| 研究課題/領域番号 |
25289308
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
各務 聡 宮崎大学, 工学部, 准教授 (80415653)
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| 研究分担者 |
橘 武史 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50179719)
堀澤 秀之 東海大学, 工学部, 教授 (30256169)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 宇宙推進 / レーザ加熱 / 固体推進 / レーザ支援燃焼 |
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| 研究実績の概要 |
作動の中断と再開を含めたスロットリングをレーザ加熱により実現するマイクロスラスタの実現を目指し，性能向上と燃焼の安定化に資する試作評価を行ってきた．平成26年度において，ノズルのスロート断面積を0.75平方ミリメートル，設計推力室圧力を0.03 MPaとしたところ，推進機より安定した燃焼が得られた．そこで，平成27年度も同じスロート断面積と設計推力室圧力としつつ，1)固体推進薬と接し点火に影響を与えるレーザ導入窓の材質，2)サーモグラフィーを用いた推進薬の温度分布測定を行った．
カーボンブラックを0.5%混ぜたHTPB/AP推進薬を用いていてレーザヘッドの移動速度を0.3～1.0 mm/sとした．また，レーザ透過窓には，耐熱性とレーザ透過率の観点からPMMA（アクリル樹脂）とPC（ポリカーボネート）を用いて性能を比較した．推力実験の結果，PMMAもPCも比推力は100～130 s程度でほぼ同等であったが，燃焼の安定性が変化した．すなわち，PMMAでは，レーザ照射後5秒程度で点火し，推力室圧力は0.06MPaと設計値より高くなるが，その後約0.04 MPaで安定していた．一方で，PCをレーザ透過窓にすると，燃焼の開始と中断を繰り返し不安定になった．
PC窓を用いたとき不安定な燃焼になった理由を解明するため，サーモグラフィーを用いて，推進薬とレーザ導入窓の温度分布を測定した．PC窓では， PMMA窓に比して燃焼面の温度が低く，また，推進薬に接している窓が高温になっていた．実験後目視で確認したところ，PC窓には黒色のフレークが付着していた．よって，PC窓では，黒色のフレークによりレーザ加熱が阻害され，燃焼が中断し結果として不安定な燃焼が生じたと考えられる．以上のように，試作機の性能を評価し，安定した作動が可能であることを実証し，サーモグラフィーにより不安定燃焼の原因を明らかにした．
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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