| 研究課題/領域番号 |
22K14422
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
川崎 央 静岡大学, 工学部, 准教授 (20802242)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | デトネーション / デトネーションエンジン / 回転デトネーションエンジン / 往復デトネーションエンジン / ロケットエンジン / 化学推進 / 小型推進系 / 宇宙推進 / 小型推進機 / 燃焼 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
小型の人工衛星を軌道間輸送する技術の確立は、小型宇宙システムの応用範囲を広げる上で重要である。本研究では、小型の軌道間輸送システムに適合的な小推力ロケットエンジンの実現のため、デトネーション燃焼の利用による2液式エンジンの小型化を志向する。これまで、デトネーション研究の主流は気相燃焼に対するものであったが、宇宙推進機に適用する場合には貯蔵効率の良い液体推進剤を取り扱えるメリットは大きく、従って、デトネーション燃焼の適用によりロケットエンジン中の燃焼過程はどのようなものになるのか、という問いについて検討を行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、小型の軌道間輸送システムに適合的な小推力化学ロケットエンジンの実現のため、デトネーション燃焼の利用による2元推進剤式ロケットエンジンの小型化を志向している。デトネーションエンジンにおいては、理想的なデトネーション波の大きな衝撃波Mach数に起因して得られる全圧上昇が潜在的メリットとして期待されているものの、推進剤混合の非一様性や推進剤充填の非一様性をはじめとする、実在の燃焼器内の種々の非理想性に起因して、実際には現在までのところ、この潜在的メリットが現実のものとなっていない。そこで、小型ロケットエンジン中の燃焼過程がデトネーション燃焼の適用によりどのようなものとなるのか詳細な検討を行うことを目指している。
本年度は、主として、小型のデトネーションエンジンに適合的で、かつ、実際のデトネーションエンジンにおける燃料・酸化剤混合の非理想性を小型エンジンにおいても低減できる可能性のある予混合型デトネーションエンジンを設計、製作した。本供試体は、いわゆる反射往復型の連続作動デトネーションエンジンであり、燃焼器内部の可視化が容易である。また、従来の類似のエンジンと比べて、デトネーション波の伝播方向の寸法を大きく取っており、壁面でのデトネーション波の反射の影響を低減した内部可視化が可能となっている。また、これと並行して、既存の反射往復型の連続作動デトネーションエンジンにて、インジェクタースケールとデトネーションセルサイズの比率を変化させて、デトネーション波の伝播挙動の観測実験を行なった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度において所属の異動があったが、新たな供試体の設計、製作を完了したこと、新たな実験設備の整備を完了したことに加えて、新たな実験体制の構築を完了し、反射往復型のデトネーションエンジンを用いて、衝撃波の伝播挙動および燃焼挙動の関連を検討する基礎実験に着手できたことから、総合的に判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
申請時計画に基づき、デトネーションエンジン内の燃焼過程について検討を行う。
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