| 研究課題/領域番号 |
17K06943
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
添田 建太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (30795050)
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| 研究分担者 |
永田 晴紀 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40281787)
田丸 博晴 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任准教授 (30292767)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | ハイブリッドロケット / 端面燃焼 / 光造形 / 燃焼応答特性 / 消炎距離 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，「端面燃焼式ハイブリッドロケット」について，1) 3Dプリンタによる燃料造形において，高い生産性で，高精度，大型化が可能な造形条件を見出す，2) 様々な推力履歴でスロットリング燃焼実験を行い，推力応答特性を明らかにする，3) 酸化剤の種類を変えた燃焼実験および燃焼モデルの構築により，燃焼機構を明らかにする，ことを目的としたものであり，以下の成果が得られた．
1) 造形燃料の高精度大型化：大型のロケット燃料には酸化剤の流路となるΦ300μｍ以上のポート(貫通穴)が200～400本程度形成されているが，造形寸法にバラツキがあると逆火や消火などの燃焼不良の原因となる．そこでＸ線ＣＴを使い燃料内部のポートの状態を全数測定することで、不良ポートを検出するとともに，造形時のパラメータを調整することで燃料の寸法精度を向上させた．
2) 応答特性：推力制御時の応答特性を，推力制御の幅，方向（増加方向か減少方向か），および推力変動率（単位時間当たりの推力変動量）をパラメタとして取得した．ヒシテリシスは応答の遅れが蓄積することにより起こること，応答の時定数は推力変動率が大きいほど長くなること，および推力の方向には依存しないことを明らかにした．
3) 燃焼機構：酸化剤として，純酸素に加えて亜酸化窒素（N2O）を用いて実験を行った．火炎移動速度は小さいものの，純酸素と同様の圧力依存性を確認した．亜酸化窒素を用いて推力制御実験を行ったところ，応答の時定数が酸素の場合よりも極めて短く，ヒシテリシス特性も見られないことを確認した．
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