[b]に入る石として正しい組合せは①～⑤のうちどれか。

「スラスタを用いて人工衛星の姿勢を一定に保とうとした場合，推進剤消費率を低く抑え

るには，スラスタの[a]が[b]方がよい。」

　　　　 　a　　　　　　　b

　①　インパルスビット　小さい

　②　インパルスビット　大きい

　③　推力　　　　　　　小さい

　④　推力　　　　　　　大きい

　⑤　比推力　　　　　　小さい

 

 

Ⅵ-15　エアライン機が装備する気象レーダに関する次の記述のうち，誤っているものは

どれか。

　①　使用される周波数帯は一般にXバンドである。

　②　基本的にはペンシル・ビームのパルスレーダである。

　③　雲の状態をカラーで表示するものもある。

　④　アンテナは一般に電子走査方式で，機械的に固定されている。

　⑤　地上の地形を見るためコセカント・スクエア・パターンも使われる。

 

 

Ⅵ-16　レーダ管制に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

　①　レーダサイトから航空機までの距離と方向をレーダベクタという。

　②　レーダサイトから航空機までの距離によって最低レーダ管制間隔は異なる。

　③　一次レーダではブリップの中心間でセパレーションをとる。

　④　二次レーダではスラッシュの端と端とが最小となる間隔でセパレーションを取る。

　⑤　航空機のトランスポンダが故障したときでも，一次レーダを管制に使用できる。

 

 

 

 

 

Ⅵ-17　ILS(計器着陸システム)に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

　①　ILSを構成する装置としては，ローカライザ，グライドパス，マーカビーコンがある。

　②　グライドパスは滑走路への正しい垂直面内の進入を誘導する装置である。

　③　ローカライザとグライドパスは，一般に地面反射波が無い方が精度がよい。

　④　グライドパスの放射信号はUHFの周波数を使用している。

　⑤　ローカライザの放射信号はVHFの周波数を使用している。

 

 

Ⅵ-18　機上航法装置より得た位置情報を自動的に地上へ伝送し，管制官が見る監視画面

に表示する方式として適切なものは次のうちどれか。

　①　ACARS　　②　ADS　　③　AEIS　　④　ASDE　　⑤　ATIS

 

 

Ⅵ-19　DME(距離測定装置)に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

　①　機上DME装置の質問に地上装置が応答し，電波の往復時間を距離に換算している。

　②　質問する航空機が覆域内にいないときは，ID信号のみ送信している。

　③　DMEはTACAN(Tactical Air Navigation)の距離測定機能と同じ方式である。

　④　ILS(計器着陸システム)のマーカの代替としても用いられる。

　⑤　DMEは垂直偏波の電波を使用している。

 

 

Ⅵ-20　飛行場灯火に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

　①　進入灯にはALSとSALSがあり，精密進入ではALSを使用しなければならない。

　②　PAPIは適正グライドパスを指示する。

　③　滑走路灯は，計器着陸用としては高光度式滑走路灯でなければならない。

　④　滑走路中心線灯は，滑走路中心線標識上に設置しなければならない。

　⑤　接地帯灯はカテゴリーⅡ，Ⅲでは約30m間隔に接地しなければならない。

 

 

Ⅵ-21　RNP(航法性能要件)の指標として，不適当なものはどれか。

　①　完全性　　②　連続性　　③　保守性　　④　有効性　　⑤　測位精度

 

 

 

 

 

 

 

 

Ⅵ-22　材料の破壊に関する次の記述の，[a]～[c]に入る語句として正しい組合

せは①～⑤のうちどれか。

「[a]はき裂先端における応力の強さを表す量である。線形弾性破壊力学では，その

値が材料の[b]に達したときに破壊すると考えるが，[b]は材料の厚さに関係し，

材料の[b]の比較には[c]の値が用いられる。」

　　　 　a　　　　　　　　　b　            c

　①　応力拡大係数　　　引っ張り強さ　　　厚板

　②　応力拡大係数　　　破壊靱性　　　　　厚板

　③　応力集中係数　　　破壊靱性　　　　　薄板

　④　応力集中係数　　　引っ張り強さ　　　厚板

　⑤　応力拡大係数　　　破壊靱性　　　　　薄板

 

 

Ⅵ-23　次の記述の，[a]～[c]に入る語句として正しい組合せは①～⑤のうちどれか。

「主翼の[a]は，傾いて横滑りした機体を元の姿勢に戻す働きがある。また，一般に

高翼と低翼では[b]のほうが[a]の効果を強める。主翼の[c]も同様の効果を持っている。」

　　　 　a　　　　　b       c

　①　上反角　　　高翼　　後退角

　②　上反角　　　低翼　　後退角

　③　下反角　　　高翼　　後退角

　④　下反角　　　高翼　　前進角

　⑤　上反角　　　高翼　　前進角

 

