2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study on Self-compression Type Detonation Propulsion: Evolutionary Space-Flight Demonstration Study Using Sounding Rockets
Project/Area Number |
19H05464
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
笠原 次郎 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (60312435)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松尾 亜紀子 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70276418)
船木 一幸 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (50311171)
中田 大将 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90571969)
内海 政春 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (60727634)
羽生 宏人 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (60353421)
松岡 健 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40710067)
川崎 央 静岡大学, 学術院工学領域, 准教授 (20802242)
平嶋 秀俊 崇城大学, 工学部, 講師 (80964486)
江口 光 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (30904552)
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Project Period (FY) |
2019-04-23 – 2024-03-31
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Keywords | デトネーション / 推進工学 / 航空宇宙工学 / 観測ロケット / 自律圧縮 |
Outline of Annual Research Achievements |
(1) 2024年夏・秋打ち上げ観測ロケットS-520-34号機実験用液体推進剤デトネーションエンジンが完成した。微粒化・気化過程を含む液体推進剤(エタノール-N2O )に対し、フライト条件でのデトネーション伝播に成功した。最大15秒の試験に成功し、理想的な推力を得た。 (2) 液体推進剤デトネーションエンジンのBBM作動特性実験を実施し、フライトとほぼ同じコンポーネントにて、燃焼作動させ、全システムとしての安定作動を確認した。 (3) 観測ロケットS-520-34号機用デトネーションエンジンシステム2(DES2)のPFMが完成した。2024年2月に室蘭工業大学白老試験場にてDES2-PFM単体燃焼試験を実施した。 (4) 多孔冷却面構造のデトネーションエンジンに関する研究に関して、H3用リテンションスラスタ軌道上実証に向け水素ー酸素RDEで比推力436秒を達成した。 C*性能、振動計計測に関して詳細解析を実施した。 (5) ヘリカル壁の回転デトネーションエンジンにて、デトネーションの回転伝播方向の制御に成功した(25回連続再現)。単一の点火器で2つの回転デトネーションエンジンを5ms以内に同時点火に成功した。 世界初のエタノール-N2O液体推進剤デトネーションエンジンシステムのフライトモデルを完成させた点、水素酸素RDEで高Ispを達成しH3リテンションスラスタへの適用検討が具体的に行えている点は世界的に高い評価を得ている。
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Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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[Journal Article] Combustion Structure of Rotating Detonation Engines with Liquid Ethanol and Nitrous Oxide2024
Author(s)
T. Sato, K. Nakata, K. Ishihara, N. Itouyama, K. Matsuoka, J. Kasahara, A. Kawasaki, D. Nakata, H. Eguchi, M. Uchiumi, A. Matsuo, I. Funaki
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Journal Title
Combustion and Flame
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Bipropellant Cylindrical Rotating Detonation Engine with C2H5OH-N2O for Sounding Rocket Space Flight2024
Author(s)
K. Ishihara, T. Sato, T. Kimura, K. Nakajima, K. Nakata, N. Itouyama, A. Kawasaki, K. Matsuoka, K. Matsuyama, J. Kasahara, H. Eguchi, D. Nakata, M. Uchiumi, A. Matsuo, I. Funaki
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Journal Title
Journal of Spacecraft and Rocket
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed
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[Presentation] A low-dimensional modeling approach to acceleration of an internal flow of a rotating detonation engine2024
Author(s)
K. Nakata, N. Itouyama, K. Matsuoka, J. Kasahara, A. Kawasaki, A. Matsuo, I. Funaki, and K. Higashino
Organizer
19th International Conference on Numerical Combustion (ICNC2024), Kyoto, Japan, May 7-10, 2024
Int'l Joint Research
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[Presentation] Numerical Consideration to Geometry of Diverging Rotating Detonation Engine2024
Author(s)
T. Sada, A. Matsuo, E. Shima, N. Itouyama, A. Kawasaki, K. Matsuoka, J. and Kasahara
Organizer
19th International Conference on Numerical Combustion (ICNC2024), Kyoto, Japan, May 7-10, 2024
Int'l Joint Research
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[Presentation] Numerical Investigation of the Interaction between the Exhaust Flow of Reflective Shuttling Detonation Combustor and Supersonic Turbulent Flow2024
Author(s)
