観察窓付き淀み点燃焼器を用いたハイブリッドロケット用低融点燃料の燃焼モデル確立

観察窓付き燃焼器を設計・製作し、気密試験等で燃焼器の健全性を確認した。その後ABS樹脂を用いた燃焼実験を行い、燃焼室圧力や燃料後退速度等のパラメータ取得及び弁制御系が健全に動作することを確認した。パラフィン燃料を用いた燃焼実験を実施し、ハイブリッドロケット用低融点燃料の端面燃焼における燃料後退速度の測定に成功した。本実験により設計・製作した観察窓付き燃焼器が淀み点における燃焼の実現及び燃料後退速度等パラメータ取得に問題がないことを確認した。端面燃料におけるパラフィン燃料の燃料後退速度は酸化剤質量流束だけでなく燃焼室圧力にも依存することを確認した。重回帰分析の結果、酸化剤質量流束と比較して燃焼室圧力の方が燃料後退速度に与える影響が大きいことが分かった。一般的にハイブリッドロケット燃料の後退速度は燃焼室圧力には依存せず、酸化剤質量流束にのみ依存する。本研究では端面燃料の形態で燃焼させているため熱放射の影響が一般的なハイブリッドロケットと比較して大きく、燃焼室圧力にも依存したことが考えられる。約5気圧下におけるパラフィン燃料の燃焼火炎をハイスピードカメラを用いた撮影した。結果、燃料表面の溶融層から約0.8mmの液滴が発生し、燃焼火炎を通過後液滴周囲に火炎を伴う過程の撮影に成功した。これは従来理論的研究から提唱されていた現象であったが、光学的かつ明瞭に撮影した例はなく、本研究において初めて撮影に成功した。

観察窓付き燃焼器を設計・製作し、気密試験等で燃焼器の健全性を確認した。その後ABS樹脂を用いた燃焼実験を行い、燃焼室圧力や燃料後退速度等のパラメータ取得及び弁制御系が健全に動作することを確認した。パラフィン燃料を用いた燃焼実験を実施し、ハイブリッドロケット用低融点燃料の端面燃焼における燃料後退速度の測定に成功した。本実験により設計・製作した観察窓付き燃焼器が淀み点における燃焼の実現及び燃料後退速度等パラメータ取得に問題がないことを確認した。端面燃料におけるパラフィン燃料の燃料後退速度は酸化剤質量流束だけでなく燃焼室圧力にも依存することを確認した。重回帰分析の結果、酸化剤質量流束と比較して燃焼室圧力の方が燃料後退速度に与える影響が大きいことが分かった。一般的にハイブリッドロケット燃料の後退速度は燃焼室圧力には依存せず、酸化剤質量流束にのみ依存する。本研究では端面燃料の形態で燃焼させているため熱放射の影響が一般的なハイブリッドロケットと比較して大きく、燃焼室圧力にも依存したことが考えられる。約5気圧下におけるパラフィン燃料の燃焼火炎をハイスピードカメラを用いた撮影した。結果、燃料表面の溶融層から約0.8mmの液滴が発生し、燃焼火炎を通過後液滴周囲に火炎を伴う過程の撮影に成功した。これは従来理論的研究から提唱されていた現象であったが、光学的かつ明瞭に撮影した例はなく、本研究において初めて撮影に成功した。