2021 Fiscal Year Annual Research Report
Nozzle throat erosion mechanisms in hybrid rockets
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19H02336
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
永田 晴紀 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40281787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
脇田 督司 北海道大学, 工学研究院, 助教 (80451441)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ハイブリッドロケット / ノズル浸食 / 地上燃焼実験 / 再現法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、提案者らが過去の研究で開発に成功した、ハイブリッドロケットのノズルスロート面積と燃料流量の各時間履歴を同時に取得する手法であるNozzle Throat Reconstruction Technique（以下、NTRT）を用いて、ノズル浸食（ノズルスロートが浸食により拡大し、ノズル膨張比が下がる現象）の物理／化学機構を解明し、浸食速度予測手法を構築することを目指すものである。最終年度であるR3年度は以下の内容を実施した。
1. 酸化剤の種類がノズル浸食に及ぼす影響：昨年度から継続して、亜酸化窒素（N2O）を酸化剤として地上燃焼実験を実施した。本年度は60秒を超える長秒時燃焼実験でノズルスロート浸食履歴を取得した。追加して、低濃度（60%）過酸化水素水を酸化剤とする燃焼実験を実施し、ノズルスロート浸食がほぼ起こらないことを確認した。
2．モータスケールがノズル浸食に及ぼす影響：本テーマはR2年度まででデータ取得を完了したため、本年度は実施していない。
3．共同研究の発展的展開：研究協力者であるローマ大学のD. Bianchiらとの共同研究により、ノズル浸食の予測を可能とする技術を構築する。R3年度は8/9-11に遠隔接続で開催されたPropulsion and Energy Forumで共著論文を1件発表した。燃焼室における流れ場を数値解析モデルに追加し、当研究室で取得された実験結果と比較する内容で、燃焼室内で発達した境界層がノズル浸食特性に影響することを示した内容であった。
4．ノズル浸食を抑制する技術：前述のように、低濃度（60%）過酸化水素水を酸化剤とした燃焼実験を実施し、ノズルスロート浸食がほとんど起こらないことを確認した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