M. Miyashita, A. Matsuo, E. Shima, N. Itouyama, A. Kawasaki, K. Matsuoka, and J. Kasahara
Organizer
19th International Conference on Numerical Combustion (ICNC2024), Kyoto, Japan, May 7-10, 2024
Int'l Joint Research
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[Presentation] Numerical Analysis of Exhaust Jet Characteristics from Annular RDEs with Various Outlet Geometries2024
Author(s)
J. Tahara, A. Matsuo, E. Shima, N. Itouyama, A. Kawasaki, K. Matsuoka, and J. Kasahara
Organizer
19th International Conference on Numerical Combustion (ICNC2024), Kyoto, Japan, May 7-10, 2024
Int'l Joint Research
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[Presentation] Overview for the research and development of Rotating Detonation Engine Systems using a liquid-liquid propellant combination2024
Author(s)
N. Itouyama, K. Matsuyama, K. Matsuoka, T. Sato, K. Nakata, S. Sawada, Y. Kudo, K. Nakajima, Y. Suzuki, J. Kasahara, A. Kawasaki, M. Namera, D. Nakata, H. Eguchi, M. Uchiumi, A. Matsuo, I. Funaki
Organizer
AIAA SciTech 2024, AIAA-2024-1255, 8-12 Jan. 2024, Orlando, FL, USA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] A Bread Board Model Testing for In-Space Flight Demonstration of a Liquid-Propellant Detonation Engine System2024
Author(s)
A. Kawasaki, K. Nakata, T. Sato, S. Sawada, Y. Kudo, Y. Suzuki, N. Itouyama, K. Matsuoka, K. Matsuyama, J. Kasahara, D. Nakata, M. Namera, H. Eguchi, M. Uchiumi, A. Matsuo, I. Funaki, S. Nakamura, K. Higashino, H. Hirashima
Organizer
AIAA SciTech 2024, AIAA-2024-0817, 8-12 Jan. 2024, Orlando, FL, USA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Operation Characteristics of Cylindrical Rotating Detonation Engine Using Liquid Ethanol and Liquid Nitrous Oxide2024
Author(s)
T. Sato, K. Nakata, S. Sawada, Y. Suzuki, Y. Kudo, K. Nakajima, N. Itouyama, K. Matsuoka, J. Kasahara, A. Kawasaki, M. Namera, H. Eguchi, D. Nakata, M. Uchiumi, A. Matsuo, I. Funaki, H. Tanno
Organizer
AIAA SciTech 2024, AIAA-2024-1254, 8-12 Jan. 2024, Orlando, FL, USA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] The Rotating Detonation Engines with The Helical Combustion Chambers2024
Author(s)
S. Sawada, N. Itouyama, K. Matsuoka, J. Kasahara, J. Braun, G. Paniagua, A. Kawasaki, H. Watanabe, K. Higashino, A. Matsuo, I. Funaki
Organizer
AIAA SciTech 2024, AIAA-2024-1833, 8-12 Jan. 2024, Orlando, FL, USA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Experimental research for clustering with the coupled cylindrical rotating detonation engine2024
Author(s)
R. Sakata, M. Inada, N. Itouyama, K. Matsuoka, J. Kasahara, A. Kawasaki, A. Matsuo, I. Funaki
Organizer
AIAA SciTech 2024, AIAA-2024-2598, 8-12 Jan. 2024, Orlando, FL, USA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Numerical Investigation on Throatless Diverging Rotating Detonation Engines2024
Author(s)
T. Sada, A. Matsuo, E. Shima, A. Kawasaki, N. Itouyama, K. Matsuoka, J. Kasahara
Organizer
AIAA SciTech 2024, AIAA-2024-1831, 8-12 Jan. 2024, Orlando, FL, USA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Combustion Characteristics of Reflective Shuttling Detonation Combustor with Different Equivalence Ratio2024
Author(s)
M. Miyashita, A. Matsu, E. Shima, A. Kawasaki, N. Itouyama, K. Matsuoka, J. Kasahara
Organizer
AIAA SciTech 2024, AIAA-2024-2611, 8-12 Jan. 2024, Orlando, FL, USA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] 液体推進剤を用いた回転デトネーションエンジンの宇宙実証に向けた研究2024
Author(s)
佐藤 寛, 中田 耕太郎, 澤田 悟, 中島 滉介, 鈴木 大登, 伊東山 登, 松岡 健, 松山 行一, 笠原次郎, 川﨑 央, 中田大将, 奈女良 実央, 江口 光, 内海 政春, 松尾 亜紀子, 船木一幸, 中村 秀一, 東野 和幸, 平嶋 秀俊
Organizer
第63回航空原動機・宇宙推進講演会/北部支部2024年講演会/第5回再使用型宇宙輸送系シンポジウム, 札幌, 2024年3月
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[Presentation] 液体推進剤デトネーションエンジンシステムの宇宙作動実証に向けたBBM試験2024
Author(s)
川崎 央, 中田 耕太郎, 佐藤 寛, 澤田 悟, 工藤 祐介, 鈴木 大登, 伊東山 登, 松岡 健, 松山 行一, 笠原 次郎, 中田 大将, 奈女良 実央, 江口 光, 内海 政春, 松尾 亜紀子, 船木 一幸, 中村 秀一, 東野 和幸, 平嶋 秀俊
