| 研究課題/領域番号 |
22K20416
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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 |
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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 | 山口大学 (2023)
日本大学 (2022) |
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研究代表者 |
坂野 文菜 山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (40961735)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 急速熱分解 / ハイブリッドロケット / 固体燃料 / 熱分析 / イオン付着イオン化法 / スキマーインターフェースシステム / 熱分解 / 触媒 / イオン付着イオン化質量分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ハイブリッドロケット固体燃料の熱分解反応に着目した組成改善は、炭化水素系ハイブリッドロケット燃料の高性能化のために重要である。一般的な燃料表面は高温の燃料過多領域であり、燃焼を阻害する芳香族炭化水素の生成に適した環境である。本研究では、ロケット燃焼の特徴的な環境に対応した質量分析計を用いて熱分解挙動をモニタリングし、高温・高加熱速度環境で発生する熱分解ガス成分の低分子量化に向けた研究を実施する。
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| 研究成果の概要 |
本申請では、炭化水素系ハイブリッドロケット燃料の高性能化を目指し、ロケット燃焼の特徴的な環境に対応した計測技術を用いて燃料の熱分解挙動をモニタリングし、高温・高加熱速度環境で発生する熱分解ガス成分が低分子量化することを目的としている。反応活性が非常に高いと予想される熱分解ガスの変成影響を十分に抑制したリアルタイムな計測技術としてイオン付着イオン化質量分析計とスキマーインターフェースシステムの計測技術の確立を行った。熱分解ガスの低分子量化を促進させる添加触媒を検討するためにディーゼルエンジン研究で先行されているエタノールやヘプタンを使用し，添加量とその効果について熱分析装置にて評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
国内外のハイブリッドロケット研究の大部分は、試行錯誤的な経験則での燃料の試作・燃焼効率評価を進めているが、高温・急速加熱環境における相変化および熱分解プロセスを化学的な側面からアプローチする研究は存在せず、本研究が当該分野の先駆的研究となる。また、本研究は高温・急速加熱環境での現象をリアルタイムに捉えることは、高分子材料の燃焼分野で最も革新的な技術開発である。更に、高分子液体の局所熱分解特性が明らかになることで分子設計を理論的に展開できるため、カーボンニュートラル燃料や防災樹脂など高性能燃料の開発にも大きく貢献する。
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