高エンタルピー環境下の気流計測技術を用いた宇宙往還機熱防御システムの高度化

• 研究課題/領域番号: 24K01085
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分24010:航空宇宙工学関連
• 研究機関: 東京都市大学
• 研究代表者: 桃沢 愛 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (70575597)
• 研究分担者: 小林 亮太 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (30548136) ; 丸山 恵史 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (40780573) ; 田中 聖也 同志社大学, 研究開発推進機構, 助教 (40962048)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2026年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2025年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
• キーワード: 熱防御システム / 再突入環境 / アーク加熱風洞 / ジルコニウムカソード / 放電プラズマ焼結

研究開始時の研究の概要

本研究では、現在TPS研究開発の主流となっているZrB2-SiCの作製プロセス検討による最適化を行い、申請者らの開発したアーク加熱風洞を用いて他に殆ど実績のない再突入環境を模擬した環境下での酸化実験を行い(動的酸化)、TPSとしての使用限界を示すActive/Passive酸化の遷移境界を確定させることである。また、これまで未開発のTPSの軽量化に挑む。
アーク加熱風洞については、実験室レベルで動的酸化実験可能なアーク加熱風洞の高エンタルピー化を図る。また、プラズマ気流および酸化時の試料表面付近の気流測定の導入により、高速流下での酸化のメカニズムの評価を行う。