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自動車グロープラグを用いた宇宙用小型水蒸気発生装置の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 26630447
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関大阪工業大学

研究代表者

田原 弘一  大阪工業大学, 工学部, 教授 (20207210)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードグロープラグ / ガス発生装置 / 水蒸気発生装置 / 水 / 宇宙用機器 / 電気推進機 / アークジェットスラスタ / 推進剤 / ガス発生器 / アークジェット / 宇宙環境 / 宇宙機器 / 電気推進 / 宇宙ステーション / リフレッシュ
研究成果の概要

宇宙空間や宇宙船内で使用することを想定した蒸気ガスジェネレータの開発研究を行った。その熱源には自動車業界で長年利用され実績と信頼性が高く、小型軽量、省電力で高温となる点に注目し、ディーゼルエンジンの燃料予備加熱時に使用されるグロープラグを用いた。大気中における実験から定常的に蒸気の発生を確認し、ガスジェネレータの開発に成功した。 更なる蒸気の利用方法として電気推進機の推進剤としての利用を想定したガスジェネレータの開発を行い、真空中で約30分間の蒸気の生成に成功した。各種ガスジェネレータと電気推進機アークジェットを使用して、水を推進剤とした作動を行った。最大25秒の水での作動を確認した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 10件) 学会発表 (16件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] スツットガルト大学/ミュンヘン防衛大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 韓国科学技術院(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学/ジョージワシントン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 北京航空宇宙大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Research and Development of High-Efficiency and High-Performance Electric Rocket Engines for Future Space Missions at Osaka Institute of Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Tahara, Ryota Fujita, Masato Tanaka, Kyoko Takada and Tomoyuki Ikeda
    • 雑誌名

      5th Int. Conf. on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA 2016)

      巻: 1, ID20 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance and Thermal Characteristics of Low-Power Arcjet Thrusters for Green Propellants2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fukutome, Suguru Shiraki, Katsuya Shimogaito, Hirokazu Tahara, Kyoko Takada, Yuichiro Nogawa and Ai Momozawa
    • 雑誌名

      The 2016 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology

      巻: 1, R1-3 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance and Thermal Characteristics of Low-Power Arcjet Thrusters for Water Propellant2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Nogawa and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      The 2016 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology

      巻: 1, R1-5 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance and Thermal Characteristics of Low-Power DC Arcjet Thrusters with Radiation-Cooled Anodes for Green Propellants2016

    • 著者名/発表者名
      Suguru Shiraki and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      AIAA Propulsion and Energy Forum and Exposition (Propulsion and Energy 2016)

      巻: 1, AIAA-2016-4700 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Research and Development of Low-Power Arcjet thrusters with Green Propellants of HAN and Water2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fukutome, Suguru Shiraki, Fumihiro Inoue, Katsuya Shimogaito, Takashi Nakanishi, Hirokazu Tahara, Kyoko Takada, Yuichiro Nogawa and Ai Momozawa
    • 雑誌名

      Space Propulsion 2016

      巻: 1, 3124903 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Research and Development of DC/MPD Arcjet Thrusters at Osaka Institute of Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Tahara, Masato Tanaka and Ryota Fujita
    • 雑誌名

      Proc. 23rd Annual Meeting of Institute of Applied Plasma Science (IAPS 2016)

      巻: 1 ページ: 19-20

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance and Thermal Characteristics of Low-Power DC Arcjet Thrusters with Radiation-Cooled Anodes for Low-Toxicity Propellants2016

    • 著者名/発表者名
      Suguru Shiraki, Yuki Fukutome, Fumihiro Inoue, Katsuya Shimogaito, Takashi Nakanishi, Hirokazu Tahara and Kyoko Takada
    • 雑誌名

      8th Asian Joint Conference on Propulsion and Power (AJSPP 2016), Sunport Hall Takamatsu, Kagawa, Japan, AJCPP2016-116

      巻: 1 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance and Thermal Characteristics of High-Power Hydrogen Arcjet Thrusters with Radiation-Cooled Anodes for In-Space Propulsion2015

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Inoue, Yuki Fukitome, Suguru Shiraki, Kazuma Matsumoto and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      Joint Conf.: 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe Convention Center and Portpia Hotel, Kobe, Hyogo, Japan, IEPC-2015-231/ISTS-2015-b-231

