Research on the quantitative evaluation of fuel fragmentation for safety of hybrid rocket propellants
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19K15212
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 破砕試験 / 衝撃試験 / 靭性 / 粒度分布 / 粉塵質量評価 / ハイブリッドロケット / 燃料粉塵化 / 安全性 |
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| Outline of Research at the Start |
ハイブリッドロケットは、小型衛星打上げや有人飛行用として近年活発に研究開発され、実運用開始の近いロケットエンジンである。本研究ではそのハイブリッドロケットの安全性を評価する上で重要な燃料の粉塵化を定量的に評価する方法を構築することを目的とする。燃料の粉塵は爆発的な燃焼を発生し得るため危険である。ハイブリッドロケットの燃料として多用されているプラスチック類の塊を破砕して粉塵を生成する試験を実施し、粉塵質量と試験パラメータの関係を整理し、粉塵質量が定量的に評価できるようなモデルを作成する。これにより、粉塵質量に影響を与える物理量が特定されるため、安全のために燃料が備えるべき性質等が明らかになる。
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| Outline of Final Research Achievements |
In the crushing test to evaluate the dusting of hybrid rocket fuel, the test conditions were set as parameters of specimen material (toughness), size, and explosive mass. The specimen materials were polypropylene, microcrystalline wax, and terminal hydroxyl group polybutadiene, and the size and explosive mass conditions were also set to three conditions. Impact tests were conducted on each material to evaluate the toughness of the specimens. It was confirmed that the proportion of small fragments increased with decreasing toughness, decreasing specimen size, and increasing explosive mass. The above data were combined to create a crushing model to evaluate the dust mass.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
多くのハイブリッドロケットの研究において、ハイブリッドの安全性は研究の前提であり、ハイブリッドを採用することが宇宙輸送システムの安全化に直結するといった論旨が示されている。しかし、燃料が粉塵となれば爆発的な燃焼を発生する可能性はある。そこで本研究は燃料粉塵化に着目し、燃料破砕データの充実と燃料破砕モデルの構築を行った。これはハイブリッドロケット推進の安全の定量評価を実現する重要な一歩となるものである。それと同時に、ハイブリッドにとっての安全な燃料の条件を示し、ハイブリッド推進の安全性を促進することにも繋がるものである。
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Report
(4 results)
Research Products
(4 results)
