3研究成果／脱炭素

R-15

2026

燃焼ガスの輻射条件に適した遮熱コーティングの光学特性設計

アピールポイント

燃焼ガスの輻射条件に対応した遮熱層の光学設計指針
【技術シーズ：伝熱解析／電子ビームPVD】

背景・課題

・航空機エンジン等の高温の燃焼ガスに曝される遮熱コーティングにおいて、その遮熱性能は燃焼ガス中の輻射熱の影響を受けると考えられるため、燃焼ガスの輻射条件に対する遮熱層の最適な光学特性を明らかにする。

解決手段

・燃焼ガスからの対流伝熱に加えて輻射伝熱をも考慮した伝熱モデルを使用

・遮熱層厚さの異なる電子ビームPVD-YSZ遮熱システムについて、水素燃焼バーナー加熱試験によりシステム内の熱流束を実測し、その結果に基づく逆解析によって、燃焼ガス温度および熱伝達係数（遮熱層表面側、基板裏面側）を決定

・遮熱層の光学特性（反射・透過・放射）と熱流束の関係を三角図により表現

成果・新規性

①燃焼ガスの放射率は温度と光路長さに強く依存

②遮熱層の最適な光学特性は輻射伝熱が寄与する熱流束qradの大きさに依存
q_rad < 0 の場合：高放射率q_rad > 0 の場合：高反射率
→遮熱コーティングの新たな設計指針を提案

期待される市場・応用

・航空機エンジン、宇宙機器、耐熱部材

謝　辞：本研究は、防衛装備庁安全保障技術研究推進制度JPJ004596「光学特性を制御した革新的遮熱・環境遮蔽システムの基盤構築」により実施されたものである。

担当者：田中誠、小川貴史、山口哲央、橋本壮真、川島直樹、北岡諭

共同研究者：（航空宇宙技術振興財団）鈴木拓明、竹内健一、柴田晴雄、川崎亮