      巻: 1 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance Characteristics of Low-Power Arcjet Thruster Systems with Gas Generators for Water2015

    • 著者名/発表者名
      Suguru Shiraki, Yuki Fukutome, Fumihiro Inoue, Kazuma Matsumoto, Hirokazu Tahara, Yuichiro Nogawa and Ai Momozawa
    • 雑誌名

      Joint Conf.: 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe Convention Center and Portpia Hotel, Kobe, Hyogo, Japan, IEPC-2015-230/ISTS-2015-b-230

      巻: 1 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance Characteristics of Low-Performance Arcjet Thrusters using Low Toxicity Propellants of HAN2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fukutome, Suguru Shiraki, Kazuma Matsumoto, Fumihiro Inoue, Hirokazu Tahara, Yuichiro Nogawa and Ai Momozawa
    • 雑誌名

      Joint Conf.: 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe Convention Center and Portpia Hotel, Kobe, Hyogo, Japan, IEPC-2015-229/ISTS-2015-b-229

      巻: 1 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crew Waste Water Electric Propulsion System with Developed Arcjet Thruster2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Nogawa and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      AIAA SciTech 2015, Small Satellites - Technologies I

      巻: 1 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Performance Characteristics of Low-Power Arcjet Thrusters Using Low Toxicity Propellant2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Matsumoto, Fumihiro Inoue, Y uki Fukutome, Suguru Shiraki and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      Mock International Conference 2014, Osaka Institute of Technology

      巻: 1 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Research and Development of Direct-Current Arcjet Rocket Engines in Space Using Hydroxyl-Ammonium-Nitrate Propellant2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fukutome, Suguru Shiraki, Fumihiro Inoue, Kazuma Matsumoto, Hirokazu Tahara, Taiichi Nagata and Ideo Masuda
    • 雑誌名

      5th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2014)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Low-Temperature and High-Efficiency Material Processings Using Supersonic Plasma Jets in Thermodynamical and Chemical Nonequilibrium State2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Matsumoto, Tomoyuki Ikeda and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      Proc. Fourth Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures (ACMFMS2014)

      巻: 1 ページ: 617-618

    • NAID

      10031174057

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Performance Characteristics of Low-Power Arcjet Thrusters Using Green Propellants of HAN and Water2014

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Inoue, Akira Iwakai, Kazuma Matsumoto, Hirokazu Tahara, Taiichi Nagata, Ideo Masuda and Yuichiro Nogawa
    • 雑誌名

      AIAA Propulsion and Energy 2014

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Preliminary Study of High Power Hydrogen Electric Propulsion for the Space Exploration2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Kinefuchi, Koichi Okita, Hitoshi Kuninaka, Daisuke Nakata, Tomoya Suzuki and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      AIAA Propulsion and Energy 2014

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] グリーン推進剤を用いたアノード輻射冷却式低電力DCアークジェットスラスタの研究開発2017

    • 著者名/発表者名
      奥田和宜, 三村岳史, 下垣内勝也, 白木 優, 福留佑規, 田原弘一, 高田恭子, 桃沢 愛, 野川雄一郎, 中田大将
    • 学会等名
      第57回航空原動機・宇宙推進講演会, 1A18
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県沖縄市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 低毒性推進剤を用いた低電力DCアークジェットスラスタの性能特性2017

    • 著者名/発表者名
      三村岳史, 奥田和宜, 下垣内勝也, 高田恭子, 中田大将, 田原弘一, 桃沢 愛, 白木 優, 福留佑規, 野川雄一郎
    • 学会等名
      平成28年度宇宙輸送シンポジウム, STEP-2016-001
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 低毒性推進剤を用いたアノード輻射冷却式低電力DCアークジェットスラスタの性能特性2016

    • 著者名/発表者名
      下垣内勝也, 福留佑規, 白木 優, 奥田和宜, 三村岳史, 田原弘一, 高田恭子, 桃沢 愛, 野川雄一郎
    • 学会等名
      第60回宇宙科学技術連合講演会, 3I16
    • 発表場所
      函館アリーナ(北海道函館市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水推進剤直接利用型アークジェットスラスタ及びアークジェットスラスタ搭載小型衛星の研 究開発ステータス2016

