新規エネルギー物質ロケット推進薬の高速燃焼現象解明と制御技術の確立

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本年度は研究目標とする「新規エネルギー物質ロケット推進剤の高速燃焼現象解明と制御技術の確立」に関して、エネルギー物質の燃焼・分解反応に関するモデリングとシミュレーション技術に関して大きく進展した。前年度までに特定していたエネルギー物質に関する分解反応経路から，今年度はさらに拡張を達成し，基礎的なエネルギー物質推進剤組成物(硝酸アンモニウム，アンモニウムジニトラミド，硝酸ヒドロキシルアミン，ヒドロキシルアミン，硝酸グアニジンなど)に関する気・液両相の分解・燃焼反応に関する反応経路を定式化した。解析技術が整備されつつある気相反応のみならず，液相反応を取り扱っている点に本研究の独創性がある。これら特定された反応経路に対して，統計熱力学および反応速度論の理論より，(速度係数，熱力学データ，輸送定数から成る)詳細反応モデル【YNU modelシリーズ】を構築した。本モデルを使用して，任意組成・任意温度/圧力条件における上記エネルギー物質の化学反応を詳細に解析する反応シミュレーションを達成した。本研究成果は、エネルギー物質を使用した推進システム設計、特に着火・消炎などの過渡現象制御に関する設計に資することが期待できる。今後は，CFDと本反応シミュレーションをカップリングすることで，ロケットモーターおよびエンジン内の燃焼を詳細に解析できることが期待される。これら研究成果について、2016年度は英文筆頭論文：4報(他に共著論文1報)，国際会議発表：3件，国内学会発表：15件にて公表した。