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2014 年度 実施状況報告書

自動車グロープラグを用いた宇宙用小型水蒸気発生装置の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 26630447
研究機関大阪工業大学

研究代表者

田原 弘一  大阪工業大学, 工学部, 教授 (20207210)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード宇宙環境 / 宇宙機器 / 水蒸気発生装置 / グロープラグ / 推進剤 / 電気推進 / 宇宙ステーション / リフレッシュ
研究実績の概要

グロープラグを用いた小型水蒸気発生装置の試作とその基礎性能特性を取得した。
1.グロープラグを用いた実験用小型水蒸気発生装置を設計・試作した。内部の構造、グロープラグの本数、グロープラグ電気入力、水流量、蒸気出口面積、出口圧力を変化させ、それらの関係を調べた。
2.得られた小型水蒸気発生装置の特性、内部物理現象を仮定しモデル化し、現象の解明と水蒸気発生装置の性能を予測できる数値計算コードを開発した。
3.開発した数値計算コードを用いて、小型水蒸気発生装置内部の物理現象を解明、性能予測を行い、それらの計算結果と実験結果を比較検討し、実用器設計指針が得られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

グロープラグを用いた小型水蒸気発生装置の試作とその基礎性能特性の取得がほぼ完了し、予定通り研究が進んでいる。

今後の研究の推進方策

小型水蒸気発生装置の実用器システムの設計・製作と宇宙での性能予測を行う。
1.平成26年度の結果をもとに、小型水蒸気発生装置の実用器システムを設計・製作する。設計には宇宙環境(無重力、作動圧力範囲)を十分考慮する。
2.制作した小型水蒸気発生装置の実用器をこれまで通り地上の実験室にて作動させ、宇宙環境使用の設計ではあるが、十分なデータを取得し、重力を考慮した数値計算の結果と比較検討する。ここで、定性的定量的な一致が見られた場合、数値計算で予想される、宇宙環境下での作動特性もほぼ一致すると考える。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Crew Waste Water Electric Propulsion System with Developed Arcjet Thruster2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Nogawa and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      AIAA SciTech 2015, Small Satellites - Technologies I

      巻: 1 ページ: 1-10

  • [雑誌論文] Performance Characteristics of Low-Power Arcjet Thrusters Using Low Toxicity Propellant2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Matsumoto, Fumihiro Inoue, Y uki Fukutome, Suguru Shiraki and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      Mock International Conference 2014, Osaka Institute of Technology

      巻: 1 ページ: 1

  • [雑誌論文] Research and Development of Direct-Current Arcjet Rocket Engines in Space Using Hydroxyl-Ammonium-Nitrate Propellant2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fukutome, Suguru Shiraki, Fumihiro Inoue, Kazuma Matsumoto, Hirokazu Tahara, Taiichi Nagata and Ideo Masuda
    • 雑誌名

      5th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2014)

      巻: 1 ページ: 1-6

  • [雑誌論文] Low-Temperature and High-Efficiency Material Processings Using Supersonic Plasma Jets in Thermodynamical and Chemical Nonequilibrium State2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Matsumoto, Tomoyuki Ikeda and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      Proc. Fourth Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures (ACMFMS2014)

      巻: 1 ページ: 617-618

  • [雑誌論文] Performance Characteristics of Low-Power Arcjet Thrusters Using Green Propellants of HAN and Water2014

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Inoue, Akira Iwakai, Kazuma Matsumoto, Hirokazu Tahara, Taiichi Nagata, Ideo Masuda and Yuichiro Nogawa
    • 雑誌名

      AIAA Propulsion and Energy 2014

      巻: 1 ページ: AIAA-2014-3506

  • [雑誌論文] Preliminary Study of High Power Hydrogen Electric Propulsion for the Space Exploration2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Kinefuchi, Koichi Okita, Hitoshi Kuninaka, Daisuke Nakata, Tomoya Suzuki and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      AIAA Propulsion and Energy 2014

      巻: 1 ページ: AIAA-2014-3507

  • [学会発表] グリーンプロペラントを用いた1-3kW アークジェットスラスタの性能評価とガスジェネレータの影響2015

    • 著者名/発表者名
      松本和真, 田原弘一
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部 第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] 低毒性推進剤を用いた直流アークジェットスラスタシステムの開発研究2015

    • 著者名/発表者名
      井上史博, 福留佑規, 白木 優, 松本和真, 田原弘一
    • 学会等名
      第55回航空原動機・宇宙推進講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-10
  • [学会発表] 電力直流アークジェットスラスタにおけるHAN系推進剤を用いた性能特性及び水推進剤による作動実験2015

    • 著者名/発表者名
      井上史博, 福留佑規, 白木 優, 松本和真, 田原弘一, 野川雄一郎, 桃沢 愛
    • 学会等名
      平成26年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2015-01-15 – 2015-01-16
  • [学会発表] 低毒性推進剤用新型ガスジェネレータを用いた低電力アークジェットスラスタの作動実験2014

    • 著者名/発表者名
      白木 優, 福留佑規, 井上史博, 松本和真, 田原弘一, 野川雄一郎
    • 学会等名
      第51回日本航空宇宙学会 中部・関西支部合同秋期大会
    • 発表場所
      名城大学 天白キャンパス(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-21
  • [学会発表] 低毒性推進剤用新型ガスジェネレータを用いた低電力直流アークジェットスラスタの作動実験2014

    • 著者名/発表者名
      白木 優, 福留祐規, 井上史博, 松本和真, 田原弘一
    • 学会等名
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      長崎ブルックホール(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
  • [備考] 宇宙推進工学研究室

    • URL

      https://www.oit.ac.jp/med/~tahara/jp/index-j.html

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公開日: 2016-05-27  

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