2022 Fiscal Year Annual Research Report
間欠爆轟スラスタによる人口衛星姿勢制御用スラスタの革新
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20K21046
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松岡 健 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40710067)
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2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | パルスデトネーションエンジン / 姿勢制御 / スラスタ / RCS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
筒状燃焼器内でデトネーション波を能動的かつ間欠的に生成するパルスデトネーションエンジン（PDE）は、その再現性の高い推力と高い時間応答性の特徴から、高精度姿勢制御用Reaction Control Systemへの応用が期待できる。2021年7月21日には、JAXA/ISASの観測ロケットS-520-31号機を用いたPDEの宇宙実証が行われ、その高い推力再現性が確認された。
本研究の目的は、より実用的なPDEサイクルによって高い推力応答性を実証することである。本年度は、10MPaで作動可能な小型高応答電磁バルブと窒素を用いた低背圧下でのコールドフロー試験を実施し、本研究が提案するPDE作動手法の妥当性を検証した。
実験の結果、推進剤流入質量流量に対してPDE燃焼器出口に設置したノズルスロートの断面積を適切に設定することで、間欠ジェットであっても燃焼器内圧力が保持され、燃焼器出口に流出する推進剤質量を10％以下に抑えることが可能であることが示された。また、準定常0次元モデルが実験結果を再現することも確認した。これにより、真空環境においても、PDE作動が可能であり、かつ高い推力応答性と比推力を両立できる見込みが立った。今後、既に実績のある液体推進剤（液体亜酸化窒素とエチレン）を用いたPDE燃焼実験を実施し、微小インパルスおよびその応答性を評価する。最終的に、実宇宙環境下での作動試験にてPDEスラスタの実証を目指す。
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[Presentation] In-Space Flight Demonstration Results of a Detonation Engine System on Sounding Rocket S-520-31: Pulse Detonation Engine2022
Author(s)
V. Buyakofu, K. Matsuoka, K. Matsuyama, A. Kawasaki, H. Watanabe, N. Itouyama, K. Goto, K. Ishihara, T. Noda, J. Kasahara, A. Matsuo, I. Funaki, D. Nakata, M. Uchiumi, H. Habu, S. Takeuchi, S. Arakawa, J. Masuda, K. Maehara, K. Yamada, T. Nakao
Organizer
33rd International Symposium on Space Technology and Science
Int'l Joint Research
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