| 研究課題/領域番号 |
19K21064
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| 補助金の研究課題番号 |
18H05883 (2018)
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 (2019)
補助金 (2018) |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
齋藤 勇士 東北大学, 工学研究科, 助教 (50828788)
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| 研究期間 (年度) |
2018-08-24 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018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 | 超小型衛星 / ハイブリッドロケット / 金属燃焼 / 航空宇宙工学 / テルミット反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，金属／水を用いたハイブリッド超小型衛星用スラスタの宇宙作動実証を目指し，金属／水―反応系の燃焼機構の解明を行う．超小型衛星の多機能化および深宇宙探査には，推進機がますます不可欠な存在となる．そのため，高度なミッションには多様な推進能力が求められる．その中で，無毒で安全かつ高速マヌーバを実現する大推力推進機として，金属／水ハイブリッドスラスタが提案されている．先行研究では調査されてこなかった低圧下および非粉体金属燃料での本反応を利用したスラスタ研究を実施し，金属／水を用いたハイブリッド超小型衛星用スラスタの実現を目指す．
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| 研究成果の概要 |
非粉体である塊状金属と水反応は，無毒で安全かつデブリ回避・軌道投入に必要な高速マヌーバを実現する大推力推進機として注目されている．本研究は，超小型衛星用スラスタの宇宙作動実証を目指し塊状金属／水―燃焼機構の解明を行うことを目標として研究を進めた．
塊状金属をロケット燃焼器内部で溶融させ水を共有させる本研究独自の手法を構築し，複数回の燃焼実験を行った．ノズルから溶融したアルミニウムを確認した後，水を供給したが，アルミニウムと水の反応を確認することはできなかった．これはアルミニウムの高い熱伝導率によってアルミニウムを効率的に加熱することができないためである．塊状金属／水反応の難しさが明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非粉体である塊状金属と水反応は，無毒で安全かつデブリ回避・軌道投入に必要な高速マヌーバを実現する大推力推進機として注目されている．本研究は，超小型衛星用スラスタの宇宙作動実証を目指し塊状金属／水―燃焼機構の解明を行うことを目標として研究を進めた．
塊状金属をロケット燃焼器内部で溶融させ水を共有させる本研究独自の手法を構築し，複数回の燃焼実験を行った．ノズルから溶融したアルミニウムを確認した後，水を供給したが，アルミニウムと水の反応を確認することはできなかった．これはアルミニウムの高い熱伝導率によってアルミニウムを効率的に加熱することができないためである．塊状金属／水反応の難しさが明らかになった．
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