| 研究課題/領域番号 |
21K18779
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
杵淵 紀世志 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90648502)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| キーワード | 極低温流体 / 気液二相流 / 再突入 / 宇宙輸送 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，完全再使用宇宙輸送機の主要課題である再突入時の熱防護に関し，従来の耐熱材料に替えて推進剤として搭載される極低温の液体水素等を用いた流体冷却を提案する．高い冷却効率が期待される内部濡れ面積の大きなマイクロ流路を採用するが，微細流路により表面張力が卓越し，蒸気膜成長により冷却効率が低下する．そこで液体ジェットを加熱面へ衝突させ，蒸気膜の除去を促す方式を発案した．基礎実験を通し，We数に基づく蒸気膜除去の条件を見出した．これを基に実際を模擬した供試体を金属積層造形にて製作し，液体窒素を用いた冷却実験を行った．疑多孔質と比較し，提案するマイクロジェットは冷却時間が半減することを確認した．
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| 自由記述の分野 |
航空宇宙工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の多孔質材に対する提案するマイクロジェット方式の優位性の実証を通し，未だ実現されていない宇宙輸送機の「完全」再使用への貢献の可能性を示すことができた．また，ロケットエンジン等の過酷な熱流束に曝される機器の熱防護にも応用できる．例えばタービン翼の冷却等に採用することにより，発電効率の向上，脱炭素への貢献も期待される．
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