ハイブリッドロケットとは、相の異なる燃料と酸化剤（一般には固体の燃料と液体の酸化剤）を推進剤とするロケットです。従来のハイブリッドロケットは図1のような燃料の形状をしています。燃料にポートと呼ばれる穴が開いており、このポートに酸化剤を流し、点火することで燃焼が生じます。一般的なハイブリッドロケットの燃料には、炭化水素系高分子材料（プラスチック）が用いられるため、燃料に火薬を用いる固体ロケットや液体水素を用いる液体ロケットに比べ、製造、貯蔵、および輸送中に爆発する危険性がなく、長期保管も容易であるといった特徴があります。さらに、推力制御可能、構造が簡素で安価、推進剤が入手しやすいといった利点もあります。

図1:従来型ハイブリッドロケットの燃料

ハイブリッドロケットは、その高い安全性と価格の安さが固体ロケットや液体ロケットより優れているとして注目され、大学や民間企業で活発に開発が行われています。さらに、アルテミス計画や有人火星探査において、月や火星で燃料を長期間保管する必要がありますが、安全であるハイブリッドロケットはこの用途において最適であると言えます。このように、多くの可能性を持つハイブリッドロケットですが、これまでのハイブリッドロケットは以下のような欠点を持つために、実用化された例はほとんどありません。

(1) 燃料と酸化剤の混合が不完全なため、燃焼効率が低いこと
(2) 固体燃料の燃料後退速度が小さいため、推力が低いこと
(3) 燃焼中に当量比（O/F）が変化するため、比推力が低下すること

これらの短所を改善するために、私たちの研究室ではCAMUI式と、端面燃焼式という2種類のハイブリッドロケットを研究しています。

CAMUI式ハイブリッドロケット

CAMUI Type Hybrid Rocket

燃焼ガスが固体燃料表面への衝突を順次繰り返す燃焼方式を取り入れた新しいハイブリッドロケットです。さまざまな実証実験を経て、現在はより安全で低価格な推進機を作るための研究を行っています。

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端面燃焼式ハイブリッドロケット

End-Burning Type Hybrid Rocket

燃料がたくさんの微小ポートが密に配置された形状のハイブリッドロケットです。固体ロケットを凌ぐ大きな推力を得ることができ、打ち上げ用の補助ロケットや人工衛星に搭載するキックモーターとしての利用を目指しています。

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これらの新しいハイブリッドロケットの研究に加え、ハイブリッドキックモーター、60wt%過酸化水素の実用化、再点火装置、ノズル浸食・再生冷却などの研究を行っています。

ハイブリッドキックモーター

Hybrid Kick Motor

近年の小型人工衛星の打ち上げ需要に応えるべく、小型衛星の軌道変換用スラスターにハイブリッドロケットを用いた、ハイブリッドキックモーターの研究・開発を進めています

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60wt%過酸化水素の実用化

60wt% hydrogen peroxide

常温で液体のまま保存ができ、低価格で入手できる60wt%過酸化水素を酸化剤として利用し、ハイブリットロケットの安全性・低コストといった利点をより高める研究を進めています。

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ノズル浸食・再生冷却

Nozzle Erosin & Regenerative Cooling System

ロケットの性能低下を引き起こすノズル浸食のメカニズムを解明し、再生冷却によってノズル浸食を抑える研究を進めています。

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