| 研究課題/領域番号 |
19K04247
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
菅野 望 名城大学, 理工学部, 准教授 (40529046)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 燃焼 / 詳細反応モデル / 含窒素化合物 / 推進剤 / 反応素過程 / 推進薬 / 宇宙機推進薬 / 着火・燃焼 / ヒドラジン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人工衛星や宇宙機の軌道修正・姿勢制御用スラスタの推進剤として，ヒドラジンと非対称ジメチルヒドラジンンの混合燃料と四酸化二窒素（酸化剤）の組合せを想定し，燃料混合比による着火・燃焼特性の変化を予測・説明可能な詳細反応モデルの開発，着火・燃焼特性の混合比依存の解明，及び最適な燃料混合比の提案を行う．詳細反応モデルの構築における素反応パラメータの推定には，量子化学計算や統計力学計算を用いる．構築した詳細反応モデルに対する反応解析により，燃料混合比により着火特性が非線形に変化する要因を解明する．
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| 研究成果の概要 |
宇宙機スラスター推進薬として利用されているヒドラジン誘導体混合燃料/四酸化二窒素推進剤の自己着火・燃焼特性の解明を目的として，量子化学，統計力学計算に基づく詳細反応モデルの構築と反応解析を行った．エアロジンとして使用実績のあるヒドラジン/非対称ジメチルヒドラジン混合燃料の O2 を酸化剤とした着火遅れ時間は，単体燃料からの直線内挿予測よりも短く，着火誘導期における NH を介した連鎖反応の相互干渉により説明可能であることが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により，ヒドラジン誘導体混合燃料の燃焼に関する詳細反応モデルが構築された．この反応モデルは，非対称ジメチルヒドラジンの酸素燃焼反応の高温着火遅れ時間の既往の実験計測値を良く再現し，混合燃料の着火特性の混合比依存の予測が可能であることが確認された。本モデルを使用することにより，ヒドラジン誘導体混合燃料を推進剤としたスラスター設計，開発の効率化が期待される。
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