酸化剤噴流衝突場における固体燃料の燃焼機構の解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360402
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 永田 晴紀 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40281787)
• 研究分担者: 戸谷 剛 北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00301937) ; 大島 伸行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10217135)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 燃焼 / 宇宙インフラ / ロケット / 再使用型宇宙輸送機

研究概要

申請者らが開発を進めている無火薬式小型ロケット「CAMUI型ハイブリッドロケット」の特徴的な燃焼特性を実験および数値計算により明らかにし, 以下の成果を得た.
固体燃料のガス化速度を燃料形状, 酸化剤供給量, および燃焼室圧力の関数として予測する手法を確立した.
ロケットモータのスケールが燃焼特性に与える影響を解明し, 小型モータによる燃焼実験で実機モータの燃焼特性を明らかにする手法を開発した.

研究成果

• [雑誌論文] CAMUI型ハイブリッドロケットの開発-異常燃焼の発生とその克服- (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀
  • 雑誌名: 伝熱(日本伝熱学会誌) 47巻 ページ: 23-29
• [雑誌論文] バルブレス技術による小型ロケットの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀
  • 雑誌名: バルブ技報 49巻 ページ: 15-20
• [雑誌論文] 小型ハイブリッドロケット開発の狙い (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀
  • 雑誌名: エンジンテクノロジー 51巻 ページ: 29-33
• [雑誌論文] カムイロケット燃焼室における固体燃料の燃焼 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀
  • 雑誌名: 日本燃焼学会誌 49巻 ページ: 163-169
• [雑誌論文] 縦列多段衝突噴流(CAMUI)方式を用いたハイブリッドロケットの燃料後退特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤光紀、前田剛典、柿倉彰仁、金子雄大、森一大、中島卓司, 脇田督司, 植松努, 戸谷剛, 大島伸行, 永田晴紀
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会論文集 55巻 ページ: 516-526
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Challenges of Developing a Hybrid Launch System for Microsatellite Payloads Using CAMUI Hybrid Upperstages with the Rocketplane XP (2006)
  • 著者名/発表者名: C. Lauer, H. Nagata, T. Uematsu
  • 雑誌名: Proceedings of the 25th ISTS Selected Papers ページ: 821-827
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of CAMUI Hybrid Rocket to Create a Market for Small Rocket Experiments (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, M. Ito, T. Maeda, M. Watanabe, T. Uematsu, T. Totani, I. Kudo
  • 雑誌名: Acta Astronautica 59/1-5 ページ: 253-258
• [学会発表] CAMUI型ハイブリッドロケット固体燃料の燃焼速度に及ぼすスケールの影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀, 伊藤光紀, 金子雄大, 柿倉彰仁, 森一大, 植松努, 戸谷剛
  • 学会等名: 第46回燃焼シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 京都テルサ, 京都
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] 小型弾道飛行試験による宇宙工学研究の新展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀, 植松努, 伊藤献一
  • 学会等名: 第46回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 淡路夢舞台, 淡路
  • 年月日: 2008-11-06
• [学会発表] 超音波パルス反射法を用いたハイブリッドロケット燃料の後退履歴の取得 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子雄大, 伊藤光紀, 植嶋健太, 戸谷剛, 永田晴紀
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 横浜国立大学, 横浜
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] CAMUIハイブリッドロケットの性能履歴予測モデルを用いた燃料グレイン設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 植嶋健太, 伊藤光紀, 柿倉彰仁, 金子雄大, 森一大, 飯島直純, 室井典和, 植松努, 戸谷剛, 永田晴紀
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] Development of 90 kgf Class CAMUI Hybrid Rocket (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, T. Uematsu, M. Ito, A. Kakikura, Y. Kaneko
  • 学会等名: Proceedings of the 26th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: アクトシティ浜松, 浜松
