2004 Fiscal Year Annual Research Report
複合材料製燃料タンクの燃料保持性能向上に関する研究
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15360448
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
青木 隆平 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00202466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 啓史郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50345089)
小笠原 俊夫 宇宙航空研究開発機構, 総合技術研究本部, 主任研究員 (20344244)
岩堀 豊 宇宙航空研究開発機構, 総合技術研究本部, 主任研究員 (50358636)
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| Keywords | 極低温燃料タンク / 宇宙往還機 / CFRP積層板 / カーボンナノチューブ / 熱伝導率 / 電気伝導率 / パーコレーション |
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| Research Abstract |
低コストな宇宙空間への輸送手段としての再使用型打上げ機(Reusable Launch Vehicle, RLV)の実用化に向け,その機体構造,特にその大部分を占める液体燃料タンクの複合材料化による軽量化が期待されているが,燃料漏洩に対する対策が重量の増加をもたらすため,燃料の保持性能を向上させるための基礎技術の開発が不可欠である.この研究では,燃料タンク壁を炭素繊維強化複合材料(CFRP)で製作することを念頭に置き,その燃料保持性能を向上させる手法の開発を試み,さらにこの技術を基礎として,タンク設計時の燃料保持性能達成のための指針を得ること目的としている.
昨年度は,積層板中の燃料透過の主要な漏洩経路であるトランスバースクラックの発生・蓄積挙動を,実験と理論解析によって把握し,一方で積層中の拡散による燃料透過性を下げるために,カーボンナノチューブ分散樹脂が燃料の遮断性を高める効果を確認した.本年度はさらにこのナノチューブの多面的な利用の可能性を検討するため,多層型カーボンナノチューブ(MCNT)分散樹脂複合材料について,その熱伝導性と電気伝導性を,実験的・理論的に検討した.実験ではナノチューブの重量含有率が15%までの試験片を用いた.その結果,熱伝導率に関しては,ナノチューブ分散による効果が限定的で,複合材料の値から界面が完全に接着している条件下で逆算したナノチューブの熱伝導率が,一般の予想よりはるかに小さいという結果が得られた.一方,電気伝導率に関しては同程度の含有率でもパーコレーションが起こり,劇的に電気伝導率が高まることを確認した.
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