2012 Fiscal Year Annual Research Report

ジメチルエーテルをプロペラントとするアークジェット推進機とそのデュアルモード化

Research Project

Project/Area Number	22360356
Research Institution	Kyushu Institute of Technology
Principal Investigator	橘武史九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50179719)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	各務聡宮崎大学, 工学部, 准教授 (80415653)
Project Period (FY)	2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords	ロケット推進機 / ジメチルエーテル / 電熱加速型推進機
Research Abstract	平成24年度は，提案したジメチルエーテル（DME）を用いたアークジェット推進機の性能評価や，その推力増強モジュールの試作評価を行った． DMEアークジェット推進機に関しては，煤が電極に付着し作動が不安定になることが確認されたため，窒素ガスを混ぜることにより煤の付着を防ぐことを試みた．メッシュを用いた窒素-DME混合器を試作し，昨年度までに実験に供してきたアークジェット推進機を用いて推力測定実験を行った．この時の窒素の質量比率は，0～100％の範囲で変化させ，DMEと窒素のトータルの質量流量は50 mg/sで固定した．また，放電電流は，13, 20, 30Aで変化させた．実験の結果，窒素の混合比率を50 %程度にすることにより，電極への煤の生成量を削減することができた．一方で，電極への煤の付着範囲が広がり，ノズルの膨張部にまで付着するようになった．性能は，窒素流量の増加により，放電電圧が降下し，結果放電電力が低下するため比推力は低くなる傾向にあった．以上のように，窒素を混合することにより性能が低下するものの，煤の生成量を抑制することができた．また，固体推進薬を用いた推力増強モジュールに関しては，DMEアークジェットの作動が必ずしも安定していないことから，レーザを熱源として代用する100 mN級の推力増強モジュールを試作した．昨年度に燃焼のOn/Offをレーザ加熱の開始と中断により制御できることを示したが，燃焼が不安定であり．レーザ発射口の移動速度と推進薬のサイズが適切ではなく，燃焼により推進薬が燃え尽きた後もレーザ照射を続け，作動を不安定にしていた．そこで，作動の安定化を目指し推進機を改良した．結果，燃焼は不安定であったが，推進薬が燃え尽きる前にレーザヘッドを移動させることができたことから，推進薬の利用効率向上への展望が開けた．
Current Status of Research Progress	Reason 24年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	24年度が最終年度であるため、記入しない。