Organizer
第63回航空原動機・宇宙推進講演会/北部支部2024年講演会/第5回再使用型宇宙輸送系シンポジウム, 札幌, 2024年3月
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[Presentation] 観測ロケット S-520 を用いた軽量・長秒作動デトネーションキックモーターシステム飛行実証実験2024
Author(s)
笠原 次郎, 松山 行一, 松岡 健, 川﨑 央, 伊東山 登, 澤田 悟, 中田 耕太郎, 佐藤 寛, 松尾 亜紀子, 船木 一幸, 中田 大将, 内海 政春, 江口 光, 羽生 宏人, 荒川 聡, 増田 純一, 前原 健次, 臼杵 智章, 山田 和彦, 中尾 達郎
Organizer
第6回 観測ロケットシンポジウム, 相模原, 2024年2月
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[Presentation] 観測ロケット S-520-34号機による液体推進剤回転デトネーションエンジンシステム飛行実証実験2024
Author(s)
松岡 健, 笠原 次郎, 松山 行一, 川﨑 央, 伊東山 登, 井出 雄一郎, 中田 耕太郎, 佐藤 寛, 澤田 悟, 中島 滉介, 鈴木 大登, 工藤 祐介, 松尾 亜紀子, 船木 一幸, 中田 大将, 内海 政春, 江口 光, 羽生 宏人, 荒川 聡, 増田 純一, 前原 健次, 臼杵 智章, 山田 和彦, 中尾 達郎
Organizer
第6回 観測ロケットシンポジウム, 相模原, 2024年2月
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[Presentation] 観測ロケットS-520-34号機による液体推進剤デトネーションエンジンシステムの飛行実験の開発状況2024
Author(s)
笠原 次郎, 松山 行一, 松岡 健, 川崎 央, 伊東山 登, 佐藤 寛, 中田 耕太郎, 平嶋 秀俊, 安井 正明, 東野 和幸, 松尾 亜紀子, 船木 一幸, 中田 大将, 内海 政春, 江口 光, 羽生 宏人, 丹野 英幸, 山田 和彦
Organizer
令和5年度宇宙輸送シンポジウム, 相模原, 2024年1月
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[Presentation] Numerical Analysis of the Effect of Combustor Length on Cylindrical Rotating Detonation Engine with Diverging Channel2023
Author(s)
T. Sada, A. Matsuo, E. Shima, N. Itouyama, A. Kawasaki, K. Matsuoka, J. Kasahara
Organizer
29th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems (ICDERS 2023), No. 178, 23-28 July 2023, SNU Siheung, KOREA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Operation Characteristics of a Throatless Rotating Detonation Engine with Diverging Channel2023
Author(s)
K. Nakata, T. Kimura, K. Ishihara, N. Itouyama, K. Matsuoka, J. Kasahara, A. Kawasaki, H. Watanabe, A. Matsuo, I. Funaki, K. Higashino, V. Athmanathan, J. Braun, T. Meyer, G. Paniagua
Organizer
29th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems (ICDERS 2023), No. 189, 23-28 July 2023, SNU Siheung, KOREA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Study on the Effect of Combustor Scale in Annular RDEs2023
Author(s)
M. Miyashita, A. Matsuo, E. Shima, N. Itouyama, A. Kawasaki, K. Matsuoka, J. Kasahara
Organizer
29th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems (ICDERS 2023), No. 179, 23-28 July 2023, SNU Siheung, KOREA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Experimental Study on Propagation Mode of Cylindrical Rotating Detonation Engine with Liquid Ethanol-Liquid Nitrous Oxide2023
Author(s)
T. Sato, K. Ishihara, K. Nakata, T. Kimura, Y. Kikuchi, K. Nakajima, S. Sawada, M. Inada, R. Sakata, Y. Suzuki, Y. Oda, B. Itouyama, K. Matsuoka, J. Kasahara, A. Kawasaki, H. Watanabe, H. Okano, T. Tada, F. Fujiura, M. Namera, R. Nakazawa, H. Eguchi, D. Nakata, M. Uchiumi, A. Matsuo, I. Funaki
Organizer
29th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems (ICDERS 2023), No. 145, 23-28 July 2023, SNU Siheung, KOREA.
Int'l Joint Research
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[Presentation] The challenge of in-space demonstration of a cylindrical rotating detonation engine using liquid propellants by a sounding rocket S-520 launching2023
Author(s)
N. Itouyama, K. Ishihara, T. Sato, K. Nakata, K. Nakajima, K. Matsuyama, K. Matsuoka, A. Kawasaki, J. Kasahara, A. Matsuo, I. Funaki, D. Nakata, H. Eguchi, M. Uchiumi
Organizer
34th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS), 3-9 Jun 2023, Kurume City Plaza, Kurume, Fukuoka, Japan.
Int'l Joint Research
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[Presentation] 単円筒回転デトネーションエンジンのスロットリング作動による推力性能評価に関する実験研究2023
Author(s)
鈴木 大登, 中田 耕太郎, 佐藤 寛, 伊東山 登, 松岡 健, 笠原 次郎, 川崎 央, 松尾 亜紀子, 船木 一幸
Organizer
第55回流体力学講演会/第41回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム, 1B14, 2023年7月12-7月14日,東京都渋谷区.
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