 

Ⅵ-24　アブレーション冷却に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

①　アブレーションに用いられる材料は炭素繊維などを混ぜた樹脂であり，その気化によ

　　って空力加熱をブロックする。

　②　材料自身の損傷を伴うため，他の熱防御方法に比べて信頼性が低い。

③　アブレーションに用いられる材料は熱伝導性が悪いので機体内部の温度上昇を小さく

することができる。

　④　再使用を必要としない大気圏突入機体において優れた熱防御方法である。

　⑤　惑星探査機にも利用される。

 

 

Ⅵ-25　米国のスペースシャトルのオービターにおいて，RCC(強化カーボン／カーボン)が用いられる代表的な部位は次のうちどれか。

①　翼下面　　　②　胴体側面　　③　荷物室扉上面

④　翼前縁　　　⑤　ランディングギア

 

Ⅵ-26　摩擦攪拌接合に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

　①　真空中で加熱・加圧して接合する方法である。

　②　固相接合である。

　③　アルミニウム合金の接合が可能である。

　④　ロケットの燃料タンクで使用される場合がある。

　⑤　自家用ジェット機胴体のスキン・ストリンガ接合に使用される例がある。

 

 

Ⅵ-27　平板の曲げ問題に関する次の記述の，[a]～[c]に入る語句として正しい

組合せは①～⑤のうちどれか。ただしx-yは平板の両表面の間の中央を通る2次元の

直交座標系，zはそれに垂直な方向とする。

2次元のラプラシアンは，⊿=∂²/∂x² + ∂²/∂y²，

また，⊿⊿=∂⁴/∂x⁴ + 2∂⁴/∂x²y² + ∂⁴/∂y⁴ 　である。

なお、平板材料は等方性の線形弾性体とする。

 

「平板に垂直に作用する単位面積あたりの力をq，中央面のz方向変異をwとする。『中央面に垂直な直線上の点は，変形後も変形した中央面の法線上にある』という[a]を用いると，板曲げの方程式[b]を導くことができる。ここで，Dを板の曲げ剛性といい，[c]という性質がある。」

　　　 　a　　　　　　　　　　b       　　　　　c

　①　キルヒホッフの仮説　D⊿⊿w=q　　板厚の3乗に比例する

　②　オイラーの仮説　　　D⊿⊿w=q　　板厚に比例する

　③　キルヒホッフの仮説　D⊿⊿w=⊿q　板厚に比例する

　④　オイラーの仮説　　　D⊿⊿w=⊿q　板厚の3乗に比例する

　⑤　キルヒホッフの仮説　D⊿⊿w=q　　板厚に比例する

 

 

Ⅵ-28　航空機の安全性に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

　①　大型ジェット機に限定すれば1970年代後半以降，死亡事故率の低下傾向が鈍化している。②　今日，重大事故の主原因は，乗員の判断，操作の誤りなどヒューマンファクタが過半

を占めている。

③　安全で効率的な運行の達成のためにCRM(Cockpit/Crew Resource Management)

が実施される。

④　CFITとは航空機の機能は正常であるまま地表などに激突する事故携帯である。

⑤　衝突防止装置(TCAS)は安全性向上に有効であるとされているが，現在のところ実

用化には至っていない。

 

 

 

 

Ⅵ-29　航空宇宙機に起こる振動現象に関する次の用語の説明のうち，誤っているものは

どれか。

①　ダッチロール：主翼迎え角の増大による空気力モーメントが尾翼による復元モーメン

トを上回り，迎え角が増大する不安定現象のこと。

②　シミー：航空機の地上滑走中に，舵取り車輪が首振り方向におこす不安定な自動振動

のこと。

③　ポゴ(POGO)：液体ロケットの縦の構造振動特性と，推進薬供給系の液体振動特性

が連成して生じる機体の持続的な縦振動のこと。

④　危険回転数：圧縮機やタービンなどの回転機械において，回転軸系の質量分布と曲げ

剛性から決まる固有振動数と軸回転数が一致し，振れたわみが大きくなる回転数のこと。

⑤　フラッタ：翼などにおいて，弾性復元力と空気力などが連成して動的不安定となり，

構造振動が持続あるいは増大する現象。

 

 

