汎用アブレータを用いたアブレータ熱防御システム評価解析手法の予測誤差定量化

• 研究課題/領域番号: 22760630
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 鈴木 俊之 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部, 研究員 (20392839)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 航空宇宙流体力学 / アブレーション熱防御システム / 航空宇宙工学 / 熱防御システム / アブレーション

研究概要

研究用の汎用アブレータを製作し耐熱特性を取得した.また熱機械物性値を取得し,評価解析モデルを開発した.更に加熱試験環境下におけるアブレータの熱解析を実施した.加熱試験データとの比較を通して評価解析手法の妥当性を確認した.本評価解析手法は,はやぶさ再突入カプセルの飛行データを非常に高い精度で再現できることが判明した.更に軽量アブレータの解析にも適用できることが判明した.

研究成果

• [雑誌論文] An Overview of JAXA's Ground Observation Activities for HAYABUSA Reentry (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Fujita, Masayuki Yamamoto, Shinsuke Abe, Yoshiaki Ishihara, Oumi Iiyama, Yoshihiro Kakinami, Ryoji Hiramatsu, Muneyoshi Furumoto, Hiroki Takayanagi, Toshiyuki Suzuki, Toshifumi Yanagisawa, Hirohisa Kurosaki, Michae Shoemaker, Masayoshi Ueda, Yasuo Shiba, Masaharu Suzuki
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: Vol.63 ページ: 961-969
  • NAID: 10029860652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study of Graphite Ablation in Nitrogen Flow, Part II : Further Numerical Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, and Takeharu Sakai
  • 雑誌名: Journal of Thermophysics and Heat Transfer 巻: Vol.24, No.3 ページ: 589-597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphite Nitridation in Lower Surface Temperature Regime (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, and Takeharu Sakai
  • 雑誌名: Journal of Thermophysics and Heat Transfer 巻: Vol.24, No.1 ページ: 212-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphite Nitridation in Lower Surface Temperature Regime (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, 他2名
  • 雑誌名: Journal of Thermophysics and Heat Transfer 巻: 24(1) ページ: 212-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study of Graphite Ablation in Nitrogen Flow, Part II : Further Numerical Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, 他2名
  • 雑誌名: Journal of Thermophysics and Heat Transfer 巻: 24(3) ページ: 589-597
  • 査読あり
• [雑誌論文]
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Kei-ichi Okuyama, Sumio Kato, and Seiji Nishio
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-Test Sample Analysis of Low Density Ablators Using Arcjet
  • 著者名/発表者名: Takeharu Sakai, Takahiro Inoue, Kei-ichi Okuyama, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Sumio Kato, and Seiji Nishio
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan
  • NAID: 130002136607
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Response Simulation of Ultra Light Weight Phenolic Carbon Ablator by the Use of the Ablation Analysis Code
  • 著者名/発表者名: Sumio Kato, Kei-ichi Okuyama, Kenta Gibo, Takuma Miyagi, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Seiji Nishio, and Teruhiro Watanabe
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan
  • NAID: 130002136689
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Response Analysis of Low-Density CFRP Ablator
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Kei-ichi Okuyama, Sumio Kato, Seiji Nishio
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan 巻: (未定)(アクセプト済)
  • NAID: 130002136975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-Test Sample Analysis of Low Density Ablators Using Arcjet
  • 著者名/発表者名: Takeharu Sakai, Takahiro Inoue, Kei-ichi Okuyama, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Sumio Kato, Seiji Nishio
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan 巻: (未定)(アクセプト済)
  • NAID: 130002136607
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Response Simulation of Ultra Light Weight Phenolic Carbon Ablator by the Use of the Ablation Analysis Code
  • 著者名/発表者名: Sumio Kato, Kei-ichi Okuyama, Kenta Gibo, Takuma Miyagi, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Seiji Nishio, Teruhiro Watanabe
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan 巻: (未定)(アクセプト済)
  • NAID: 130002136689
  • 査読あり
• [学会発表] はやぶさアブレータTPSの飛行後解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央,山田哲哉,稲谷芳文,石井信明
  • 学会等名: 平成23年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] はやぶさサンプルリターンカプセル飛行環境の再構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田和央,鈴木俊之,松山新吾,山田哲哉
  • 学会等名: 平成23年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] はやぶさアブレータTPSの飛行後解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之, 藤田和央, 山田哲哉, 稲谷芳文, 石井信明
  • 学会等名: 平成23年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所,神奈川県相模原市
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] はやぶさサンプルリターンカプセル飛行環境の再構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田和央, 鈴木俊之, 松山新吾, 山田哲哉
  • 学会等名: 平成23年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所,神奈川県相模原市
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] 次期大気突入ミッションに向けた極超音速熱空力技術開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田和央,鈴木俊之,高柳大樹,小澤宇志,水野雅仁
  • 学会等名: JAXA宇宙航空技術研究発表会
  • 発表場所: みらいCANホール,日本科学未来館
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] 次期大気突入ミッションに向けた極超音速熱空力技術開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田和央, 鈴木俊之, 高柳大樹, 小澤宇志, 水野雅仁
  • 学会等名: JAXA宇宙航空技術研究発表会
  • 発表場所: 日本科学未来館みらいCANホール
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] 軽量アブレータとゼロリセッションアブレータの耐熱性能評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,水野雅仁,青木卓哉,石田雄一,藤田和央,小笠原俊夫
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 超耐熱セラミックス表面層を有する軽量ゼロリセッションアブレータ (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木卓哉,水野雅仁,鈴木俊之,小笠原俊夫,石田雄一,藤田和央,山田哲哉
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館、愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 超軽量CFRPアブレータの高温環境における熱防御特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金田照彦,奥山圭一,加藤純郎,鈴木俊之,藤田和央,酒井武治,西尾誠二
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館、愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 超軽量CFRPアブレータの熱応答に関する数値シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 儀保健太,加藤純郎,奥山圭一,宮城拓磨,渡邉輝洋,鈴木俊之,藤田和央,酒井武治,西尾誠司
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館、愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 軽量アブレータとゼロリセッションアブレータの耐熱性能評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之, 水野雅仁, 青木卓哉, 石田雄一, 藤田和央, 小笠原俊夫
