Investigation of the detonability of high energy density materials and its-based propellants
Project/Area Number |
20K22430
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
0303:Civil engineering, social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
|
Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
Itouyama Noboru 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任助教 (50881215)
|
Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
|
Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
|
Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
Keywords | 高エネルギー物質 / 気相デトネーション / 反応速度論 / 推進剤 / 窒素酸化物系 / 詳細化学反応機構 / Green Propellant / 高エネルギ物質 / 爆轟現象 / 気相爆轟 |
Outline of Research at the Start |
本研究の意義は,高エネルギ物質および高エネルギ物質系液体推進薬の爆轟特性の基礎的な理解にある.アンモニウムジニトラミドや硝酸ヒドロキシルアミンといった高エネルギ物質やこれらを基材とする液体推進薬は自身の熱分解や燃焼によりその高い化学エネルギを瞬時に発揮する.しかし、高エネルギ密度ゆえ,これらの熱分解・燃焼は爆轟現象へ遷移する可能性がある.爆轟が発生した場合,衝撃波を伴うため,取扱時のハザードリスクが重大化する.そこで本研究では,高エネルギ物質および高エネルギ物質系液体推進薬の利用時の安全性を拡充すべく,気相領域を対象とした爆轟特性を理解し,爆轟現象を予測する関数の導出を目指す.
|
Outline of Final Research Achievements |
The study focused on the detonation as a potential hazard with significant risk to ensure high handling performance for ammonium dinitramide (ADN) which is an energetic material and an ADN-based high energy density propellant, ADN-EILPs, and aimed to understand the basic gas-phase detonation characteristics of these materials. The initial conditions of ADN and ADN-EILPs decomposition gases were computationally verified and their compositions were found to change depending on the pressure environment. The 0D and 1D reaction simulations were performed to clarify the possible gas-phase detonation characteristics of ADN and ADN-EILPs decomposition gases, and to understand the detonation characteristics of ADN-EILPs, which are considered to have lower energy sensitivity in the solid-liquid state. It is suggested that ADN-EILPs, which is considered to have lower energy sensitivity in the solid-liquid state, has higher gas-phase detonability than ADN.
|
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の成果は昨今利用拡大や新規開発が進む高エネルギー物質(特にADN)とその推進剤に対して随伴する取扱時の安全性確保に資するものである.特に,ADNは単体では衝撃・摩擦といった外的エネルギに対して非常に感度が高い反面、イオン液体化させたADN-EILPsではこれらが鈍化するため,高いエネルギー密度と高い取扱性の両立が可能であるという関係がこれまで知られていた.しかしながら本研究が指し示した気相爆轟特性の関係は,これに反する結果となり,取扱時の最小化を目指すにあたり,ハザードシナリオのさらなる拡大の必要性が示唆された.また,本研究で得られた知見は他のADN系推進剤にも十分応用可能なものである.
|
Report
(3 results)
Research Products
(49 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] 超小型探査機搭載に向けた革新的超小型推進系技術に関する研究2021
Author(s)
和田明哲, 渡邊裕樹, 伊東山登, 月崎竜童, 池田知行, 飯塚俊明, 佐原宏典, 各務聡, 松永浩貴, 伊里友一朗 , 塩田謙人, 松本幸太郎, 勝身俊之, 三宅淳巳, 笠原次郎, 志田真樹, 船瀬龍, 船木一幸, 羽生宏人
-
Journal Title
将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進系研究グループ 2020年度研究成果報告書
Volume: JAXA-RR-20-008
Pages: 1-5
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Flight Demonstration of Detonation Engine System Using Sounding Rocket S-520-31: Performance of Rotating Detonation Engine2022
Author(s)
Keisuke Goto, Ken Matsuoka, Koichi Matsuyama, Akira Kawasaki, Hiroaki Watanabe, Noboru Itouyama, Kazuki Ishihara, Valentin Buyakofu, Tomoyuki Noda, Jiro Kasahara, et al.
Organizer
2022 AIAA SciTech Forum
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Flight Demonstration of Detonation Engine System Using Sounding Rocket S-520-31: Performance of Pulse Detonation Engine2022
Author(s)
Valentin Buyakofu, Ken Matsuoka, Koichi Matsuyama, Akira Kawasaki, Hiroaki Watanabe, Noboru Itouyama, Keisuke Goto, Kazuki Ishihara, Tomoyuki Noda, Jiro Kasahara, et al.
