基本情報
研究分野
1論文
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Journal of Spacecraft and Rockets 60(1) 181-189 2023年1月A detonation engine system is successfully demonstrated for the first time in space using sounding rocket S-520-31 of the Japan Aerospace Exploration Agency/Institute of Space Astronautical Science. Detailed flight results of an S-shaped pulse detonation engine (PDE) installed in the rocket are presented herein. The flight is conducted to confirm that the PDE and its system operate at scheduled sequences in space, confirm the reproducibility of the PDE cycle, and despin the rocket around its axis. It is confirmed that the PDE operated successfully for 14 cycles in space. The experimental plateau pressure of 2.0 0.1 MPais 80 3% of the calculated plateau pressure, which suggests that detonation occurred in 14 cycles. The pressure profiles of the cycles are similar, and the pressure integrals are 2.0 0.1 kN⋅ s∕m2, confirming the excellent reproducibility of the PDE cycle. A probability statistical approach assuming a Gaussian distribution is applied to determine the average angular acceleration difference between processes of the PDE operation, mixture supply, and oxygen supply. The results suggested that the PDE despun the rocket via the thrust produced via detonation combustion, which is consistent with a quasi-steady-state model with an accuracy of 101 15%.
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Journal of Spacecraft and Rockets 60(1) 273-285 2023年1月To create a new flyable detonation propulsion system, a detonation engine system (DES) that can be stowed in sounding rocket S-520-31 has been developed. This paper focused on the first flight demonstration in the space environment of a DES-integrated rotating detonation engine (RDE) using S-520-31. The flight result was compared with ground-test data to validate its performance. In the flight experiment, the stable combustion of the annulus RDE with a plug-shaped inner nozzle was observed by onboard digital and analog cameras. With a time-averaged mass flow of 182 11 g∕s and an equivalence ratio of 1.2 0.2, the RDE generated a time-averaged thrust of 518 N and a specific impulse of 290 18 s, which is almost identical to the ideal value of constant pressure combustion. Due to the RDE combustion, the angular velocity increased by 5.7 deg ∕s in total, and the time-averaged torque from the rotational component of the exhaust during 6 s of operation was 0.26 N ⋅ m. The high-frequency sampling data identified the detonation frequency during the recorded time as 20 kHz in the flight, which was confirmed by the DES ground test through high-frequency sampling data analysis and high-speed video imaging.
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日本航空宇宙学会誌 70(11) 224-233 2022年11月5日2021年7月27日早朝5:30,JAXA内之浦宇宙空間観測所からデトネーションエンジンシステムを搭載した観測ロケットS-520-31号機が打ち上げられた.高度約200kmにてメタン–酸素推進剤による回転デトネーションエンジン(RDE)の6秒間作動およびパルスデトネーションエンジン(PDE)の2Hz作動を実施した.取得されたフライトデータから,RDE作動で時間平均推力518N,比推力290±18sおよび速度増速量8.0m/sを達成した.PDE作動では1サイクル当たりの圧力時間積分値が5%以内の高精度での繰り返しインパルス生成およびロケット機軸周りのスピンレート減少が確認された.本結果は,地上燃焼試験データとよく一致し,宇宙空間でのデトネーションエンジン作動が実証された.デトネーション波の判定に用いた圧力・加速度センサの高速サンプリングデータおよびRDEプルーム撮影用のデジタルカメラ画像は,JAXA/ISASで開発された再突入データ回収システムRATSにて回収することに成功した.
