| 研究課題/領域番号 |
25560086
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| 研究機関 | 埼玉工業大学 |
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研究代表者 |
石原 敦 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (50245247)
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| 研究分担者 |
中原 真也 愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (20315112)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ハイブリッドロケット / 教材 / ペットボトル / モデルロケット |
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| 研究実績の概要 |
2年目となる平成２６年度は、簡便で安全なペットボトルを用いた教材用小型ハイブリッド・ロケットシステムを構築するために、次のことを明らかにした。
本年度は、ロケットの性能に影響を与えることが知られるスロートノズル径、燃料長さ及び内径、酸素タンク圧力などが総推力に与える影響について検討した。ここでは、昨年度製作した、１Lのペットボトルを模擬した鋼鉄製酸素タンクを有し、燃料には外形２０mmのポリエチレン樹脂の丸棒を使用した、燃焼試験用ハイブリッド・ロケット燃焼装置を用いた。その結果、ノズル径を7mmから6mmへと小さく、燃料長さを100mmから200mmへと長く、酸素タンク圧を0.5MPaから0.6MPaへと高くすると、総推力が増大するする傾向にあることがわかった。なお、燃料内径については、10と12mm程度では総推力への明確な差異は観察されなかった。
一方、平行して点火装置についても検討した。点火装置にニクロム線を使用し赤熱させ酸素チューブの溶断により燃焼を開始しているが、ニクロム線の線径や長さおよび印加電圧が点火に与える影響について検討した。
また、選定したペットボトルを酸素タンクとして使用したハイブリッド・ロケットを試作した。さらに、試作ロケットにより模擬打上燃焼試験を行い、ハイブリッド燃焼により飛翔可能であることを確認した。
さらに、高等専門学校から愛媛大学へインターシップにきた生徒や松山市が主催する「おもしろ理科教室」に参加した中学生を対象とし、提案するペットボトル・ハイブリッド・ロケットが教材用として有用か検討を試みた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
「研究実績の概要」で述べたように、当初の計画のとおり、酸素の充填圧やオリフィス径、燃料の材料や形状、およびノズル径等の影響の検証、また安全な点火システムの検証を行った。さらに、ペットボトルを酸化剤タンクとして使用したハイブリッド・ロケットの試作を行い、飛翔可能なことを確認した。
またさらに、当初計画していなかった中学や高専の生徒を対象とし、提案するペットボトル・ハイブリッド・ロケットの教材としての検証ができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年となる平成２７年度は、教材用ハイブリッド・ロケットとしてさらに適切な、ペットボトルへの酸素の充填圧や燃焼室の構造、さらに安全な点火システムの確立を目指す。
これら実験結果を基に、ペットボトルを酸化剤タンクとして使用したハイブリッド・ロケットの開発を試み、安全に作動するかに着目し、飛翔試験を実施する。
また、中学校等の教諭と連携を図り、提案するロケットの教材としての問題点を抽出し、安全な教材用としてのペットボトル・ハイブリッド・ロケットを提案する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
他業務の都合により、打ち合わせのための出張を、次年度に延期したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本研究を推進するために有意義に使用させて頂きます。適切な時期に、打ち合わせのための出張を行う。
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