研究課題
昨年度、液体酸素を再生冷却ノズルで気化して燃焼器内に噴出するための、無酸素銅製の液体酸素再生冷却ノズルを設計・製作した。今年度はこのノズルによる液体酸素の気化特性の評価を、酸化剤流量を冷却剤流量とは独立して変えられる試験用ハイブリッドロケットエンジンに装着した状態で行った。この実験と並行して、エンジンの大型化に伴い懸念される酸化剤流の旋回強度の低下の有無や大型化に伴う燃焼諸性能を把握するために、酸素ガスを用いる推力1500Nのハイブリッドロケットエンジンを設計・製作し、燃焼実験を行った。このエンジンは最終的には、再生冷却ノズルで気化させた酸素ガスを用いることを想定としている。以下、得られた結果の概要を記す。○安全性を考慮して、冷却剤の上流圧を低く設定し冷却剤として液体窒素を用いた場合、ノズルはロケットエンジン酸化剤と同量の冷却剤を安全に気化することができた。○液体酸素を冷却剤に用いた場合、酸化剤流量よりも少量ではあるが、液体酸素を安全に気化することができた。ノズル内表面での酸化物の形成は黙視では確認されなかった。液体窒素と液体酸素とで気化できる流量に違いが生じた原因を特定し、それに基づきノズル構造を変更した。○燃焼室内にもう一つ旋回型インジェクタが設置できる構造を持つ推力1500Nのハイブリッドロケットエンジン(全長1.2m、外径120mm)を製作した。着火は容易で振動燃焼を発生することなく安定に燃焼し、燃焼状況は小型ハイブリッドロケットエンジンと同様であることを確認した。
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Asian Joint Conferences on Propulsion and Power, AJCPP 2005, Fukuoka, AJCPP Paper AJCPP2005-22001
日本航空宇宙学会誌 53巻616号
ページ: 13-19
UNISECワークショップ2004講演集 UNISEC 04-20
40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference AIAA-2004-3479
Proceedings of the 24th International Symposium on Space Technology and Science ISTS 2004-a-16-g-20
