自律スイッチング熱流体システムの確立に向けたマルチポーラス相界面伝熱機構の解明

• Project/Area Number: 23K26306
• Project/Area Number (Other): 23H01612 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 小川 博之 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (60311172)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋月 祐樹 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (00887573) ; 長野 方星 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10435810) ; 小田切 公秀 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特任助教 (50866481)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2025: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2023: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
• Keywords: 深宇宙探査 / 自律熱制御 / 熱スイッチ / ループヒートパイプ / 多孔質体 / SMAバルブ

Outline of Research at the Start

将来の深宇宙探査で想定される複雑な熱環境変化に対応するため、自律的な熱流動反転機能を有しかつ大発熱変動に順応可能な「自律スイッチング熱流体システム」を提案し、宇宙模擬環境での実証を目指す。その実現のため、ループヒートパイプ(LHP)熱輸送技術に着目して動作駆動源となる多孔体の細孔径・濡れ性に階層性を有するマルチポーラス体を提案し、マイクロスケール赤外・可視観測装置を用いて熱流動メカニズムを明らかにする。次にマルチポーラス体をLHPに適用し、広域熱流束条件下での熱流動特性を明らかにする。さらに形状記憶合金を用いたパッシブ流動制御バルブを新たに提案し、熱流体システムの自律スイッチング性を実証する。