2019 年度研究成果報告書

パルス放電型反応促進機構を用いたグリーンプロペラントロケットの研究

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14875
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	山梨大学
研究代表者	青柳潤一郎山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (10453036)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	グリーンプロペラント / パルスプラズマ / 反応促進 / 電機推進機
研究成果の概要	低毒性で取扱が比較的容易なグリーンプロペラント(SHP163推進剤)の発熱反応をパルス放電で誘起して推力発生する小型ロケットを提案し、エレクトロスプレーを使った噴射装置および8 J級パルス放電型反応機構を設計、製作した。ロケット作動試験は真空チャンバ内で行った。エレクトロスプレーへの電圧印加に伴い推進薬の液滴が放出し、パルス放電が発生した。特に同軸円環型のパルス放電電極の場合、発熱反応を伴わないエタノールで得られた力積と比べて、SHP163を適用した際の力積が大きかった。したがってパルス放電によってSHP163の発熱反応を誘起し、推力が向上していると考えられ、本提案の有用性を確認できた。
自由記述の分野	宇宙工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	利用エネルギに制約がある超小型衛星において、少ない電気エネルギでグリーンプロペラントの化学反応を起こしてエネルギを取り出し、推力に利用する推進系が提供できる。パルス放電装置は簡単な構造なので、固体触媒で化学反応を起こす方法に比べて低コスト、高信頼性の推進系になると期待できる。超小型衛星にも推進系が使えるようになると、ミッションの幅を広げることができる。またグリーンプロペラントは低毒性・安定性の推進剤なので、超小型衛星の安全性にも貢献し、宇宙利用ユーザの拡大・汎用化を促進する。