A
s t heo xi di Z e r ,t woa mmO ni t J m p e r c hl or a t epr e pa r a t i ons ,oneha v i ngapa r dc l e s i z es el e c t e df r om l a r gepa r t i c l e ･ s i 紀 gr Oupa ndt heot he rpo s s 鰐S e d ofapa r t i c l es i z e s e l e c t e df r om s ma l lpa r t i c l e ･ s i Z egr oup,We r emi xe da ndp utt ot het e s t . Thes p e c i f i c s ur E 8 C ea r e aOft heoxi di z e rwa sva r i e df r om s a mpl et os a mp l eb yc ha ngi ngt hepa rt i c l e di A J ne t e rOrmi x t ur er a t i ooft hepa r t i c l e so fwhi c h t he oxi di z e ri sc ompo s e d. The r e l a t i ons hi pbe t we e nt hes p e c i 点cs u血 c e
are ao ft heoxi di z e ra n dt het e ns i ) epr op er t i e s oEpr op e l l a nt swa sde t e r m ine da t +
so℃ ,+ 2 ぴ C a n d ‑5 0℃･ A s t her e s t J l t , t heE o l l owi ngwe r el e a r nt :
1 ) hr ge rs pe c i 丘 cs ur f a c e i sde s i r a bl e , t m t l S el nt ht e ns i l es t r e ngt ha nde l onga t i o n
i nc r e i L S eWi t ht hei nc r e a s eo ft hi sa r e a .
2 ) Ev e ni ft hes p e c i Gcs ur f a c ea r e ai sc o ns t a nt , t heo xi di z cri n whi c ht he r e e xi s t s pa r t i c l e sofapa r t i c uhr I yur gepa r t i c l es i z epr o v i d
es l o we rs t r e ng t h･ t he n i ti s a s s ume d t ha tt he c onc e nt r a t e d s t r a i nsont heox i di z e rs ur f a c eha v ec on s i de r a bl e e
ue c t supont hes t r e ngt h･
3) A s t he s p e c i 点c s ur f a c e a r e a OEoxi di z e ri nc r e a s e s ,t hepr o pe l l m te xhi bi t st he t e nde nc yofl o s i ngmodu lus ･l nt hi sc a s e ,pr e s e nc eo fl a r gepa r t i
cle se x e r t sl i t t l e e qe c I .
ロケ ッ ト推進薬 の火旭湿度測定法
吉 川t ,ケ ツト推進薬の火婚温度は亜要な特性位の一つで あ り,種々の方法で測定されているが
l)2) , 他の特性 仇 と比放 し約定が困軽であるためデータは款少い｡こ れは多最のエネルギーを放出し,それ らがただちに様 々な形に変ってしまうとい う火焔の性質による｡どの ようなエネルギー状値を観測 して火柏の温度とするか は柾々放陰があり軽 しい問題である｡3 日) ら
ここでは Na D 線反転法を波長走査方式 で行ってい る｡装位は未だ不充分なものであるが大気圧下で燃焼 するロケ･ Jト経過薬の火焔温度を測定 した｡波長走査 方式は 1 0‑2 0s c cで 1回 の洲定が出来,この程度の 現象の桝定に適 している｡
なお,推進薬の火焔スペク トルは明るいバ ックグラ ン ドを持ち,その上にカリュ‑ム,ナ トリュ‑ム
称畔体原子のスペクトルと, わずかではあるが OH 等 2 原 子分子のスペクトルが見 られる｡
I . 測定法および慈母
NA D 銀政略法 は 氾皮既知の鼎体をバ ックにナ トリ
噂!l140年9月9El生色
+ E l未払相見良工墳 愛知県知多市民丘町四 円8 2 Yo 1 .2 4 .No.1 .1 9 4 3
遠 田*
ユームを含む火焔を分光辞で観Al Jす る｡火焔 の 温度 が粒体より高い場合は黙体の連続スペク トル の上 に Na D 線 が亦線 となって租測され,逆に火焔の温度が 具体より低 い場合,鼎件 の連続 スペクトル の うち Na D 線 の部分が火称 I 】 の Na に j t : ･ 喝吸収 され暗線 となって観測される｡火焔 と無体の温度が 等 しい 場 令.押縁 も暗線 もな く迎統スペク トルが観測 される｡
