2015 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッドロケット用低融点燃料燃焼中の加速度環境における液化状況の可視化
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26820369
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
和田 豊 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 上席研究員 (20553374)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 低融点熱可塑性樹脂 / 燃焼火炎観察 / ハイブリッドロケット / 境界層火炎 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，燃焼状況を可視化することが可能な燃焼器を用いて，液化が容易に行われて燃料成分を多く供給できる低融点熱可塑性樹脂燃料（LT燃料）を中心に，WAX燃料や従来の不活性な燃料，高エネルギー物質などの境界層燃焼火炎観察を実施し，それぞれの燃焼機構の解明を目標としている．
平成26年度には次の成果を得た．１．重力加速度による液化燃料の燃焼挙動に対する影響の発見.２．燃焼圧力の違いによる火炎発光強度の変化.３．赤外分光による境界層火炎帯の観察の成功.これらの成果より，世界で初めて10気圧以上の燃焼圧力中における境界層火炎形状を鮮明に撮影することに成功し，撮影された画像の明暗から高温場と低温場の推定に至った．
平成27年度としては次の成果を得ることが出来た．１．LT燃料以外の各燃料での火炎帯観察に成功.２．液化時に低粘度となる燃料における燃料表面からの液化燃料の流れ出しの観察.３．可視光でのカラー映像による境界層火炎帯の観察に成功.
これらの成果より，LT燃料以外の燃料表面に形成される境界層火炎帯を観察することが出来たため，比較検討を実施した．また，高エネルギー物質の燃焼の可視化にも成功し，燃焼表面に生成される燃焼残渣が凝集しながら剥がれ落ちていく様子が観察された．また低融点燃料については，燃料後退速度が速いという根拠として，燃焼中には多くの液滴が生じるためであるとされてきたが，実際の観察では表面に形成された液相が重力加速度と酸化剤流によってノズル方向へ押し流される様子が観察された．このため，低融点燃料では液化した燃料が燃焼器後方にたまりやすく，燃焼効率の低下を招いていることが示唆された．さらに，カラーでの撮影に成功したため，より火炎位置の特定が正確に行えるようになった．
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