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The Condition of Stabilized Combustion in Axial-injection End-burning Hybrid Rockets

轴喷端燃式混合火箭稳定燃烧条件

基本信息

批准号：
22KJ0084
负责人：
深田真衣
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

端面燃焼式ハイブリッドロケットの実現に向けその成立条件である安定燃焼と燃え拡がり燃焼の境界条件を調査するため2022年度は主に燃焼実験を行った。酸化剤には酸素および亜酸化窒素を用いた。これは異なる酸化剤の使用が安定燃焼と燃え拡がり燃焼の境界条件の圧力に対する傾向に影響を及ぼす原因となり得るのかを調査するためである。また燃料には長さや製作方法の異なる4種の形状を、材質は全てアクリル樹脂として用いた。燃料形状を変化させることで、燃焼部における境界層の発達の有無が安定燃焼と燃え拡がり燃焼の境界条件に影響を及ぼすかどうかを確かめた。大気圧から25気圧まで合計で300回程度の実験を行った結果、後者の境界層の発達条件の違いは境界条件に影響を及ぼさない一方で酸化剤が異なると境界条件の圧力に対する傾向が異なることが判明した。実験から得た以上の結果を元に、酸化剤による圧力依存性の違いが何に起因するのかの原因究明を行った。安定燃焼は流速の高い酸化剤主流部では火炎が維持できない吹き飛び状態である一方、火炎によって燃料が消費されることで形成された流路急拡大部では流速が落ち、火炎が維持できる状態である。そのことに着目し燃焼学分野で用いられるダムケラー数という指標を導入した。ダムケラー数はある物質がその空間にとどまっている時間である滞留時間と化学反応に要する時間との比で表され、消炎現象の指標として用いられている。ダムケラー数を用いて酸素および亜酸化窒素のデータを解析した所、酸素と亜酸化窒素で見られた境界条件の圧力依存性の差の原因として、酸化剤によってアクリル樹脂との化学反応過程が異なる可能性があることが示唆された。修士の研究内容、および本研究結果を2回の国際学会で発表済みであり、今後は論文としてまとめ発表する予定である。

The establishment conditions for the implementation of the end-combustion type Häibrädkerft are required to investigate the stable combustion and combustion state conditions. In 2022, the main combustion implementation will be carried out. Acid is used in the production of acid. The use of acidizing agents to stabilize combustion and combustion conditions and pressure trends In addition, the fuel comes in four shapes and materials, and is made of acrylic resin. The fuel shape changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the stable combustion changes, the combustion condition changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the stable combustion changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the stable combustion changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the stable combustion changes, the combustion part changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the stable combustion changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the stable combustion changes, the combustion part changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the stable combustion part changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the boundary layer changes, the combustion part changes, the boundary layer changes, the combustion part changes, the boundary layer changes The results of 300 cycles of high pressure from 25 to 35 cycles of high pressure show that the influence of boundary conditions on the development of the latter layer is different from that of the pressure of boundary conditions. The results of the above investigations are summarized as follows: 1. The steady combustion flow rate is high, the main flow rate is high, the main flow rate is low, and the main flow rate is high. In addition, the number of combustion indicators is increased. The ratio of residence time to chemical reaction time is an indicator of anti-inflammatory phenomenon. The reason for the difference in pressure dependence of the chemical reaction process between the acid and the acid is shown. The content of this study and the results of this study are presented in two chapters of the International Academy of Sciences, and future papers are presented in a predetermined manner.

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fuel regression characteristics of axial-injection end-burning hybrid rockets using Nitrous Oxide

使用一氧化二氮的轴向喷射端燃混合火箭的燃料回归特性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mai. Fukada;Hiroki. Hayasaka;Sho. Suzuki;Landon. Kamps;Masashi. Wakita;Harunori. Nagata
通讯作者：
Harunori. Nagata

Necessary Condition of Regression Mode in Axial-injection End-burning Hybrid Rockets

轴喷端燃混合火箭回归模型的必要条件

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mai Fukada;Sho Suzuki;Hiroki Hayasaka,　Hironobu Maebayashi;Seong Mungyu;Yownin Albert M. Leung. and Harunori Nagata
通讯作者：
Yownin Albert M. Leung. and Harunori Nagata