この突放では Na D 線部分を波長走漉スリットと光紙 子珊倍肝で検出し,スペク トル曲線をオ ッシt ]に描か せ,その波形より Na D 線が発光 しているか吸収 して いるか判定 し,比較光源の喧流を調渡 して平衡点を求 めている｡装軌 まFi g. 1 の通 りである.比較光源の 光は兆光 レンズ LJを通って火焔の所に像を結び,火 焔の光 と火に光源 と火焔の光の立体角を調整するス リ
･ Jト S■ ,レンズ L2を通 って分光器の入光ス リット S z上に蝕を結ぶ｡分光特を出た光 は 波長走査ス リ･ / ト S さ上に像を結び,そこで選択 されて周期的に光砲 手増倍管に入る｡光紙子増倍管の出力は増惜しでオ ッ
シロに噂かれ.ブラウン管耐上に Na D 線近傍のスペ ク トル曲線を拓 く｡
( 2L 9) 31
Fi g.IApp a r a t usf o r w a ve
s c a nni ngme t ho d 比故光源に は 映
写
換羽50 0 W タングステンフィラ メントランプを使用
した｡このような湘定には広い面 掛 こわた り一抹な温
度を示す l )ボンランプが望ましい が.取扱に注意すればフィ
ラメントランプでも純度良 く測定出来る0｡温産測'
k の 時は分光常のス1 )I /トに 入る部分をうまく
嗣 整すればよいが,ランプの温度を 光高温計で較正する時,
視野に他の払分 も入って来る ので注忠を賓する｡フィ
ラメントランプは 2, 8 0 0 . C 蓬 使用出来 るとされ
ている6 ㌔ 映写他用 ランプはコイル 状のフィラメント
が 4 本づ つ 2 列に並んでお り,その 列の向合った内側
の面が坤庇 も比較的一様であり温度 も高いのでその部分を利用 し
た｡屯源は在米屯源が用 意出来ず,1 0 0 V,6 0
C / Sの交茂 を使った｡スライダ
･ /クで屯圧を飼
重 し,典光 レンズを通 して光高温計で 確流温度関係を求 め た｡
温度 は 光荊i R計 で求 め た 0. 6 5 p の輝度温度を 0. 5 9 F ･の舛庇温度になお して
使 用 した8 ) ｡筒洗温庶関係 は一次に近いので最小自
乗法 により一次式にしておいた｡ 分光掛 ま曲沖の
PQ6 0型 を使った｡スペクトル投 映カメラを放 りはず
し,波長走査ス
リットを Na D線 がスリ･ /トの位匿で
蝕を冶ぷ様に
牧匠した｡入力ス リ I /トの所に小 さな
白銀をおき.火焔の像を写 して火婚 のどの部分がス リッ
ト内に入っているかわかる様にし た｡入
力スリ･ /トは S / N 比の関係からス リット巾を 0.
2mm ,長さ 1 0mm で使用 した｡
波長走査スリッ
トは安全カミソリの刃を利用 して作 っ た 軽丑 な もの で,
スリット巾 0. 1mm ,長 さ 1 3 mm である｡これを
9 0C / Sの髄磁菅又のフォークの 先端近 くに接着
剤で貼 りつけ,他方のフォークにも同 じ正也の鉄片を按辞 し
て,椀脚 Imm 仕 法 は安定し た正弦振動をするように
してある｡測定の時は振縮約
3 2 0 . 5mm で使用 し
た｡ス リットの 位 定は Naスペク トル光澱を使用 して N
a D穀がス リ･ Jト上で蝕を結ぶ ように調節 したが,
スリ･ /トの光に対する角度はフォ ークの楢等の関係
で色収差 をとるに充分でない｡ しか し輸出するのは
Na D線近傍だけであり,光流のみの 場合出力はきれいな正弦波となるので誤差 は
無 視 し た ｡ 碓舷音叉のアンプは 1 2AU7 .6AR5を
使った正 弦波発振辞である｡ 光唱子欄解管は東芝 7 3
05で,陽極砥庄 9O OV,負 荷抵抗 し 1 0k. ( )
で使った｡波長走査 スリットのす ぐ 後においてスリットを通
過 した光はすべて検出出来る ようにしてある｡出力は 6AU
6x2, 6 AV6 のアンプで 増巾してブラウン管オシ･ J
t 7に入れている｡波長走査 ス リ･ /トと光f t i 子増結管は光源等の光学系,分光尊 と 執った鉄のレー
ルに組んでお り,電磁音叉の振動で他 の飾分がずれる
ことはなかった｡
2. 夷 験 脚 は ダブルベー
ス推進薬 を 4×4×1 0 0mm の 棒 状に 削 り,側面を境
化メチレンで薄 くレス トリク ト したものである｡
大気圧下で約 1 0‑20 S ∝ 燃焼する｡
Naは 料 中に
不純物 として含まれ.単独 で 見 る に は充分であるが
,比較光源 と合せてみると S / N 比が 悪 くなるので併
面に炭酸 ソーダの粉末を逸 っ て補 っ た｡就料の支持は
鉄棒を2 本立て,その間にそれに沿 って移動する水平
な台を作 り,それにとめた｡台の移 動はペアリングを
用いているので滑かである｡分光幹 の入力スリットに
取付けた白米の火伯の像を見ながら 手で動かした｡火
矧 ま大究庄下であるため不安定であ るが.燃焼面から
約 l Omm の所を中心に測定した｡
実故は暗畠で行なっ
た｡オ ッシロに描かれる Na D
腺附近のスペクトル曲線は F
(a)
(b)
(C)
(d)
L
g j !
