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2020 年度 実績報告書

傾斜機能型アブレーション熱防御システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04567
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

鈴木 俊之  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任研究開発員 (20392839)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード傾斜機能型材料 / アブレータ
研究実績の概要

フェノール樹脂を用いた傾斜機能型アブレータについて,乾燥工程の改良を行うことで樹脂の含浸ムラを抑制し,加熱試験中の層間剥離の低減につなげることが出来た.乾燥工程の改良においては,溶媒に溶かし込んだフェノール樹脂の脱泡に時間をかけることによってプリプレグの安定化を図った.また歩留まりを犠牲にすることによってより安定したプリプレグを使用することを目指した.
乾燥工程を改良して製作したアブレータについて,X線CT撮影を行ったところ,昨年度試作した傾斜機能型アブレータに比べて樹脂の含浸ムラが抑制されていることが判明した.一方でアーク加熱風洞において加熱試験を実施したところ,昨年度の加熱試験に比べて層間剥離が低減されていることを確認した.残念ながら完全に層間剥離を防ぐには至っていないが,乾燥工程の改良は一定の効果があったと考えられる.
フェノール樹脂を用いた傾斜機能型アブレータについて,完全に層間剥離を抑制できていない原因として,ポリイミド樹脂に比べて炭化後の残炭率が小さいことが挙げられる.フェノール樹脂は炭化後の残炭が少ないため,加熱後の層間の強度がポリイミドに比べて弱く,層間が剥離すると考えられる.また乾燥工程中はプリプレグの片面を上方に向けているため,プリプレグの上面は樹脂が少なくなる傾向があるように思われる.このため,乾燥工程中にプリプレグを何度かひっくり返すなど対応を行うことで樹脂の含浸ムラを低減できる可能性がある.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Study of Ablative Thermal Protection System with Density Gradient2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki SUZUKI, Yuki KUBOTA, Yuichi ISHIDA, Takuya AOKI, Kazuhisa FUJITA, Kazuhiko YAMADA, Kenichi HIRAI
    • 雑誌名

      Trans. JSASS Aerospace Tech. Japan

      巻: Vol. 19, No. 1 ページ: 116-122

    • DOI

      10.2322/tastj.19.116

    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of Mechanical Properties of Ablators for Re-entry Capsule by Interlaminar Strength Test2021

    • 著者名/発表者名
      Samo Ryota, Suzuki Toshiyuki, Kubota Yuki, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      3rd International Conference on Surface and Interface Fabrication Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] アブレータの熱膨張を考慮した熱伝導解析モデルの構築2020

    • 著者名/発表者名
      小河広明,鈴木俊之,久保田勇希,梅津信二郎
    • 学会等名
      第64回宇宙科学技術連合講演会
  • [学会発表] アーク風加熱風洞試験におけるアブレータの膨張量評価2020

    • 著者名/発表者名
      築山智宏, 佐茂亮太, 梅津信二郎, 鈴木俊之
    • 学会等名
      令和2年度 宇宙航行の力学シンポジウム
  • [学会発表] アブレータの熱膨張を考慮した熱伝導解析モデルの構築2020

    • 著者名/発表者名
      小河広明, 鈴木俊之, 久保田勇希, 梅津信二郎
    • 学会等名
      令和2年度 宇宙航行の力学シンポジウム

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公開日: 2021-12-27  

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