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光造形技術を利用した端面燃焼式ハイブリッドロケットの実現と性能実証

研究課題

研究課題/領域番号 15K14243
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関北海道大学

研究代表者

永田 晴紀  北海道大学, 工学研究院, 教授 (40281787)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードハイブリッドロケット / 端面燃焼 / ロケット / 航空宇宙工学 / 燃焼 / 固体燃焼
研究成果の概要

著者らは、軸方向に多数の微小ポートを有する固体燃料のポート出口端面で微小拡散火炎群を保持する「端面燃焼式ハイブリッドロケット」を提案してきたが、燃料の製作が困難なため実証実験を見送って来た。近年の3Dプリンタの発展により複雑な燃料形状が製作可能となり、世界で初めて端面燃焼式ハイブリッドロケットの実証実験を実施した。燃焼実験の結果、初期の非定常期間を経て、燃焼中に燃料-酸化剤比が一定に保たれる定常燃焼への移行が確認された。ポート内径が0.2~0.5 mmの単ポート燃料試料を用いた燃焼実験も実施した。燃え広がり燃焼と安定燃焼の2つのモードが観察され、両モードを分ける臨界摩擦速度が確認された。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Method for Determining Nozzle Throat Erosion History in Hybrid Rockets2017

    • 著者名/発表者名
      L. T. Kamps, Y. Saito, R. Kawabata, Y. Takahashi, H. Nagata
    • 雑誌名

      Journal of Propulsion and Power

      巻: 33 号: 3 ページ: 281-296

    • DOI

      10.12989/aas.2017.4.3.281

    • NAID

      120006366503

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 端面燃焼式ハイブリッドロケットの燃料後退モデルに関する考察2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤勇士、横井俊希、津地歩、尾村和信、安河内裕之、添田建太郎、戸谷剛、脇田 督司、永田 晴紀
    • 学会等名
      第54回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 液体酸素を用いた固体燃料管内燃え拡がりに関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      津地 歩、齋藤勇士、横井俊希、尾村和信、嶋田泰三、戸谷 剛、脇田督示、永田 晴紀
    • 学会等名
      第54回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 燃料微小管内を燃え拡がる火炎への雰囲気圧力の影響2016

    • 著者名/発表者名
      横井俊希、齋藤勇士、尾村和信、津地 歩、安河内裕之、添田建太郎、戸谷 剛、脇田 督司、永田 晴紀
    • 学会等名
      第54回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Verification of the Throttling Characteristics of Axial-Injection End-Burning type Hybrid Rockets2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Saito, Toshiki Yokoi, Hiroyuki Yasukochi, Kentaro Soeda, Tsuyoshi Totani, Masashi Wakita, Harunori Nagata
    • 学会等名
      67th International Astronautical Congress
    • 発表場所
      Expo Guadalajara (Guadalajara, Mexico)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verification of the Throttling Characteristics of Axial-injection End-burning Type Hybrid Rockets2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Yokoi, H. Yasukochi, K. Soeda, T. Totani, M. Wakita, H. Nagata
    • 学会等名
      67th International Astronautical Congress
    • 発表場所
      Guadalajara, Mexico
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 端面燃焼式ハイブリッドロケットの推力制御特性2016

    • 著者名/発表者名
      永田晴紀、齋藤勇士、横井俊希、嶋田泰三、安河内裕之、添田建太郎、戸谷 剛、脇田督司
    • 学会等名
      日本機械学会 2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡市)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 端面燃焼式ハイブリッドロケットの推力制御特性に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤勇士、横井俊希、安河内裕之、添田建太郎、戸谷剛、脇田督司、永田晴紀
    • 学会等名
      第60回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      函館アリーナ(函館市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Experimental and Analytical Investigation of Effect of Pressure on Regression Rate of Axial-Injection End-Burning Hybrid Rockets2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Saito, Toshiki Yokoi, Harunori Nagata, Hiroyuki Yasukochi, Kentaro Soeda, Tsuyoshi Totani, Masashi Wakita
    • 学会等名
      52nd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Propulsion and Energy Forum
    • 発表場所
      Salt Palace (Salt Lake City, UT, USA)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and Analytical Investigation for Effect of Pressure on Regression Rate of Axial-Injection End-Burning Hybrid Rockets2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Yokoi, H. Yasukochi, K. Soeda, T. Totani, M. Wakita, H. Nagata
    • 学会等名
      AIAA Joint Propulsion and Energy Forum
    • 発表場所
      Salt Lake City, Utah, USA
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 端面燃焼式ハイブリッドロケットの燃料後退速度の圧力依存性に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤勇士、横井俊希、嶋田泰三、安河内裕之、添田建太郎、戸谷剛、脇田督司、永田晴紀
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会北部支部2016年講演会ならびに 第17回再使用型宇宙推進系シンポジウムプログラム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 燃料微小管内での燃え広がり現象に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      横井俊希、齋藤勇士、脇田督司、戸谷 剛、永田 晴紀
    • 学会等名
      第53回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 端面燃焼式ハイブリッドロケットの燃料後退特性に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      横井俊希、齋藤勇士、ルーカスノイマン、脇田督司、戸谷剛、永田晴紀
    • 学会等名
      第59回 宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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