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グリーンプロペラントを用いた低毒性宇宙機推進系の研究

采用绿色推进剂的低毒航天器推进系统研究

基本信息

批准号：
16F16080
负责人：
堀恵一
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Japan Aerospace EXploration Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16080/
关键词：
燃焼触媒スラスタ低毒性ＨＡＮパルス特性液体推進

项目摘要

ヒドロキシルアンモニウムナイトレート（HAN）を基材とする新規低毒性高性能液体推進薬の（SHP163）研究開発に従事し、以下に挙げる2点で大きな成果をあげた。１．燃焼機構の解析DTA-TG/MS装置を用いSHP163の熱分解機構を調べた。急速加熱を可能とする特殊リアクターを用い毎秒1000K/sという実際の燃焼場と同じ条件で、当該資料の熱分解特性を調査したところ、NO, NO2, N2O, N2, H2Oを主成分とする生成ガスの組成の特定に成功した。この結果はGAUSSIANを用いた量子化学計算にフィードバックされ、HANの熱分解を支配する2つの素反応を示すことに成功した。２．スラスタ用特殊触媒の開発および20N級スラスタの開発ヒドラジン用に使用されるS-405触媒（Ir担持30wr%）はHANにも有効であり、一般にHAN系推進薬を使用したスラスタの研究開発の場で使われている。しかし、ヒドラジンに比較してHAN系推進薬は燃焼温度が高く、粒状S-405をそのまま触媒層に転用すると耐久性に難があり、実用に供することができない。Dr. AmrousseはSHP163に最適化された触媒組成を見出し（Pt/Ir系、Ir/CuO系）さらに触媒層をハニカム構造とすることで十分な推進性能＋パルス特性を引き出すことに成功した。具体的には20N級スラスタで比推力240秒（理論比推力～270秒）、パルス反応時間～50 msでヒドラジンのそれ以上の性能を示している。また比推力に関しては大型化に伴い上昇が期待できる。SHP163を推進薬としたスラスタは平成30年度打ち上げ予定のイプシロン4号機に搭載される革新衛星技術実証衛星の1Nスラスタでテストされることとなっており、Dr. Amrousseの知見はここに一部生かされている。また上記「２」の部分は次のSTEP2計画の中核となる部分となっている。

In order to improve the performance of HAN, the new low toxicity High performance liquid Propulsion vehicle (SHP163) research program was launched. The following two major results were reviewed. 1. The combustion engine is used to analyze the DTA-TG/MS device. The SHP163 decomposition machine is used to analyze the engine. The rapid increase in the number of special components may affect the performance of the 1000K/s temperature field under the same conditions, when the data decomposition characteristics are different, NO, NO2, N2O, N2, H2O main components are generated into specific successful components. The results showed that GAUSSIAN was successful by means of quantum chemical calculation, HAN decomposition and quantum chemical calculation. 2. The use of special catalysts for the use of special catalysts, the use of special catalysts and the use of special catalysts. The burning temperature is high, the particle size is 405, the catalyst is used, the durability is used, and the fuel is used in the HAN system. Dr. Amrousse SHP163 the most efficient catalyst components can be seen in the Pt/Ir system, Ir/ CuO system). The performance of the catalyst is very high, and the performance is very high. The specific specific load is 240s (the theoretical specific thrust is ~ 270s) and the counterload time is ~ 50 ms. The performance of the above performance is very good. Compare the thrust to the large-scale companion and look forward to it. SHP163 recommended that in the year 30, the forecast for the launch of aircraft No. 4 in Pingcheng would result in the improvement of satellite technology, technology, and satellite technology. In addition, Dr. Amrousse would know that there was a significant increase in the number of health problems. In the first part of the "2" section, the nuclear part of the STEP2 plan is in full swing.