Ⅵ-30　人工衛星の設計解析に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

①　衛星の開発における音響試験の目的は，ロケットの発射時及び遷音速・超音速飛行中

に発生する音響環境を模擬し，その環境下における人工衛星の供試体機能を確認するこ

とである。

②　衛星の熱設計において，太陽光の地球による反射成分をアルベドといい，平均として

入射太陽光の約0.3倍が反射されるとして，衛星への熱入力条件設定に用いられる。

③　太陽電池パドルの必要面積の推算は，電池セルの種類，軌道上での食の時間長さ，バ

ス機器での必要電力，電力伝達効率等を考慮して行う必要があるが，衛星の設計寿命を

考慮する必要はない。

④　衛星の姿勢安定方式としては，衛星全体をスピンさせることにより回転軸の方向を安

定させる方法と，リアクションホイールや制御用スラスタ等のアクチュエータにより3

軸方向の回転を止める方式がある。

⑤　衛星の熱制御に用いられるヒートパイプとは，衛星内の熱分布を均一化するために，

液体が蒸発する際の潜熱によって熱量を蒸発部から凝縮部まで効率的に輸送する熱制御

素子である。

 

 

Ⅵ-31　航空機で用いられる高揚力装置に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

①　後縁高揚力装置は，最大揚力係数を増やす手段の1つとして，キャンバ及び後縁部の

延長を利用し，同一迎え角での揚力を増す特性がある。

　②　高揚力装置を用いると大きな揚力係数が得られ，同時に抗力も減少する。

　③　前縁高揚力装置は，失速を遅らせることによって最大揚力を大きくする効果がある。

④　前縁高揚力装置の効果を最大限生かすように翼型を設計するならば，前縁半径は大き

いほうが良い。

　⑤　隙間フラップでは，隙間を通り抜ける流れが境界層の剥離を遅らせる効果を持つ。

Ⅵ-32　航空機が受ける応力に関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

①　引っ張りは，引き離そうとする力に抵抗する応力である。プッシャータイプを除き，

飛行中エンジンは航空機を前へ引っ張るが，空気抵抗は航空機をそのままの位置に保と

うとする。この結果，航空機を引き伸ばそうとする引っ張りが生じる。

②　圧縮は押しつぶそうとする力に抵抗する応力である。圧縮荷重を受けるストリンガな

どは圧縮荷重を受け変形を生じる。しかし，この圧縮荷重がある値で急にそれまでの変

形と異なる変形を示すことがあり，これを座屈という。

③　ねじりは，ねじれを生じさせる応力である。単発プロペラ機が前進しているとき，プ

ロペラは航空機を一方向へねじろうとする。しかし，航空機の構成部材が航空機の形状

を保とうとして，ねじれが発生する。航空機部材のうち，特にリベットはねじりを受け

ることが多い。

④　せん断は材料の一方の層を，その近くの層の上に滑らせようとする力に抵抗する応力

である。

⑤　曲げは圧縮と引っ張りの組合せである。曲げの力が作用している桁では，曲がる内側

で圧縮され，曲げの外側で引っ張られる。

 

 

Ⅵ-33　機械式ジャイロに関する次の記述のうち，誤っているものはどれか。

　①　トルクを加えない限り，スピン軸は慣性空間に対して一定方向を保つ。

②　ジャイロに外部からのトルクを加えると，加えたトルクの向きとスピン軸が一致して

いない限り，加えたトルクと90°異なる方向にスピン軸が回転する。

③　回転速度が速ければ速いほど，スピン軸を同じ角度だけ回転させるために必要な外部

トルクは小さくてよい。

④　エネルギー消散源がある場合，最小慣性主軸まわりに回転させたときよりも，最大慣

性主軸まわりに回転させたほうが，スピン軸が安定する。

⑤　機械式ジャイロの代表例として，浮動型積分ジャイロとチューンドドライジャイロが

ある。

 

 

Ⅵ-34　ヘリコプタの操縦方法に関する次の記述のうち，正しいものはどれか。

①　シングルロータヘリコプタの方向操縦には，メインロータの推力の傾斜とハブモーメ

ントを用いる。

　②　タンデムロータヘリコプタの方向操縦には，両ロータ推力の傾斜の差を用いる。

　③　ヘリコプタの方向操縦に用いる操縦装置はサイクリックスティックである。

　④　ヘリコプタの縦方向の操縦に用いる操縦装置はコレクティブスティックである。

　⑤　ヘリコプタの横方向の操縦に用いる操縦装置はペダルである。

 

 

 

Ⅵ-35　人工衛星の軌道とその位置を規定する軌道6要素として，不適当なものは次のう

ちどれか。

 

①　昇交点赤径　　②　真近点離角　　③　軌道長半径

④　衛星質量　　　⑤　近地点引数