熱防御材表面触媒効率計測装置の開発及び表面触媒モデルの構築

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760668
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 高柳 大樹 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 (70513422)
• 連携研究者: 藤田 和央 宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部・未踏技術研究センター, 主幹研究員 (90281584) ; 鈴木 俊之 宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部・未踏技術研究センター, 主任研究員 (20392839) ; 小澤 宇志 宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部・未踏技術研究センター, 研究員 (70567544)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 航空宇宙流体工学

研究概要

本研究では「表面触媒性」について高圧環境下で酸素原子プラズマを生成できるよう開発してきたマイクロ波型触媒性計測装置を用いて研究を行った．
まずフローリアクターを用いて酸素原子における二光子レーザー誘起蛍光法の飽和現象について検討した結果，レーザー強度を1000 J/m2 以下にして実験をする必要があることがわかった．そのため，レーザー強度を140J/m2 程度にしてマイクロ波型触媒性計測装置にレーザー誘起蛍光法を適用し，酸化SiCの触媒効率を計測した．この結果．酸化SiC触媒効率の圧力依存性が得られ，触媒効率が圧力が高くなるにつれて小さくなることがわかった．

研究成果

• [雑誌論文] Application of Two-photon Absorption Laser-Induced Fluorescence to Atomic Species in JAXA 750kW Arc Heated Wind Tunnel (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayanagi, H., Mizuno, M., Fujii, K., Sakai, T., and Fujita, K.
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences 巻: Vol. 57, No. 2, 99 ページ: 101-108
• [雑誌論文] Advanced Validation of Nonequilibrium Plasma Flow Simulation for Arc-Heated Wind Tunnels (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Y., Abe, T., Takayanagi, H., Mizuno, M., Kihara, H., and Abe, K.
  • 雑誌名: Journal of Thermophysics and Heat Transfer 巻: Vol. 28, No. 1 ページ: pp.9-17
• [雑誌論文] Translational temperature distribution measurements in high enthalpy flows by Laser-Induced Fluorescence (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayanagi, H., Kato, S., Mizuno, M., Fujii, K., Matsui, M., and Fujita, K.
  • 雑誌名: 51st AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, AIAA-2012-741, Gaylord Texan Resort and Convention Center, Texas, USA
• [雑誌論文] Experimental Study for Evaluating Pressure Dependency of Atomic Oxygen Catalytic Efficiency on TPS Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, S., Mizuno, M., Takayanagi, H., Fujita, K., Matsui, M., and Yamagiwa, Y.
  • 雑誌名: AIAA-2012-742, Gaylord Texan Resort and Convention Center, Texas, USA
• [学会発表] 圧力依存性評価のための触媒性計測装置における酸素原子発光分光計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野雅仁,野村哲史,加藤駿,高柳大樹,藤田和央
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2013
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス,東京都小金井市
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] Measurement of Surface Catalytic Efficiency Using Laser Induced Fluorescence (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato, S.
  • 学会等名: 29th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Nagoya Congress Center, Nagoya, Aichi, Japan
  • 年月日: 20130600
• [学会発表] レーザー誘起蛍光法によるアーク風洞気流温度計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高柳大樹,加藤駿,水野雅仁,藤井啓介,藤田和央,松井信,山極芳樹
  • 学会等名: 平成24年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川県相模原市
  • 年月日: 20121200
• [学会発表] 高エンタルピ風洞の高動圧化のためのCFD検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井武治,藤田和央,藤井啓介,鈴木俊之,高柳大樹
  • 学会等名: 平成24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,神奈川県相模原市
  • 年月日: 20121200
• [学会発表] マイクロ波プラズマを用いた酸素原子触媒効率計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木翔太朗,水野雅仁,高柳大樹,藤田和央,松井信,山極芳樹
  • 学会等名: 第44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2012, 2D07
  • 発表場所: 富山国際会議場,大手町フォーラム
  • 年月日: 20120700
• [備考]
  • URL: http://www.aero.jaxa.jp/research/basic/aerodynamic/entry-vehicle/