研究課題
宇宙用ロケット上段の姿勢制御用エンジン(スラスタ)の液体推進剤はヒドラジンが汎用であるが，毒性が問題視されている。そこでエネルギー密度の高い物質(高エネルギー物質)を主剤としたイオン液体に着目した。イオン液体は溶媒を含まず低揮発性であるため，高性能かつ安全に取り扱い可能な推進剤となり得る。本研究では，高エネルギー物質アンモニウムジニトラミド(ADN)を基剤としたイオン液体推進剤(Energetic Ionic Liquid Propellants; EILPs)の実現に向け，イオン液体の調製指針およびエネルギー発生特性を明らかにすることを目的とした。平成29年度は，前年度に得られた熱分解，燃焼に関する知見を基にADN系イオン液体の点火について検討し，点火方式および着火性の高いイオン液体組成を確立することを目的とした。点火方式についてはレーザーを用いた点火に着目した。レーザーは非接触の点火を可能とするため，長期間安全に使用可能なスラスタが実現し得る。しかし，これまでに液体を点火させた例はない。本研究ではまず，前年度の研究で得られたADN系イオン液体(ADN，アミン硝酸塩，尿素をベースとした共融液体)の液滴にレーザーを照射すると，液滴が加熱され熱分解が直ちに開始し，一部の組成ではさらに点火に至った。そこで，液滴が加熱され，着火に至るまでの温度履歴の測定，熱分析による反応熱測定，分光分析や質量分析を用いた反応生成ガスの分析を行い，着火に必要な条件および着火に寄与する化学種を明らかにした。また，イオン液体組成については，アミン硝酸塩の種類が熱分解および着火反応に及ぼす影響について解析し，凝縮相における熱分解反応が着火性に寄与することが示された。以上の検討により，新規推進剤候補であるADN系イオン液体の点火に必要な基盤を築くことができた。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告
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