Ⅷ0
08
Sh
S8
SO
〇
〇
C 一
L e
SO O
B y s
SbB S wAV e
leA￠h Fig.2WzIVeformoLspectradetec ted by
wavescanningslitandpttoto mtlltipl ier A:NaDlineFrompropclhntdame b:EmissivespectrumoLNa;obser ved when且ametemperatureishigher th且nthebrightnesstemperatureoI comparLSOnh np.
C:AbsorpdonspectrumoENa･,obs er･
vedwhenhmetemperattlrCis low即tlmthebrighttleSStemPem ‑ tureoEcoJnPrisonh mp.
d:WaveLornforJTutChingconditi on.
There o bservedonlyconhuous spectramoEcomparhonla m
p. pには喧碇菅又の 3
サイクル,すなわち波及走査スリ
･/トが 3 回往従する部分が見える掛こ同期をとった｡
比較光源の迎枕スペクトルはタングステンのスペクト
ル分布よt)も光fB子増倍管の特性に従い,短波長側が 小さく , 長波長佃が大となるから ,
波長走査スリ･/ト により正弦波となって観潤される｡光波を交茂で点稔
したため,正弦波の板巾が周期的にわずかに変化す る ｡ NAD 線は正弦波の中臥変曲点に表われる ｡ 発 光スペクトルの場合は Fig.2(b) のように上 側 に , ･Yol. 2 一 .No.I. 1 1 岨 5 吸収スペク トルの場合は Fi g.2( C ) のように 下風 こ 表われる｡平衡 した場合は上下共我われないが
,火塙 の乱れから上. ,あるいは下 と同 じ程度に出る｡
測定の 場合,光将の花流 を推定温度よ りやや下に して
おいて 推進矧 こ中火し,発光スペク トルが消え吸収ス
ペク ト ルが表われる迄徳光を増加 し,役.平衡点を求
め.そ のままの状態で燃旋終了後屯託 を溌
んだ｡
実験結果は茨 1 の通 りである｡ 1種の推進薬 につき 5‑Ⅰ 5回測定 し,その平均値と標準偏差を示
して あ る｡計辞低は水性 ガス反応によt )計辞 した 温 度 で あ
る ｡ 蛮 1 火焔 氾密封定t R t(大災 旺下) 推 進 薬 l
朴 昇 任 GE戸‑I
0B GEP
‑2 3 GEP
‑ 25 GEP‑3
2B GEp‑
5 6 GEp
‑5 7 GEp‑
5 8 GEp
‑ 5 9 GE 戸
‑ 60 GE p ‑
6I GEP
‑ 82 GE戸‑
63 GE p ‑
64 GEP
‑ 2 6 GE戸
‑ 92 GEp
‑ 93
GE戸‑ 94 沸 起 位 l標 準何盛 2, 45
00 K 2,
41 0 2, 5 25 2.
3 5 0 2, 5 6 0 2,
3 4 0 2. 65 5 2,
3 5 0 2
, 粥0 2 ,
3 5 0 2,
3 5 0 2,
3 5 0 2,
3 5 0 2.
3 5 0 2.
3 4 0 2, 3 2 0 2,
61 0 2,
5 7 0 2,
64 0 2.
60 0 2,
5 5 0 2,
63 0 2,
5 9 0 2.
