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2015 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
キーワードグロープラグ / ガス発生器 / 水蒸気発生装置 / 水 / 宇宙用機器 / 電気推進機 / アークジェット / 推進剤
研究実績の概要

前年度に試作、性能測定した、小型水蒸気発生装置の特性、内部物理現象をモデル化し、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。その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、十分な同意を得た。
次に、小型水蒸気発生装置の実用器システムを設計・製作した。設計には宇宙環境(無重力、作動圧力範囲)を十分考慮した。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した。その結果、定性的定量的な一致が見られたので、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期待された。

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実用機システムの試作とその性能特性の取得がほぼ完了し、次年度に向け、宇宙環境における実機作動を考慮した実験・数値計算が予定通り進んでいる。

今後の研究の推進方策

1.航空機による無重力下での作動実験とその後のISSでの宇宙実験を具体的に提案する。
2.上記の1と並行して、開発した小型水蒸気発生装置の実用性を検証するために、本装置を利用した水推進剤アークジェットスラスタシステム実機を開発し作動試験を行う。
3.本研究最終年度のまとめを行う。

次年度使用額が生じた理由

当該年度に必要な消耗品が前年同購入した消耗品で代用できたことにより、次年度使用額が生じた。また、当該年度の旅費予定額と実質額に差が生じたためである。

次年度使用額の使用計画

次年度の研究に充当できる予算が増えたことにより、さらに小型水蒸気発生装置の開発に関する高度な研究を進める。より一層の成果が期待できる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] スツットガルト大学/ミュンヘン防衛大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      スツットガルト大学/ミュンヘン防衛大学
  • [国際共同研究] 韓国科学技術院(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      韓国科学技術院
  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学/ジョージワシントン大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      マサチューセッツ工科大学/ジョージワシントン大学
  • [国際共同研究] 北京航空宇宙大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      北京航空宇宙大学
  • [雑誌論文] Research and Development of DC/MPD Arcjet Thrusters at Osaka Institute of Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Tahara, Masato Tanaka and Ryota Fujita
    • 雑誌名

      Proc. 23rd Annual Meeting of Institute of Applied Plasma Science (IAPS 2016)

      巻: 1 ページ: 19-20

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance and Thermal Characteristics of Low-Power DC Arcjet Thrusters with Radiation-Cooled Anodes for Low-Toxicity Propellants2016

    • 著者名/発表者名
      Suguru Shiraki, Yuki Fukutome, Fumihiro Inoue, Katsuya Shimogaito, Takashi Nakanishi, Hirokazu Tahara and Kyoko Takada
    • 雑誌名

      8th Asian Joint Conference on Propulsion and Power (AJSPP 2016), Sunport Hall Takamatsu, Kagawa, Japan, AJCPP2016-116

      巻: 1 ページ: 1-10

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance and Thermal Characteristics of High-Power Hydrogen Arcjet Thrusters with Radiation-Cooled Anodes for In-Space Propulsion2015

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Inoue, Yuki Fukitome, Suguru Shiraki, Kazuma Matsumoto and Hirokazu Tahara
    • 雑誌名

      Joint Conf.: 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe Convention Center and Portpia Hotel, Kobe, Hyogo, Japan, IEPC-2015-231/ISTS-2015-b-231

      巻: 1 ページ: 1-10

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance Characteristics of Low-Power Arcjet Thruster Systems with Gas Generators for Water2015

    • 著者名/発表者名
      Suguru Shiraki, Yuki Fukutome, Fumihiro Inoue, Kazuma Matsumoto, Hirokazu Tahara, Yuichiro Nogawa and Ai Momozawa
    • 雑誌名

      Joint Conf.: 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe Convention Center and Portpia Hotel, Kobe, Hyogo, Japan, IEPC-2015-230/ISTS-2015-b-230

      巻: 1 ページ: 1-10

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance Characteristics of Low-Performance Arcjet Thrusters using Low Toxicity Propellants of HAN2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fukutome, Suguru Shiraki, Kazuma Matsumoto, Fumihiro Inoue, Hirokazu Tahara, Yuichiro Nogawa and Ai Momozawa
    • 雑誌名

      Joint Conf.: 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe Convention Center and Portpia Hotel, Kobe, Hyogo, Japan, IEPC-2015-229/ISTS-2015-b-229

      巻: 1 ページ: 1-10

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 低毒性推進剤を用いたアノード輻射冷却式低電力直流アークジェットスラスタの研究開発2016

    • 著者名/発表者名
      下垣内勝也, 井上史博, 福留佑規, 白木 優, 中西隆史, 田原弘一, 高田恭子, 桃沢 愛, 野川雄一郎
    • 学会等名
      平成27年度宇宙輸送シンポジウム, STCP-2015-001
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-14 – 2016-01-15
  • [学会発表] 月以遠有人ミッションを見越した水推進剤直接利用タイプの新型DCアークジェットスラスタ 研究開発2016

    • 著者名/発表者名
      野川雄一郎, 田原弘一
    • 学会等名
      平成27年度宇宙輸送シンポジウム, STEP-2015-043
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-14 – 2016-01-15
  • [学会発表] 低毒性推進剤を用いた輻射冷却アノード搭載低電力アークジェットスラスタの性能と熱特性2016

    • 著者名/発表者名
      白木 優, 福留佑規, 井上史博, 下垣内勝也, 中西隆史, 田原弘一, 高田恭子, 桃沢 愛, 野川雄一郎
    • 学会等名
      平成27年度宇宙輸送シンポジウム, STEP-2015-042
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-14 – 2016-01-15
  • [学会発表] 水直接利用改良型DCアークジェットスラスタの開発2015

    • 著者名/発表者名
      野川雄一郎, 田原弘一
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会, 2C04
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [学会発表] ヒドラジン以外の新推進剤を用いた低電力アークジェットスラスタの開発研究2015

    • 著者名/発表者名
      井上史博, 白木 優, 福留佑規, 下垣内勝也, 中西隆史, 田原弘一, 高田恭子, 野川雄一郎
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会, 2C01
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [学会発表] 低毒性HAN系推進剤を用いた低電力アークジェットスラスタの性能特性2015

    • 著者名/発表者名
      福留佑規, 井上史博, 白木 優, 田原弘一, 高田恭子, 桃沢 愛
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会, 2B01
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [備考] 大阪工業大学 工学部 機械工学科・宇宙推進工学研究室

    • URL

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

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-27  

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