| 研究課題/領域番号 |
11305047
|
|---|
| 研究機関 | 独立行政法人宇宙航空研究開発機構 |
|---|
研究代表者 |
八田 博志 宇宙科学研究所, 宇宙推進研究系, 教授 (90095638)
|
|---|
| 研究分担者 |
佐藤 哲也 宇宙科学研究所, 宇宙推進研究系, 助教授 (80249937)
峯杉 賢治 宇宙科学研究所, 宇宙輸送研究系, 助教授 (90239327)
棚次 亘弘 宇宙科学研究所, 宇宙推進研究系, 教授 (70013737)
向後 保雄 東京理科大学, 基礎工学部, 助教授 (60249935)
後藤 健 宇宙科学研究所, 宇宙推進研究系, 助手 (40300701)
|
|---|
| キーワード | 炭素繊維強化炭素 / 回転破壊試験 / タービンディスク / 飛散 |
|---|
| 研究概要 |
前年に行った、各種静的引張試験及び、回転試験、疲労試験結果を基に、3次元強化C/C円板の特性向上を検討し、最終的なまとめを行った。昨年度までの検討結果から、回転体の強度は静的な引張強度で記述でき、C/Cの引張り強度は繊維/マトリックス界面の制御により向上し得ること、高速回転試験時、全体の破壊にいたる前に表面付近の繊維束がはく離し飛び出す現象が発生し問題になること等が明らかとなった。これらの知見を元に材料プロセスの見直しを行い、r-θ-z3次元強化C/C厚肉円板及び同円板の材料物性取得用のx-y-z強化平板C/C2次試作を作製し、回転試験及び静的試験を行った。
繊維束の飛散を防止する手法としては、表面近傍の部分SiC化して強化する方法、繊維束の波打ちを最小限に抑える方法、及び細い繊維束を用いる方法等を検討した。飛散開始前後の円板表面の詳細な観察を行った結果、飛散の発生している部位は繊維束が湾曲している部位が機械加工によって切断された部分を起点として発生しいることが明らかとなった。この結果を踏まえ、繊維束の波打ちを最小限に抑える方法、及び細い繊維束を用いる方法を組み合わせれば、当初の目標であった500m/sの回転速度を上回るものが製造できることを示した。さらに、タービン翼の検討のためにx-y-Z3次元C/Cからタービン翼の先端を模擬した試験片を機械加工により切り出した。その結果先端半径0.5mmまでは加工が出来ることが明らかとなった。また、模擬翼を回転試験に供し、回転周速度500m/sまで回転後に損傷がないことを確認した。
|