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] Fuel Regression Rate Behavior of CAMUI Hybrid Rocket (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kaneko, M. Itoh, A. Kakikura, K. Mori, K. Uejima, T. Nakashima, M. Wakita, T. Totani, N. Oshima, and H. Nagata
  • 学会等名: Proceedings of the 26th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: アクトシティ浜松, 浜松
  • 年月日: 2008-06-05
• [学会発表] 250kgf級CAMUI型ハイブリッドロケットの推力・比推力特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀, 柿倉彰仁, 伊藤光紀, 森一大, 金子雄大, 上嶋健太, 室井典和, 植松努
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会第39期通常総会及び講演会
  • 発表場所: AXA調布航空宇宙センター, 調布
  • 年月日: 2008-04-04
• [学会発表] CAMUI型ハイブリッドロケット技術 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会第39期通常総会及び講演会, 第17回学会賞受賞講演(技術賞)
  • 発表場所: JAXA調布航空宇宙センター, 調布
  • 年月日: 2008-04-03
• [学会発表] Development and Flight Test of 250kgf-class CAMUI Hybrid Rocket (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, T. Uematsu, M. Ito, A. Kakikura, Y. Kaneko, K. Mori, T. Totani
  • 学会等名: Proceedings of 2007 JSASS-KSAS Joint International Symposium on Aerospace Engineering
  • 発表場所: 福岡国際会議場, 福岡
  • 年月日: 2007-10-11
• [学会発表] 推力250kgf級CAMUI型ハイブリッドロケットの燃焼特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀, 植松努, 伊藤光紀, 柿倉彰仁, 金子雄大, 森一大, 戸谷剛
  • 学会等名: 第45回燃焼シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 仙台国際センター, 仙台
  • 年月日: 2007-10-01
• [学会発表] 超音波パルス反射法を用いたハイブリッドロケット燃料後退履歴の取得に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 金子雄大, 伊藤光紀, 柿倉彰仁, 森一大, 植嶋健太, 戸谷剛, 永田晴紀
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 関西大学, 大阪
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] CAMUI方式ハイブリッドロケットの燃料後退特性に及ぼすスケール効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤光紀, 前田剛典, 柿倉彰仁, 金子雄大, 森一大, 植松努, 戸谷 剛, 永田晴紀
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 関西大学, 大阪
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] Combustion of Solid Fuels in Unconventional Hybrid Rocket Motors (2007)
  • 著者名/発表者名: Harunori Nagata, Nozomu Hashimoto, Mitsunori Ito
  • 学会等名: The 18th International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Korea Advanced Institute of Science and Technology(KAIST), Daejeon, KOREA(招待講演)
  • 年月日: 2007-08-27
• [学会発表] CAMUIロケット開発の現状とその将来構想 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤献一, 永田晴紀, 植松努, Charles Lauer
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会第38期年会講演会
  • 発表場所: 調布航空宇宙センター, 調布
  • 年月日: 2007-04-05
• [学会発表] CAMUI型ハイブリッドロケットによる小型宇宙産業の創出 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会北部支部20周年記念講演会ならびに第8回再使用型宇宙推進系シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 仙台国際会議場, 仙台(招待講演)
  • 年月日: 2007-03-08
• [学会発表] CAMUI方式を用いた推力400kgf級サウンディングロケットの研究開発 (2006)
  • 著者名/発表者名: 前田剛典, 伊藤光紀, 柿倉彰仁, 難波江亮, 永田晴紀, 戸谷剛, 工藤勲, 植松努
  • 学会等名: 日本機械学会2006年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 熊本大学, 熊本
  • 年月日: 2006-09-21
• [学会発表] CAMUI型ハイブリッドロケットにおける燃料後退速度に及ぼす局所O/Fの影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 植嶋健太, 金子雄大, 室井典和, 飯島直純, 和久宏之, 萩原俊輔, 脇田督司, 戸谷剛, 永田晴紀
  • 学会等名: 宇宙輸送シンポジウム, JAXA宇宙科学研究本部
  • 発表場所: 相模原
  • 年月日: 2006-01-19
• [産業財産権] バルブレス液体供給装置 (2007)
  • 発明者名: 永田晴紀, 金子雄大
  • 権利者名: 国立大学法人北海道大学
  • 産業財産権番号: 公開特許公報(A), 特許公開2008-240643
  • 出願年月日: 2007-03-27