第5章 着火したアルミニウム粒子の周辺の温度分布 57
5.5 燃焼表面近傍の反応層内の温度分布と着火したアルミニ
第5章 着火したアルミニウム粒子の周辺の温度分布 58
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Temperature, T [K]
Distance from burning surface, x [µm]
0.5 Db 1.0 Db 1.5 Db 2.0 Db 2.5 Db 3.0 Db
図5.13 温度分布(b)，燃焼表面からx=60µm
燃焼表面近傍の反応層内の温度分布に出現した着火したアルミニウム粒子による温度変 動は，極細熱電対の付近を通過するアルミニウム粒子の粒径と極細熱電対からの距離に よって温度変動の波長とピーク温度が変化すると考えられる．コンピュータ・シミュレー ションによる着火したアルミニウム粒子の周辺の温度分布と，燃焼表面近傍の反応層内の 温度分布に出現した着火したアルミニウム粒子による温度変動とは近い形状をしている．
59
第 6 章
集塊したアルミニウム粒子の集塊粒 径と集塊範囲
6.1 燃焼速度
雰囲気圧力を一定としたときに，酸化剤のAPとANの組成比を変化させることによっ て燃焼速度を変化させ，アルミニウム粒子の組成比も変化させた．
図6.1にANとアルミニウム粒子の組成比を変化させたときの燃焼速度を示す．なお，
本章で使用したAP系コンポジット推進薬の組成比は表2.4の，
AN0 Al5, AN0 Al10, AN0 Al20 AN5 Al5, AN5 Al10, AN5 Al20 AN10 Al5, AN10 Al10, AN10 Al20
Alの平均粒径: 30µm である．
第6章 集塊したアルミニウム粒子の集塊粒径と集塊範囲 60
0 0.5 1 1.5
0 5 10 15 20 25
Burning rate, r [mm s-1 ]
Al composition ratio AN0AN5 AN10
図6.1 燃焼速度
図6.1のように，酸化剤のAPとAN の組成比を変化させ燃焼速度を変化させたとき に，ANを増加させると，燃焼速度は1.0から0.4 mm s−1 まで減少し，それぞれのANの 組成比による燃焼速度の平均値はAN0のときに1.0 mm s−1，AN5のときに0.6 mm s−1，
AN10のときに0.4 mm s−1となった．ANを増加させると燃焼速度は減少するが，アルミ
ニウム粒子の組成比を変化させても燃焼速度の変化は小さく，本章のAP系コンポジット 推進薬の組成と粒径では，アルミニウム粒子の組成比の変化が燃焼速度に与える影響は小 さい．燃焼速度のばらつきは，酸化剤とバインダーの拡散火炎による燃焼波構造の不均質 さの影響を受けていると考えられる．燃焼速度は燃焼表面近傍の熱平衡によって決定され
るが [3, 12]，本章で使用した平均粒径が30µmのアルミニウム粒子は組成比を変化させ
ても燃焼表面近傍の熱平衡に与える影響は小さく，燃焼速度の変化が小さくなったと考え られる．
第6章 集塊したアルミニウム粒子の集塊粒径と集塊範囲 61