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2021 年度 実績報告書

超小型衛星用多機能推進機の実現

研究課題

研究課題/領域番号 19J21437
研究機関東京大学

研究代表者

西井 啓太  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワード宇宙推進機 / 水 / グリーンプロペラント / ハイブリッドロケット / マグネシウム / 金属燃焼 / 発光分光 / 凝縮燃焼生成物
研究実績の概要

化学エネルギーを用いた新しい推進機(本研究の根幹)を提案し,実用段階まで開発をすすめることで,小型衛星の利用の幅が広がることが期待される.前年度では,ワイヤ供給型推進機のフィージビリティ・スタディを行った.また,燃焼ガス内に存在する凝縮性酸化物の計測を行うべく,レーザー工学系及び,バンドパスフィルタを介したハイスピードカメラによる測定系を構築した.
本年度では,プレート型マグネシウムを燃焼させ,その燃焼場から発せられる自発光を観測した.自発光は分光器及びバンドパスフィルタを介した光速度カメラによって撮影され,燃焼物質の励起光と凝縮燃焼生成物の温度観測に用いられた.また,燃焼場にレーザーダイオード光を照射し,透過率を観測することで,燃焼場に存在する凝縮燃焼生成物のおおよその生成状態を確認した.
上記の結果,水の燃焼によって生成される凝縮燃焼生成物は燃料付近に非常に多く堆積した.その理由は沸点に比べて低い測定温度と表面酸化反応の進展によることが明らかにされた.また,その堆積物が生成物の拡散を阻害することで,さらに大きな堆積物へと成長することを透過光測定で明らかにした.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Combustion of Magnesium Wires with Oxygen and Water Vapor2021

    • 著者名/発表者名
      Nishii Keita、Akiyama Mariko、Koizumi Hiroyuki、Komurasaki Kimiya
    • 雑誌名

      Combustion Science and Technology

      巻: online ページ: 1~17

    • DOI

      10.1080/00102202.2021.2019241

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Measurement of 2-D Density Distribution at the Downstream of a Micronozzle of a Spacecraft Using Electron Beam Induced Fluorescence2021

    • 著者名/発表者名
      Izawa Sota、Nishii Keita、Koizumi Hiroyuki、Komurasaki Kimiya
    • 雑誌名

      JOURNAL OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES

      巻: 69 ページ: 219~228

    • DOI

      10.2322/jjsass.69.219

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-pressure-vaporization of water droplets on wall under normal and microgravity conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Nishii Keita、Hattori Akihiro、Koizumi Hiroyuki、Komurasaki Kimiya
    • 雑誌名

      Acta Astronautica

      巻: 186 ページ: 508~516

    • DOI

      10.1016/j.actaastro.2021.05.039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feasibility Study of a Hybrid Thruster using Wire-Shaped Magnesium and Water for Application to Small Spacecraft2021

    • 著者名/発表者名
      AKIYAMA Mariko、NISHII Keita、MANNAMI Yoshihito、MUROHARA Masaya、KOIZUMI Hiroyuki、KOMURASAKI Kimiya
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES

      巻: 64 ページ: 223~233

    • DOI

      10.2322/tjsass.64.223

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 超小型ハイブリッドモーターの実現に向けた水ーマグネシウム燃焼場の観測2022

    • 著者名/発表者名
      西 井啓太,小泉宏之,小紫公也
    • 学会等名
      第4回ハイブリッドロケットシンポジウム
  • [学会発表] Experimental Observation of CondensedCombustion Products during Combustion of Magnesium in Water Vapor2022

    • 著者名/発表者名
      K. Nishii, H. Koizumi, K. Komurasaki
    • 学会等名
      33rdInternational Symposium on Space Technology and Science
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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