Closed-loop Control of Hybrid Rockets Using Solid Fuels Manufactured by Multi-material Additive Manufacturing

Research Project

Project/Area Number	21K14346
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
Research Institution	Kyushu Institute of Technology
Principal Investigator	小澤晃平九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (90801879)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords	ハイブリッドロケット / 閉ループ制御 / リアルタイム燃料後退検知 / 多素材3Dプリント
Outline of Research at the Start	現行の固体キックモータは大量の酸化アルミを放出し、微小デブリの原因となる。ハイブリッドロケットエンジン(HRE)は、微小デブリ放出が無く高い理論比推力を持つ。しかし、宇宙飛翔環境下では、固体燃料の燃料後退特性が変化することで混合比がずれ、余った片方の推進剤がデッドウエイトとなり、増速量が大幅に低下しうる。本研究では、燃料後退の観測機能を持つ3Dプリンタ製固体燃料と酸化剤の流量-旋回強度制御を組み合わせて先進的閉ループ制御システムを構築し、ボトルネックを解決する。並行して、3Dプリンタ製固体燃料の燃料後退量誤検知に繋がる不具合現象の発生機構解明を試み、燃料後退測定精度の向上に繋げる。