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AIAA SCITECH 2022 Forum 2022年1月3日
MISC
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塑性と加工 = Journal of the Japan Society for Technology of Plasticity : 日本塑性加工学会論文誌 65(766) 699-703 2024年11月
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日本燃焼学会誌 = Journal of the Combustion Society of Japan 65(214) 220-223 2023年11月
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チタン = Titanium Japan 70(3) 220-225 2022年7月
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観測ロケットシンポジウム2020 講演集 = Proceedings of Sounding Rocket Symposium 2020 2021年3月第3回観測ロケットシンポジウム(2021年3月24-25日. オンライン開催) 3rd Sounding Rocket Symposium (March 24-25, 2021. Online Meeting) 著者人数: 19名PDF再処理の為、2023年3月17日に差替 資料番号: SA6000162013 レポート番号: Ⅲ-6
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観測ロケットシンポジウム2020 講演集 = Proceedings of Sounding Rocket Symposium 2020 2021年3月第3回観測ロケットシンポジウム(2021年3月24-25日. オンライン開催) 3rd Sounding Rocket Symposium (March 24-25, 2021. Online Meeting) 著者人数: 21名PDF再処理の為、2023年3月17日に差替 資料番号: SA6000162001 レポート番号: Ⅰ-1
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2021年3月第3回観測ロケットシンポジウム(2021年3月24-25日. オンライン開催)著者人数: 14名資料番号: SA6000162017レポート番号: Ⅴ-3
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令和二年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2020 2021年1月令和二年度宇宙輸送シンポジウム(2021年1月14日-15日. オンライン開催)著者人数: 21名資料番号: SA6000160027レポート番号: STCP-2020-027
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大気球シンポジウム: 2020年度 = Balloon Symposium: 2020 2020年11月大気球シンポジウム 2020年度(2020年11月5-6日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 12名資料番号: SA6000151030レポート番号: isas20-sbs-030
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第35回宇宙構造・材料シンポジウム:講演集録 = Proceedings of 35th Symposium on Aerospace Structure and Materials 2019年12月第35回宇宙構造・材料シンポジウム(2019年12月2日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000146015レポート番号: A-14
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観測ロケットシンポジウム2019 講演集 = Proceedings of Sounding Rocket Symposium 2019 2019年8月第2回観測ロケットシンポジウム(2019年8月5日-6日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 17名設計製造協力: NETS, 山本機械設計資料番号: SA6000142024レポート番号: Ⅷ-1
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観測ロケットシンポジウム2019 講演集 = Proceedings of Sounding Rocket Symposium 2019 2019年8月第2回観測ロケットシンポジウム(2019年8月5日-6日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 26名資料番号: SA6000142023レポート番号: Ⅶ-2
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第34回宇宙構造・材料シンポジウム:講演集録 = Proceedings of 34th Symposium on Aerospace Structure and Materials 2018年12月第34回宇宙構造・材料シンポジウム(2018年12月4日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000137024レポート番号: B02
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Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan (Web) 16(2) 2018年
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大気球シンポジウム: 平成28年度 = Balloon Symposium: 2016 2016年11月大気球シンポジウム 平成28年度(2016年11月1-2日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 17名資料番号: SA6000057014レポート番号: isas16-sbs-014
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宇宙環境利用シンポジウム 第30回: 平成27年度 = Space Utilization Research, Vol. 30 2015: Proceedings of The Thirtieth Space Utilization Symposium (30) 2016年1月第30回宇宙環境利用シンポジウム (2016年1月19日-20日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000048035レポート番号: G-31
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第16回宇宙科学シンポジウム 講演集 = Proceedings of the 16th Space Science Symposium 2016年1月第16回宇宙科学シンポジウム (2016年1月6日-7日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000046242レポート番号: S4-005
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大気球シンポジウム: 平成27年度 = Balloon Symposium: 2015 2015年11月大気球シンポジウム 平成27年度(2015年11月5-6日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000044010レポート番号: isas15-sbs-010
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大気球シンポジウム: 平成27年度 = Balloon Symposium: 2015 2015年11月大気球シンポジウム 平成27年度(2015年11月5-6日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 16名ほか資料番号: SA6000044002レポート番号: isas15-sbs-002
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 14 1-22 2015年3月観測ロケットS-310-42打ち上げ時に搭載機器の音響及び振動の計測を行った。民生品を組み合わせた廉価な搭載計測装置を開発し、質の良いデータの取得に成功した。計測されたデータを分析したところ、飛翔中の振動環境は非常に正弦波振動が卓越している事が判明した。
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宇宙環境利用シンポジウム 第29回: 平成26年度 = Space Utilization Research, Vol. 29 2014: Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Symposium (29) 100-102 2015年1月第29回宇宙環境利用シンポジウム (2015年1月24日-25日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000035039レポート番号: ISAS-SUR29-S34
講演・口頭発表等
1共同研究・競争的資金等の研究課題
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2019年4月 - 2022年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2014年4月 - 2017年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2004年 - 2005年