研究課題
基盤研究(B)
この研究の究極の目的は、高性能で広い推力範囲を有し、小型で信頼性の高い衛星用のマイクロロケット・モータを完成することにある。我々がこの目的の実現に向けて提案する概念は、高性能、高信頼性、及び、簡素性を目的として固体推進剤を使用し、燃焼のオン/オフや推力レベルのコントロールのためにレーザ使用と組み合わせて行うものである。今回の研究では、燃焼制御に関する各々の基本的要素を、独自に設計・製作したストランドバーナを用いて実験的に確かめることを行った。その結果、我々がここで提案する概念が実行可能であることが明らかになった:つまり、レーザによって燃料過剰に製作されたHTPB/APのコンポジット推進薬の強制燃焼は、高圧下での通常の自燃性の推進薬と同じ燃焼の傾向を有すること、又、圧力の適度に広い範囲で燃焼制御が可能な範囲を実用に相応しい圧力領域で有すること、等がわかった。温度分布を得るために行ったサーモグラフィーによる測定を後退線燃焼速度と組み合わせて検討することで、燃焼表面近傍の熱バランスが得られ、又、その結果から、燃焼表面への伝熱の大部分は推進薬の化学反応によって供給されるものであり、レーザエネルギーは、燃焼を維持するのに不足する分を補うために供給されている程度であることが示された。また、アレイ型方式に関しては、1Wの半導体レーザを用いて推進薬(ボロン硝石)の真空下での着火を実現した。推力測定の結果、30mg-1gのボロン硝石ペレットを用いて30mNs-1Nsの推力を発生することを確認した。また、着火率と推力性能の向上を目的とし、推進薬の配合比を変えた試験を行い、アレイ式ロケット推進機に適した配合比を特定した。また、推進薬の大型化による推力増強や真空下での暴露による信頼性の確認試験を行った結果、十分実用に足る推進機を完成させた。
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Science and Technology of Energetic MateriaIs 67・3
ページ: 96-101
Science and Technology of Energetic Materials Vol.67, No.3
