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Development of a Verification Method of Ablation Detection for a Flight Sensor

Research Project

Project/Area Number 21K04478
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

Sakai Takeharu  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (90323047)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石田 雄一  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (20371114)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsアブレーション / 空力加熱 / センサー計測 / 非定常 / アブレータ / 飛行センサー / 大気圏再突入 / 熱防御 / センサー / センシング / 光ファイバー
Outline of Research at the Start

超高速飛行体周りの空力加熱現象の解明に、熱防御材料アブレーションの飛行環境計測データが求められている。本研究ではまず、レーザー計測と熱画像計測を併用した遠隔アブレーション検知システムを新たに開発する。これまでに確立した飛行加熱環境実験法で熱防御材を加熱試験し、埋込型飛行アブレーションセンサーと開発した遠隔検知法で、アブレーション過程を同時計測する。埋込型センサーと遠隔検知法の結果を比較することで、これまで困難であった、埋込型センサーの飛行空力加熱環境検知能力を検証する。

Outline of Final Research Achievements

In our research, we created a method for remotely measuring ablation that can observe the erosion of thermal protection materials without relying on an embedded sensor. We used a micro-torch heating test method that we had previously developed and added a thermal camera to the setup to capture time-resolved images of the ablation process. We then conducted ablation experiments while measuring using the embedded sensor and our new remote method. This research allowed us to verify the accuracy of detecting ablation using the embedded flight ablation sensor.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の大型地上加熱試験風洞では,調査することができなかった非定常空力加熱環境で,飛行環境で使えるアブレーションセンサーの検知精度が調査できるようになったことは,宇宙機カプセルが実飛行する際のアブレーション現象解明につながるとともに,将来の宇宙機カプセルの熱防御材設計にも役立てることが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Unsteady Testing of an Ablation Sensor in Torch Flame2021

    • Author(s)
      Sakai, T., Iwamoto K., Nakamura T., Ishida Y.
    • Journal Title

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      Volume: 19 Issue: 4 Pages: 591-597

    • DOI

      10.2322/tastj.19.591

    • NAID

      130008062294

    • ISSN
      1884-0485
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フライトアブレーションセンサーの非定常加熱プロファイルにおける検知精度2023

    • Author(s)
      酒井武治,石本颯太,冨樫拓馬,坂本憲一,石田雄一
    • Organizer
      第67回宇宙科学技術連合講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸水素トーチを使ったアブレータの直接・遠隔アブレーション計測法の開発2023

    • Author(s)
      冨樫拓馬,石本颯太,石田雄一,酒井武治
    • Organizer
      第60回日本航空宇宙学会 関西・中部支部合同秋期大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 飛行環境アブレーションのセンサー検知精度の検証2023

    • Author(s)
      酒井武治,冨樫拓馬,石本颯太,坂本憲一
    • Organizer
      令和5年度 航空宇宙空力シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] University-initiated hypersonic flight measurement technique development :A case in the field of aerothermodynamics2022

    • Author(s)
      Takeharu Sakai
    • Organizer
      2022 Sustainable Research and Innovation(SRI) Conference
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] アブレーション現象の遠隔検知法の開発2022

    • Author(s)
      酒井武治、冨樫拓馬、平野虎太郎、坂本憲一、石田雄一
    • Organizer
      第65回宇宙科学連合講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Development and flight demonstration of an ablation sensor for reentry vehicle heat shield ablation measurement2021

    • Author(s)
      Sakai, T
    • Organizer
      The 8th Joint Symposium on Mechanical and Materials Engineering between Northeastern University and Tottori University(JSMME 2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 表面損耗センサーの検知性能高度化2021

    • Author(s)
      平野虎太郎,冨樫拓馬,石田雄一,酒井武治
    • Organizer
      令和3年度宇宙航行の力学シンポジウムプログラム
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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