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館、愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 超耐熱ゼラミックス表面層を有する軽量セロリセッションアブレータ (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木卓哉, 水野雅仁, 鈴木俊之, 小笠原俊夫, 石田雄一, 藤田和央, 山田哲哉
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館、愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 加熱試験環境下における軽量アブレータの熱応答解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央,酒井武治,奥山圭一,加藤純郎,西尾誠司
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス1号館
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] はやぶさアブレータの後解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央,山田哲哉,稲谷芳文,石井信明
  • 学会等名: 平成23年度グローバルCOE航空宇宙流体科学サマースクール
  • 発表場所: 鳥取大学,鳥取市
  • 年月日: 2011-08-01
• [学会発表] はやぶさアブレータの後解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之, 藤田和央, 山田哲哉, 稲谷芳文, 石井信明
  • 学会等名: 平成23年度グローバルCOE航空宇宙流体科学サマースクール
  • 発表場所: 鳥取大学,鳥取市湖山町
  • 年月日: 2011-08-01
• [学会発表] Post-Flight TPS Analysis of Hayabusa Reentry Capsule (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Tetsuya Yamada, Yoshifumi Inatani, Nobuaki Ishii
  • 学会等名: 42nd AIAA Thermophysics Conference
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Numerical Reconstruction of HAYABUSA Sample Return Capsule Flight Environments (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Fujita, Toshiyui Suzuki, Tetsuya Yamada, and Shinsuke Abe
  • 学会等名: 42nd AIAA Thermophysics Conference
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Thermal Response Analysis of Low-Density CFRP Ablator (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Kei-ichi Okuyama, Sumio Kato, and Seiji Nishio
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Okinawa convention center, Okinawa
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Post-Test Sample Analysis of A Low Density Ablator Using Arcjet (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeharu Sakai, Keiichi Okuyama, Yusuke Kobayashi, Masami Tomita, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Sumio Kato, and Seiji Nishio
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Okinawa convention center, Okinawa
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Thermochemical and Thermomechanical Characteristics of an Ultra Lightweight CFRP in High-Temperature Environments (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Okuyama, Teruhiko Kanada, Sumio Kato, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai and Seiji Nishio
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Okinawa convention center, Okinawa
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Thermal Response Analysis of Low-Density CFRP Ablator (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Kei-ichi Okuyama, Sumio Kato, Seiji Nishio
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター,沖縄県宜野湾市
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Post-Test Sample Analysis of A Low Density Ablator Using Arcjet (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeharu Sakai, Keiichi Okuyama, Yusuke Kobayashi, Masami Tomita, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Sumio Kato, Seiji Nishio
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター,沖縄県宜野湾市
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Thermochemical and Thermomechanical Characteristics of an Ultra Ligh tweight CFRP in High-Temperature Environments (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Okuyama, Teruhiko Kanada, Sumio Kato, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Seiji Nishio
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター,沖縄県宜野湾市
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Current Activities for Evaluation and Prediction of Ablator TPS Performance at JAXA ARD (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Fujita, Toshiyuki Suzuki, Hiroki Takayanagi, Takashi Ozawa
  • 学会等名: 4th AF/SNL/NASA Ablation Workshop
  • 発表場所: Doubletree Hotel, Albuquerque, New Mexico
  • 年月日: 2011-03-01
• [学会発表] はやぶさ2地球帰還カプセルのTPS重量低減に関する提案 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央
  • 学会等名: 平成22年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] はやぶさ2地球帰還カプセルのTPS重量低減に関する提案 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之, 藤田和央
  • 学会等名: 平成22年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構,宇宙科学研究所
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Evaluation of Prediction Accuracy of Thermal Response of Ablator Under Arcjet Flow Conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Kei-ichi Okuyama, Sumio Kato, Seiji Nishio
  • 学会等名: 27th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency McCormick Place, Chicago, Illinois
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Post-Test Sample Analysis of Fiber Reinforced Plastic Using Arcjet (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeharu Sakai, Masami Tomita, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Ken-ichi Hirai
  • 学会等名: 27th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency McCormick Place, Chicago, Illinois
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Evaluation of Prediction Accuracy of Thermal Response of Ablator Under Arcjet Flow Condisions (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, 他5名
  • 学会等名: 10th AIAA/ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency McCormick Place, Chicago, Illinois
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Post-Test Sample Analysis of Fiber Reinforced Plastic Using Arcjet (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeharu Sakai, Masami Tomita, Toshiyuki Suzuki, 他2名
  • 学会等名: 10th AIAA/ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency McCormick Place, Chicago, Illinois
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] EFD/CFD融合技術に基づくアブレーション熱防御システム評価手法の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央,酒井武治,奥山圭一,加藤純郎,西尾誠司
  • 学会等名: 第42回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2010
  • 発表場所: 米子コンベンションセンターBiG SHiP,鳥取県
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] EFD/CFD融合技術に基づくアブレーション熱防御システム評価手法の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之, 他5名
  • 学会等名: 第42回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2010
  • 発表場所: 米子コンベンションセンターBiG SHiP
  • 年月日: 2010-06-24