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

高能单组元推进剂激光辅助辐射加热点火科学原理研究

基本信息

批准号：
22K14421
负责人：
伊東山登
金额：
$ 3万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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．

基于共晶溶剂的高能量一组分推进剂（ADN-EILPS）是单组分的推进剂，预计具有高能量密度并且高度可管理。另一方面，ADN-EILP很难点燃，并且在推进器应用程序中面临着点火的技术问题。申请人对点火开关进行了研究，并发现了使用光吸收材料的激光辐射加热点火的有效性。但是，推进器内的点火延迟比预期的要长，有必要阐明缩短政策。该研究主题旨在通过组织ADN-EILPS导致推进器在推进器中以时间顺序排列的现象以及从各种工程学的角度阐明每个现象的原理来构建推进器的延迟操作的科学控制规则。今年，我们构建了一个新的实验系统，确定了吸光材料和ADN-EILP的辐射加热中的影响因素，并获得了温度升高。在先前的研究中，使用用作吸光材料的碳羊毛，我们通过实验组织了每个激光输出对吸收材料温度升高的影响。此外，对由推进剂和碳羊毛制成的测试样品进行了激光点火测试，发现点火延迟都具有广泛的分散体，无论激光变量如何。该结果与上述吸收材料的温度升高速率相同，据估计，吸收剂的来源是由于吸收剂材料表面状态的随机性所致。因此，据预测，在上述类别中，当前测试环境中的限速阶段将是推进剂的加热和热解。出于该主题的目的，希望确保足够的实验可重现性准确预测现象，这是该主题的目的。明年，我们将首先重新考虑吸收器材料，并试图通过高准确性获取和分析各种反应延迟来进一步考虑此问题。

项目成果

期刊论文数量（92）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Flight Demonstration of Pulse Detonation Engine Using Sounding Rocket S-520-31 in Space

DOI：
10.2514/1.a35394
发表时间：
2022-09
期刊：
Journal of Spacecraft and Rockets
影响因子：
1.6
作者：
Valentin Buyakofu;K. Matsuoka;K. Matsuyama;A. Kawasaki;H. Watanabe;N. Itouyama;Keisuke Goto;K. Ishihara;Tomoyuki Noda;J. Kasahara;A. Matsuo;I. Funaki;D. Nakata;M. Uchiumi;H. Habu;S. Takeuchi;Satoshi Arakawa;J. Masuda;K. Maehara;Tatsuro Nakao;Kazuhiko Yamada
通讯作者：
Valentin Buyakofu;K. Matsuoka;K. Matsuyama;A. Kawasaki;H. Watanabe;N. Itouyama;Keisuke Goto;K. Ishihara;Tomoyuki Noda;J. Kasahara;A. Matsuo;I. Funaki;D. Nakata;M. Uchiumi;H. Habu;S. Takeuchi;Satoshi Arakawa;J. Masuda;K. Maehara;Tatsuro Nakao;Kazuhiko Yamada

二液式単円筒回転デトネーションロケット燃焼器に関する実験研究

双部件单缸旋转爆震火箭燃烧室实验研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
石原一輝;佐藤寛;木村朋亮;中島滉介;中田耕太郎;鈴木大登;伊東山登;川﨑央;松岡健;松山行一;笠原次郎;夛田卓矢;藤浦彰友;奈女良実央;岡野裕;田原悠仁;中村祐太;安田一貴;江口光;中田大将;内海政春;松尾亜紀子;船木一幸,
通讯作者：
船木一幸,

共振管式点火装置に向けた実験と検討

谐振管式点火装置的实验研究