Invetigation for scientific principle the laser-assisted radiant heating ignition of high-enegy monopropellants

共融溶媒系高エネルギ一液推進剤(ADN-EILPs)は，高エネルギ密度であるとともに高い取扱性が期待される一液推進剤である．その反面，ADN-EILPsは難着火性であり，スラスタ応用において点火に関する技術課題を抱えてきた．申請者は点火に関する研究を展開し，吸光材を用いたレーザ輻射加熱点火法の有効性を見出すに至った．しかし，当該スラスタ内での着火遅れは予想より長く，短縮化の方針を明確にする必要があった．本研究課題では，ADN-EILPsがスラスタ内で着火に至るまでの現象を時系列に沿って整理し，各現象の原理原則を様々な工学的視点から解明することで，当該スラスタの動作遅れに対する学理的制御則の構築を目指している．本年度は，新たに実験系を構築し，吸光材及びADN-EILPsの輻射加熱における影響因子の同定と昇温速度の取得を行った．既往研究で吸光材として使用されるカーボンウール単体を用いて，レーザ出力毎の吸光材昇温速度への影響度を実験的に整理した．また，推進剤とカーボンウールから成る試験サンプルのレーザ点火試験を行った結果，レーザ変数によらず，着火遅れは広い分散を有することがわかった．本結果は前述する吸光材昇温速度においても同様で，その源泉は吸光材表面状態のランダム性によるものと推測された．このことから，前述する区分のうち、本試験環境における律速段階は，推進剤の被加熱・熱分解であろうと予想された．本課題の目的である現象の精度良い予測には実験再現性の十分な保証が望ましい．次年度は吸光材の再考を皮切りに，精度良い各種反応遅れの取得・解析を目指すことで，本課題に対して更なる考察を試みる．

共融溶媒系高エネルギ一液推進剤(ADN-EILPs)は，高エネルギ密度であるとともに高い取扱性が期待される一液推進剤である．その反面，ADN-EILPsは難着火性であり，スラスタ応用において点火に関する技術課題を抱えてきた．申請者は点火に関する研究を展開し，吸光材を用いたレーザ輻射加熱点火法の有効性を見出すに至った．しかし，当該スラスタ内での着火遅れは予想より長く，短縮化の方針を明確にする必要があった．本研究課題では，ADN-EILPsがスラスタ内で着火に至るまでの現象を時系列に沿って整理し，各現象の原理原則を様々な工学的視点から解明することで，当該スラスタの動作遅れに対する学理的制御則の構築を目指している．本年度は，新たに実験系を構築し，吸光材及びADN-EILPsの輻射加熱における影響因子の同定と昇温速度の取得を行った．既往研究で吸光材として使用されるカーボンウール単体を用いて，レーザ出力毎の吸光材昇温速度への影響度を実験的に整理した．また，推進剤とカーボンウールから成る試験サンプルのレーザ点火試験を行った結果，レーザ変数によらず，着火遅れは広い分散を有することがわかった．本結果は前述する吸光材昇温速度においても同様で，その源泉は吸光材表面状態のランダム性によるものと推測された．このことから，前述する区分のうち、本試験環境における律速段階は，推進剤の被加熱・熱分解であろうと予想された．本課題の目的である現象の精度良い予測には実験再現性の十分な保証が望ましい．次年度は吸光材の再考を皮切りに，精度良い各種反応遅れの取得・解析を目指すことで，本課題に対して更なる考察を試みる．