CAMUI型ハイブリッドロケット燃料グレイン最適形状設計手法の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360410
• 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・工学研究院, 教授 (40281787)
• 研究分担者: 戸谷 剛 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (00301937) ; 脇田 督司 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (80451441)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 燃焼 / ハイブリッドロケット / 衝突噴流熱伝達 / スケール効果

研究概要

申請者らが開発を進めているCAMUI型ハイブリッドロケットの燃料形状を最適に設計するための手法の構築を目指して,以下の成果を得た.1)数回の燃焼実験で全ての燃料ブロックの後退速度式を局所当量比の関数として得る手法を確立した.2)最上流前端面の燃焼特性を基礎燃焼実験により再現することに成功した.3)遺伝的アルゴリズムにより,最適燃料形状を探索する手法を開発し,目標とする最適解の探索に成功した.

研究成果

• [雑誌論文] Transactions of the Japanese Society for Artificial Intelligence (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata , T. Uematsu, K. Ito
  • 雑誌名: Aerospace Technology Japan 巻: Volume 10 ページ: To_1_1-To_1_5
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuoka, H. Nagata
  • 雑誌名: Acta Astronautica 巻: Vol.68 ページ: 197-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: 野原正寛, 金子雄大, 萩原俊輔, 永田晴紀
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: Vol.77, No.777 ページ: 1249-1258
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀
  • 雑誌名: 自動車技術 巻: Vol.65, No.10 ページ: 56-61
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kaneko, K. Kishida, N. Oshima, T. Nakashima, M. Wakita, T. Totani, H. Nagata
  • 雑誌名: Journal of Space Engineering 巻: Vol.3, No.1 ページ: 52-65
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: 岸田耕一, 金子雄大, 大島伸行, 永田晴紀
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集,B編 巻: 第76巻,第765号 ページ: 789-794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transactions of the Japanese Society for Aeronautical and Space Sciences (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata , T. Uematsu, M. Ito, A. Kakikura, Y. Kaneko, K. Mori, N. Murai, T. Sato, R. Mitsuhashi, T. Totani
  • 雑誌名: Space Technology Japan 巻: Vol.7, No.ists26 ページ: Tu_1-Tu_5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transactions of the Japanese Society for Aeronautical and Space Sciences (2009)
  • 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, H. Nagata
  • 雑誌名: Space Technology Japan 巻: Vol.7, No.ists26 ページ: Pa_77-Pa_80
  • 査読あり
• [学会発表] CAMUI型固体燃料前端面燃料後退速度式にレイノルズ数および流路形状の与える影響」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井竜一朗,石山達也,出雲弘一,野原正寛脇田督司,戸谷剛,永田晴紀
  • 学会等名: 平成23年度宇宙輸送シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: STCP
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Effect of Reynolds Number on Regression Characteristics around Jet Stagnation Region (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, S. Hagiwara, M. Nohara, M. Wakita, T. Totani
  • 学会等名: Proceedings of Eighth International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20111109-11
• [学会発表] 酸化剤噴流淀み点近傍におけるポリエチレン燃料の後退特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀,金子雄大,脇田督司,戸谷剛
  • 学会等名: 第49回燃焼シンポジウム講演論文集
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 推力900N級CAMUI型ハイブリッドロケットによる打上げ・海上回収実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀,前田祐義,鈴木恭兵,五十地輝,安中俊彦,稲石卓也,清尾陽平,植松努
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会講演論文集
  • 発表場所: JSASS
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Optimal Fuel Grain Design Method for CAMUI Type Hybrid Rocket (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata , S. Hagiwara, M. Nohara, M. Wakita, T. Totani
  • 学会等名: 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, San Diego
  • 発表場所: CL
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] CAMUI型固体燃料後退速度式の導出方法に関する検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野原正寛,萩原俊輔,金子雄大,出雲弘一,脇田督司,戸谷剛,永田晴紀
  • 学会等名: 2011年度年次大会
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] CAMUI Type Hybrid Rocket as Small Scale Ballistic Flight Testbed (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, T. Uematsu, K. Ito
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Recent research activities on hybrid rocket in Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: H. NAGATA
  • 学会等名: Proceedings of the 2011 KSPE Spring Conference
