2021 Fiscal Year Annual Research Report
Research on the quantitative evaluation of fuel fragmentation for safety of hybrid rocket propellants
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19K15212
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
高橋 晶世 日本大学, 理工学部, 助教 (70821792)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 粉塵質量評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハイブリッドロケット燃料の粉塵化を評価するための破砕試験では、既往研究の成果から供試体の材質（靭性）・サイズ、爆薬質量が影響すると予測されるため、本研究ではこれらをパラメータとして計27条件の試験条件を設定した。ただし既往研究での再現性の課題に対応するため、各条件につき3回の実施とした。
本年度は円柱形の供試体を爆発ピット内に設置して破砕し、破砕の模様を高速度カメラで撮影した。試験条件は材質がポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、末端水酸基ポリブタジエン（アルミニウム粉末混）、サイズがφ30x30mm、φ40x40mm、φ50x50mm、P4爆薬が0g、1g、2gであった（なお6号電気雷管が全条件で使用された）。このうちポリプロピレンおよびマイクロクリスタリンワックスについては、各サイズ・爆薬質量9条件27回をそれぞれ終了し、ふるい分析による粒度分布取得も終了した。末端水酸基ポリブタジエンについては、新型感染症禍で作業人員・日数が制限されたため、確実に硬化できる組成（末端水酸基ポリブタジエン単体）で供試体を作製した。さらに破砕試験条件を絞り込み、4条件（φ30x30mm、φ50x50mm、P4爆薬が0g、2g）12回を実施し、ふるい分析による粒度分布取得も終了した。
ポリプロピレンではこれまでの予測通り、粉塵とされる500µm以下の破片はほぼ発生しないことが再現性をもって確認された。サイズが小さく爆薬質量が大きいほど小さな破片の比率が増すことも確認された。一方マイクロクリスタリンワックスでは小さい破片の比率が高く、末端水酸基ポリブタジエンでは他2種の中間であった。
一方供試体材質の靭性を評価するための衝撃試験でポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、末端水酸基ポリブタジエン単体の評価を実施した。以上のデータをまとめて粉塵質量を評価するための破砕モデルを作成した。
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