    • 著者名/発表者名
      野川雄一郎, 田原弘一
    • 学会等名
      第60回宇宙科学技術連合講演会, 3I17
    • 発表場所
      函館アリーナ(北海道函館市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 低毒性推進剤を用いたアノード輻射冷却式低電力直流アークジェットスラスタの研究開発2016

    • 著者名/発表者名
      下垣内勝也, 井上史博, 福留佑規, 白木 優, 中西隆史, 田原弘一, 高田恭子, 桃沢 愛, 野川雄一郎
    • 学会等名
      平成27年度宇宙輸送シンポジウム, STCP-2015-001
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 月以遠有人ミッションを見越した水推進剤直接利用タイプの新型DCアークジェットスラスタ 研究開発2016

    • 著者名/発表者名
      野川雄一郎, 田原弘一
    • 学会等名
      平成27年度宇宙輸送シンポジウム, STEP-2015-043
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 低毒性推進剤を用いた輻射冷却アノード搭載低電力アークジェットスラスタの性能と熱特性2016

    • 著者名/発表者名
      白木 優, 福留佑規, 井上史博, 下垣内勝也, 中西隆史, 田原弘一, 高田恭子, 桃沢 愛, 野川雄一郎
    • 学会等名
      平成27年度宇宙輸送シンポジウム, STEP-2015-042
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 低毒性推進剤を用いた低電力アノード輻射冷却式DCアークジェットスラスタの性能特性2016

    • 著者名/発表者名
      奥田和宜, 福留佑規, 白木 優, 下垣内勝也, 三村岳史, 田原弘一, 高田恭子, 桃沢 愛, 野川雄一郎
    • 学会等名
      第53回日本航空宇宙学会 中部・関西支部合同秋期大会, A3
    • 発表場所
      名城大学 ナゴヤドーム前キャンパス(愛知県名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水直接利用改良型DCアークジェットスラスタの開発2015

    • 著者名/発表者名
      野川雄一郎, 田原弘一
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会, 2C04
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒドラジン以外の新推進剤を用いた低電力アークジェットスラスタの開発研究2015

    • 著者名/発表者名
      井上史博, 白木 優, 福留佑規, 下垣内勝也, 中西隆史, 田原弘一, 高田恭子, 野川雄一郎
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会, 2C01
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 低毒性HAN系推進剤を用いた低電力アークジェットスラスタの性能特性2015

    • 著者名/発表者名
      福留佑規, 井上史博, 白木 優, 田原弘一, 高田恭子, 桃沢 愛
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会, 2B01
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] グリーンプロペラントを用いた1-3kW アークジェットスラスタの性能評価とガスジェネレータの影響2015

    • 著者名/発表者名
      松本和真, 田原弘一
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部 第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低毒性推進剤を用いた直流アークジェットスラスタシステムの開発研究2015

    • 著者名/発表者名
      井上史博, 福留佑規, 白木 優, 松本和真, 田原弘一
    • 学会等名
      第55回航空原動機・宇宙推進講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 電力直流アークジェットスラスタにおけるHAN系推進剤を用いた性能特性及び水推進剤による作動実験2015

    • 著者名/発表者名
      井上史博, 福留佑規, 白木 優, 松本和真, 田原弘一, 野川雄一郎, 桃沢 愛
    • 学会等名
      平成26年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2015-01-15 – 2015-01-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低毒性推進剤用新型ガスジェネレータを用いた低電力アークジェットスラスタの作動実験2014

    • 著者名/発表者名
      白木 優, 福留佑規, 井上史博, 松本和真, 田原弘一, 野川雄一郎
    • 学会等名
      第51回日本航空宇宙学会 中部・関西支部合同秋期大会
    • 発表場所
      名城大学 天白キャンパス(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低毒性推進剤用新型ガスジェネレータを用いた低電力直流アークジェットスラスタの作動実験2014

    • 著者名/発表者名
      白木 優, 福留祐規, 井上史博, 松本和真, 田原弘一
    • 学会等名
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      長崎ブルックホール(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 大阪工業大学 工学部 機械工学科 宇宙推進工学研究室

    • URL

      http://www.oit.ac.jp/med/~tahara/jp/index-j.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 大阪工業大学 工学部 機械工学科・宇宙推進工学研究室

    • URL

      http://www.oit.ac.jp/med/~tahara/jp/index-j.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 宇宙推進工学研究室

    • URL

      https://www.oit.ac.jp/med/~tahara/jp/index-j.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-01-27  

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