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] CAMUI型ハイブリッドロケットの燃料後退特性に及ぼすレイノルズ数の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀,萩原俊輔,野原正寛,脇田督司,戸谷剛,植松努
  • 学会等名: 平成22年度宇宙輸送シンポジウム講演論文集
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Development of 5000 N Thrust Class CAMUI Type Hybrid Rocket (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, M. Wakita, T. Totani, T. Uematsu
  • 学会等名: Proceedings of Sixth International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20101101-03
• [学会発表] CAMUI Type Hybrid Rocket as Non-Toxic Propellant Sounding Rocket (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata
  • 学会等名: IAA 50th Anniversary Celebration Symposium on Global Climate Change What Can We Do for Our Mother Earth?
  • 発表場所: Nagoya, Japan.
  • 年月日: 20100830-31
• [学会発表] CAMUI型ハイブリッドロケット燃料の後退速度に及ぼす圧力の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀,金子雄大,萩原俊輔,伊藤光紀,脇田督司,戸谷剛
  • 学会等名: 第54回宇宙科学技術連合講演会
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Development of 2500 N Class CAMUI Type Hybrid Rocket for Winged Flight Experiments (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata , M. Wakita, T. Totani, T. Uematsu, K. Yonemoto
  • 学会等名: 61st International Astronautical Congress
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Regression Progress of Fuel Grain in CAMUI Type Hybrid Rocket Motor (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, A. Kakikura, M. Ito, Y. Kaneko, K. Mori, K. Ueshima, T. Uematsu, T. Totani
  • 学会等名: International Space Conference of Pacific-basin Societies (ISCOPS), Montreal
  • 発表場所: Quebec, Canada
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Development of Regression Formulas for CAMUI Type Hybrid Rockets as Functions of Local O/F (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, S. Hagiwara, Y. Kaneko, M. Wakita, T. Totani, T. Uematsu
  • 学会等名: 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit
  • 発表場所: Nashville, TN
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] CAMUI型固体燃料の燃料後退予測式取得方法に関する検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 萩原俊輔,金子雄大,野原正寛,永田晴紀,戸谷剛,脇田督司
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会講演論文集
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 小型CAMUI式ハイブリッドロケットの開発と運用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹腰卓博,佐藤峻哉,田村正佳,萩原俊輔,松岡常吉,脇田督司,戸谷剛,永田晴紀,植松努
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会講演論文集
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 無火薬式小型ロケットによる宇宙工学研究プロジェクトのロバスト化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀
  • 学会等名: 日本材料学会第59期学術講演会講演論文集
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 小型有翼ロケット実験機用2500N級CAMUI型ハイブリッドロケットの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田晴紀,脇田督司,戸谷剛,植松努,米本浩一
  • 学会等名: 平成21年度宇宙輸送シンポジウム講演論文集
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Effect of Local O/F on Regression Rate of Solid Fuels in CAMUI Hybrid Rocket Motor (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, K. Uejima, S. Hagiwara, M. Wakita, T. Totani, T. Uematsu
  • 学会等名: Proceedings of Sixth International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20091104-06
• [学会発表] Scale Effect on the Solid Fuel Regression in CAMUI Hybrid Rocket Motor (2009)
  • 著者名/発表者名: H. NAGATA
  • 学会等名: Sixth International Symposium on Scale Modeling (ISSM-6)
  • 発表場所: Kauai, Hawaii
  • 年月日: 20090913-16
• [学会発表] ライデンフロスト温度以下に冷却された固体燃料の燃焼特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 飯島直純,金子雄大,脇田督司,戸谷剛,永田晴紀
  • 学会等名: 第47回燃焼シンポジウム講演論文集
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] CAMUI型ハイブリッドロケット燃焼室内部の数値解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岸田耕一,金子雄大,大島伸行,永田晴紀
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会講演論文集
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] Numerical Study of CAMUI-Type Hybrid Rocket Combustor (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kishida, Y. Kaneko, N. Oshima, H. Nagata
  • 学会等名: 45th AIAA/ASME/SAE/ ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, Denver
  • 発表場所: Colorado
  • 年月日: 20090000