汎用アブレータを用いたアブレータ熱防御システム評価解析手法の予測誤差定量化

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22760630
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 鈴木 俊之 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部, 研究員 (20392839)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 航空宇宙流体力学 / アブレーション熱防御システム

研究概要

研究用の汎用アブレータを製作し耐熱特性を取得した.また熱機械物性値を取得し,評価解析モデルを開発した.更に加熱試験環境下におけるアブレータの熱解析を実施した.加熱試験データとの比較を通して評価解析手法の妥当性を確認した.本評価解析手法は,はやぶさ再突入カプセルの飛行データを非常に高い精度で再現できることが判明した.更に軽量アブレータの解析にも適用できることが判明した.

研究成果

• [雑誌論文] Experimental Study of Graphite Ablation in Nitrogen Flow, Part II : Further Numerical Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, and Takeharu Sakai
  • 雑誌名: Journal of Thermophysics and Heat Transfer 巻: Vol.24, No.3 ページ: 589-597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphite Nitridation in Lower Surface Temperature Regime (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, and Takeharu Sakai
  • 雑誌名: Journal of Thermophysics and Heat Transfer 巻: Vol.24, No.1 ページ: 212-215
  • 査読あり
• [雑誌論文]
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Kei-ichi Okuyama, Sumio Kato, and Seiji Nishio
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-Test Sample Analysis of Low Density Ablators Using Arcjet
  • 著者名/発表者名: Takeharu Sakai, Takahiro Inoue, Kei-ichi Okuyama, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Sumio Kato, and Seiji Nishio
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Response Simulation of Ultra Light Weight Phenolic Carbon Ablator by the Use of the Ablation Analysis Code
  • 著者名/発表者名: Sumio Kato, Kei-ichi Okuyama, Kenta Gibo, Takuma Miyagi, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Seiji Nishio, and Teruhiro Watanabe
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan
  • 査読あり
• [学会発表] はやぶさアブレータTPSの飛行後解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央,山田哲哉,稲谷芳文,石井信明
  • 学会等名: 平成23年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] はやぶさサンプルリターンカプセル飛行環境の再構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田和央,鈴木俊之,松山新吾,山田哲哉
  • 学会等名: 平成23年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] 次期大気突入ミッションに向けた極超音速熱空力技術開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田和央,鈴木俊之,高柳大樹,小澤宇志,水野雅仁
  • 学会等名: JAXA宇宙航空技術研究発表会
  • 発表場所: みらいCANホール,日本科学未来館
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] 軽量アブレータとゼロリセッションアブレータの耐熱性能評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,水野雅仁,青木卓哉,石田雄一,藤田和央,小笠原俊夫
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 超耐熱セラミックス表面層を有する軽量ゼロリセッションアブレータ (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木卓哉,水野雅仁,鈴木俊之,小笠原俊夫,石田雄一,藤田和央,山田哲哉
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館、愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 超軽量CFRPアブレータの高温環境における熱防御特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金田照彦,奥山圭一,加藤純郎,鈴木俊之,藤田和央,酒井武治,西尾誠二
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館、愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 超軽量CFRPアブレータの熱応答に関する数値シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 儀保健太,加藤純郎,奥山圭一,宮城拓磨,渡邉輝洋,鈴木俊之,藤田和央,酒井武治,西尾誠司
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館、愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 加熱試験環境下における軽量アブレータの熱応答解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央,酒井武治,奥山圭一,加藤純郎,西尾誠司
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス1号館
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] はやぶさアブレータの後解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央,山田哲哉,稲谷芳文,石井信明
  • 学会等名: 平成23年度グローバルCOE航空宇宙流体科学サマースクール
  • 発表場所: 鳥取大学,鳥取市
  • 年月日: 2011-08-01
• [学会発表] Post-Flight TPS Analysis of Hayabusa Reentry Capsule (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Tetsuya Yamada, Yoshifumi Inatani, Nobuaki Ishii
  • 学会等名: 42nd AIAA Thermophysics Conference
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Numerical Reconstruction of HAYABUSA Sample Return Capsule Flight Environments (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Fujita, Toshiyui Suzuki, Tetsuya Yamada, and Shinsuke Abe
  • 学会等名: 42nd AIAA Thermophysics Conference
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Thermal Response Analysis of Low-Density CFRP Ablator (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Kei-ichi Okuyama, Sumio Kato, and Seiji Nishio
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Okinawa convention center, Okinawa
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Post-Test Sample Analysis of A Low Density Ablator Using Arcjet (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeharu Sakai, Keiichi Okuyama, Yusuke Kobayashi, Masami Tomita, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Sumio Kato, and Seiji Nishio
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Okinawa convention center, Okinawa
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Thermochemical and Thermomechanical Characteristics of an Ultra Lightweight CFRP in High-Temperature Environments (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Okuyama, Teruhiko Kanada, Sumio Kato, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai and Seiji Nishio
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Okinawa convention center, Okinawa
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Current Activities for Evaluation and Prediction of Ablator TPS Performance at JAXA ARD (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Fujita, Toshiyuki Suzuki, Hiroki Takayanagi, Takashi Ozawa
  • 学会等名: 4th AF/SNL/NASA Ablation Workshop
  • 発表場所: Doubletree Hotel, Albuquerque, New Mexico
  • 年月日: 2011-03-01
• [学会発表] はやぶさ2地球帰還カプセルのTPS重量低減に関する提案 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央
  • 学会等名: 平成22年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Evaluation of Prediction Accuracy of Thermal Response of Ablator Under Arcjet Flow Conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Takeharu Sakai, Kei-ichi Okuyama, Sumio Kato, Seiji Nishio
  • 学会等名: 27th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency McCormick Place, Chicago, Illinois
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Post-Test Sample Analysis of Fiber Reinforced Plastic Using Arcjet (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeharu Sakai, Masami Tomita, Toshiyuki Suzuki, Kazuhisa Fujita, Ken-ichi Hirai
  • 学会等名: 27th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency McCormick Place, Chicago, Illinois
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] EFD/CFD融合技術に基づくアブレーション熱防御システム評価手法の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊之,藤田和央,酒井武治,奥山圭一,加藤純郎,西尾誠司
  • 学会等名: 第42回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2010
  • 発表場所: 米子コンベンションセンターBiG SHiP,鳥取県
  • 年月日: 2010-06-24