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Investigation of Ignition Mechanism and Control of Ignition Delay of Ionic Liquid Propellant Based on High Energy Salt

基于高能盐的离子液体推进剂点火机理及点火延迟控制研究

基本信息

批准号：
18J14397
负责人：
伊東山登
金额：
$ 0.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題の最終ゴール設定はイオン液体推進薬(ADN-EILPs)を用いた小型一液スラスタシステムの提案であった．本年度は昨年提示した，次に示す3つの研究課題に取り組んだ；(1)CWレーザ着火におけるレーザパラメータの整理と相関性評価,(2)スラスタシステムの検討とスラスタ設計フローの提案, (3)ラボラトリモデル(LM)スラスタ試験の設計・燃焼試験の実施．課題(1)：サンプルの着火遅れ時間の定量評価のために，サンプル表面における安定したレーザ照射状態を保証可能なレーザ着火用実験系を構築した．当該実験系を用いて，レーザ強度とADN-EILPsの着火遅れ時間の相関を検証した．レーザ強度に対するADN-EILPsの着火遅れ時間の分布は，前年度研究の考察に基づいた予測とは異なる傾向を示した．温度履歴解析および光学観察の結果から，本傾向はADN-EILPsの熱分解で発生する気泡によって光学的遮蔽効果があることが推測された．課題(2)：吸光材を推進薬供給方法としても用いる毛細管浸透型推進薬供給法と燃焼下限圧力以下の燃焼圧設計よりADN-EILPsの着火と消火をパルス的に繰り返し推力獲得するスラスタ概念を導出した．さらに当該スラスタの設計フローを構築した．課題(3)：(2)で述べたスラスタ概念および設計フローに基づき，LMスラスタを試作し，着火試験からLMスラスタの推進特性を評価した．圧力履歴，推力履歴および動画の解析から，概ね3 sの着火遅れで推力が発生することが確認された．当該着火試験の結果から，提案されたスラスタ概念は実現可能であることを見出した．提案されたスラスタ概念は，既往の一液スラスタとは根本的に異なる機構である．そのため，本研究課題を通して，現存しない革新的なスラスタシステムの提案に至った．更に，0.5 U級の超小型スラスタモジュールの構成例を示した．

The final design of this project is to propose a small liquid propulsion system for use with ADN-EILPs. This year, compared with last year's reminder, the following three research topics were selected: (1)CW-100 Fire Test, Classification and Correlation Evaluation,(2) Research and Design Proposal for System Test, (3) Design and Implementation of System Test. Problem (1): Quantitative evaluation of ignition time of a single unit and construction of an ignition system for a single unit surface to ensure stable irradiation conditions. When the system is used, the correlation between the intensity and the firing time of ADN-EILPs is demonstrated. The distribution of fire intensity of ADN-EILPs was studied in previous years. The results of temperature analysis and optical observation show that the thermal decomposition of ADN-EILPs leads to the formation of bubbles and optical shadowing effects. Problem (2): The capillary penetration type propulsion supply method and the combustion pressure design below the combustion lower limit pressure for the ignition and suppression of ADN-EILPs are used to derive the concept of propulsion. When the design of this article is completed, it will be constructed. Question (3):(2) The concept of LM model is described. The basic design is based on LM model. The propulsion characteristics of LM model are evaluated. The thrust force is calculated by analyzing the thrust force and the motion, and the thrust force is calculated by calculating the thrust force and the motion. When the results of the fire test are out, the proposal is out. The proposal is based on the concept of a fluid structure. This research topic is open to the public, and the existing innovative ideas and proposals are proposed. Furthermore, an example of the structure of the 0.5-U class ultra-small size is shown.