Organizer
2022 AIAA SciTech Forum
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Flight Demonstration of Detonation Engine System Using Sounding Rocket S-520-31: History from Development to Flight2022
Author(s)
Noboru Itouyama, Koichi Matsuyama, Ken Matsuoka, Akira Kawasaki, Hiroaki Watanabe, Keisuke Goto, Kazuki Ishihara, Valentin Buyakofu, Tomoyuki Noda, Jiro Kasahara, et al.
Organizer
2022 AIAA SciTech Forum
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Flight Demonstration of Detonation Engine System Using Sounding Rocket S-520-31: Flight Path and Attitude2022
Author(s)
Hiroaki Watanabe, Koichi Matsuyama, Ken Matsuoka, Akira Kawasaki, Noboru Itouyama, Keisuke Goto, Kazuki Ishihara, Valentin Buyakofu, Tomoyuki Noda, Shiro Ito, Jiro Kasahara, et al.
Organizer
2022 AIAA SciTech Forum
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Flight Demonstration of Detonation Engine System Using Sounding Rocket S-520-31: System Design,2022
Author(s)
Akira Kawasaki, Koichi Matsuyama, Ken Matsuoka, Hiroaki Watanabe, Noboru Itouyama, Keisuke Goto, Kazuki Ishihara, Valentin Buyakofu, Tomoyuki Noda, Jiro Kasahara, et al.
Organizer
2022 AIAA SciTech Forum
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] 観測ロケットS-520-31号機プロジェクト:デトネーションエンジンシステムの宇宙動作実証結果2022
Author(s)
伊東山登, 笠原次郎, 松山行一, 松岡健, 川﨑央, 渡部広吾輝,後藤啓介,ブヤコフバレンティン, 石原一輝, 野田朋之, 秋元雄希, 松尾亜紀子, 船木一幸, 中田大将, 内海政春, 羽生宏人, 竹内伸介, 荒川聡, 増田純一, 前原健次, 中尾達郎, 山田和彦
Organizer
第4回観測ロケットシンポジウム
Related Report
-
[Presentation] 観測ロケットS-520を用いた液体推進剤デトネーションエンジンシステム飛行実証実験2022
Author(s)
笠原次郎, 松山行一, 松岡健, 川﨑央, 渡部広吾輝,伊東山登, 後藤啓介,石原一輝,伊藤志朗, 中田耕太郎, 佐藤寛, 松尾亜紀子, 船木一幸, 中田大将, 内海政春, 羽生宏人, 竹内伸介, 荒川聡, 増田純一, 前原健次, 中尾達郎, 山田和彦
Organizer
第4回観測ロケットシンポジウム
Related Report
-
-
-
-
[Presentation] 観測ロケットS-520-31号機によるデトネーションエンジン作動実証プロジェクトの総括2022
Author(s)
松岡健, 後藤啓介, ブヤコフバレンティン, 松山行一, 川崎央, 伊東山登, 渡部広吾輝, 石原一輝, 野田朋之, 笠原次郎, 松尾亜紀子, 船木一幸, 中田大将, 内海政春, 羽生宏人, 竹内伸介, 荒川聡, 増田純一, 前原健次, 中尾達郎, 山田和彦
Organizer
第61回航空原動機・宇宙推進講演会
Related Report
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 推進剤噴射による単円筒回転デトネーションエンジンの冷却に関する研究2021
Author(s)
後藤啓介, 太田光星, 木村朋亮, 川崎央, 伊東山登, 渡部広吾輝, 松岡健, 笠原次郎, 松尾亜紀子, 船木一幸, 川島秀人
Organizer
日本航空宇宙学会 関西・中部支部合同秋期大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 液体酸素を用いた回転デトネーションエンジンのシステム動作評価に関する研究2021
Author(s)
伊藤志朗, 石原一輝, 米山健太郎, 伊東山登, 渡部広吾輝, 川﨑央, 松岡健,笠原次郎, 松尾 亜紀子,船木一幸, 中田大将, 内海政春, 松井康平, 北川幸樹, 中村秀一, 東野和幸, 福地亜宝郎, 長尾隆央
Organizer
第53回流体力学講演会/第39回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 深宇宙探査用超小型推進システムを見据えた高エネルギー物質研究2020
Author(s)
松永浩貴, 伊東山登, 和田明哲, 塩田謙人, 伊里友一朗, 松本幸太郎, 勝身俊之, 早田葵,于秀超, 野副克彦, 久保田一浩, 羽生宏人, 野田賢, 三宅淳巳
Organizer
第64回宇宙科学技術連合講演会
Related Report
-