2020 Fiscal Year Research-status Report
ヒドラジン系混合燃料/四酸化二窒素推進剤の自己着火・燃焼特性の解明
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19K04247
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
菅野 望 名城大学, 理工学部, 准教授 (40529046)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 反応素過程 / 詳細反応モデル / 推進薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙機の姿勢制御用スラスター燃料であるヒドラジン誘導体（ヒドラジン，モノメチルヒドラジン，非対称ジメチルヒドラジン）の酸素燃焼反応モデルの改良と反応解析を行った．
酸素燃焼反応で重要となるヒドラジン誘導体からの OH, HO2 による水素原子引き抜き反応，(CH3)2NNH + NO2, H2NN(CH3)CH2 + NO2 反応について量子化学計算を行った．前年度報告した H, CH3, NH2 による水素引き抜き反応と同様に，ヒドラジンへの CH3 基置換数の増加に伴い，反応生成物と遷移状態のエネルギーが減少し，それらはエバンス-ポラニー則に従うことが確認された．量子化学計算で得られた結果を用い，遷移状態理論により各反応速度係数を計算し，各ヒドラジン誘導体の生成物毎の素反応速度パラメータを決定した．
(CH3)2NNH + NO2, H2NN(CH3)CH2 + NO2 反応に関しては，ヒドラジン，モノメチルヒドラジンの場合と異なり，(CH3)2NNH, H2NN(CH3)CH2 ラジカルのβ位の N に N-H 結合が存在しないため，NO2 が水素原子を引き抜き HONO が生成する経路は進行しにくく，(CH3)2NNHNO2, H2NN(CH3)CH2NO2 に安定化しやすい傾向が明らかになった．
上述の反応素過程を反映した酸素燃焼反応モデルにおいて，ヒドラジン，非対称ジメチルヒドラジン及びそれらの混合燃料の着火遅れ時間，予混合層流火炎速度の数値計算を行い，反応解析を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，ヒドラジン誘導体の単体燃料及び混合燃料の酸素燃焼の反応解析を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
非対称ジメチルヒドラジン/四酸化二窒素燃焼反応モデルを完成し，自燃性着火現象が再現可能であるか確認する．完成したモデルにおける反応解析を行い，既に検討済であるヒドラジン，モノメチルヒドラジンとの類似点や相違点を考察し，混合燃料の着火過程についても検討を行う．
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| Causes of Carryover |
（理由）
購入した計算機（特注品）の構成機器の価格変動による．
（使用計画）
計算機のメモリや記録メディアの拡充に用いる．
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