| 研究課題/領域番号 |
19K04832
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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24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
脇田 督司 北海道大学, 工学研究院, 助教 (80451441)
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| 研究分担者 |
永田 晴紀 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40281787)
添田 建太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (30795050)
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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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | ハイブリッドロケット / 端面燃焼 / 液体酸化剤 / 固体燃焼 / 拡散火炎 / 推進 / 3Dプリンタ / 端面燃焼式ハイブリッドロケット / 液体酸素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、高い燃焼効率、優れたスロットリング特性、固体ロケットをも凌ぐ燃焼速度等の多くの利点を有し，H27-28年度の挑戦的萌芽研究において本提案者らによって初めて実証された「端面燃焼式ハイブリッドロケット」を実用化する事を目指して、
・気体酸素ではなく液体酸素を直接供給した場合の基礎燃焼特性を解明する。
・燃料のガス化速度を液体酸素流量および雰囲気圧力の関数として取得する。
・ロケットとして成立する設計点を見出し、小型モータにより性能を実証する
ことを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では「端面燃焼式ハイブリッドロケット」を実用化する事を目指して、気体酸素ではなく液体酸素を酸化剤として用いた場合の基礎燃焼特性を明らかにした。また、液体酸素の冷却にも耐えうる靭性の高い３Ｄ造形された単ポート燃料およびマルチポート燃料を用いて燃焼実験を行い、液体酸素供給でも端面燃焼が成立することを確認した。さらに火炎伝播速度のポート径依存性や圧力依存性などの燃焼特性を確認し、端面燃焼式ハイブリッドロケットの成立性を検討するために必要な知見を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、これまで気体酸化剤でしか得られていなかった端面燃焼が液体酸化剤（液体酸素）においても確認され、端面燃焼式ハイブリッドロケットが液体酸素でも成立することが確認された。また液体酸素を用いた場合の端面燃焼における基礎燃焼特性の解明や燃焼モデルに基づく関係式の導出により、高い燃焼効率、優れたスロットリング特性、固体ロケットをも凌ぐ燃焼速度等の多くの利点を有する本方式の実用化に向けて必要不可欠な知見を得ることができた。
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