5 45
… 憲 一 … : :
: , : : : ; ; : 鳥 : ; :
冗 O 8 4 9 O 9 ノ t ノ t J 7
L
^ 1 2 . 1 l ‑
l
1 0
8 ll L5 12 22 21
3 3 GEP‑3 2 B は温ま,圧力不感推迎薬で あ る ｡G 5 6か ら GEP･ 胡 迄は殆ん ど同一組成で燃速制 Ep‑
御剤の 丘のみ典なる来晩岡推進亮である｡GEP‑ 2 6 から
GEp
‑ 94迄は低賂速組成の推進薬で大丸庄下で燃焼 した場 令,煤が
多い｡
3. 典 故特典
t Jケ ･ /ト推進薬には唖々の添加剤が含まれて お り, その影響で火矧 こは固体粒子 も含まれている｡
しかし 多 くの場合.ダブルベース推過轟では固体粒子
を生成 する添加剤は微最であ り,従って火焔中の固f
純 子 も 微最であると思われ る｡衣 lの GEP‑ 2 6か ら ‑
GEP 94 までは低低速用推進薬のため添加剤が多 く,
大気で 中燃娩 した場合目視で煤の存在が路められたも
ので.
測定 した温度が計辞任よ り高いのは明 らかに煤 の影響 と云 え る｡他の推進薬 の 火伯温度測定には N
a D 線
反転法を用いて何 ら差支えないと思わ
( 22L) れる｡
火娼温度粥定で鹿 も問題 となるのはその輔庶T･ ある が,2 , 0 0 0o K 以上の火焔で温度 が 安定 し,温度標準 として他用出来るものがないため装政の両から考えた
い｡
比較光源の温度校正に用いた光高温計は 1 , 5 0 0 c c迄 は 0･ 65 F Jのフィルターのみで測定し,更に l , 2 0 0 c c から ), 0 0 0 c c の岡を灰色 フィルター を加えて測定す る｡この光祐温計の較正は大同封飼中央研究所でさせ ていただいた｡灰色フィルターを入れた 場 合,l , 2 0 0 o C から 1 , 6 00 o C 迄の問でリボンランプの温蛇 と光高 温計の目盛の統みと墓があり.これをグラフにとると 直鼻 となるので,2 , 00 0 9 C 以上 もその線を延長 して使 用 した｡光祐現計で比坂光源の温度を較正する敏合, 前にも述べた様にフィラメントが 4本づつ 2列に並ん だ構造であるため温度が一様でなく,又交流で点燈 し ているためもあって,較正伍の標準偏差は 1 8 c c であ った｡
NaD線反転位匿 を決定する輔度は 襲 1 の捺印偏差 の通 りである｡この場合,火焔のみだれが大きく好守 しているが,スペクトルの検出に光馬子増佑管を使用 しているため,この S / N 比にも関係する｡矧 こ温度 が高いと雑音 も増大するので,光屯子増倍管のまわ り を虎盃に遊苛する必要 が あ る｡こ の 実験 の 翰合, 2, 7
00 o K 位迄は NaD 線 が 充分検出出来た｡火焔が 安定している場合は 衣 1の GEp‑6 6 の 様 にばらつき が 5 o K である｡又,この場合 . 汎延着は光の明るさ を見るのではな く,ブラウン管に描かれる波形より反 転位匠を決定するので伍入善 も少 い ｡
Na D 線反転法では.比較光源の 光路内にあるナ ト リュームの平均温度を測定するが,この英験では火焔 中のナ トリ: I‑ムが推進… 掛こ不純物 として含まれてい るものだけでは足 りず,併面に炭酸 ソーダの粉末を逸 ったため.火頼中のナ トリュームの分布が一抹でない ことが考えられる｡目視では推進薬の一つの何両のみ に炭酸ソーダを逸った場合,その両の上だけ掛 こナ ト
リュームの発光が強いとは感 じられなかったが,分布 が一様でないとすると,火焔の周辺に多 く含まれ,塗 気 と接 した温度の低い部分を主に測定した こ とに な る｡なお,ナ トリき‑ムの最は温度測定に膨轡を与え ない
7)｡以上の湘定位の精度に関する検討を考 に入 れ て褒 1の位を見ると｡煤の多い GEP‑ 2 6 以下 は I V) J 定法 が 不適当であるから例外 として,いずれ も計界位より大 巾に低下 した温度が測定されている｡これは計辞位が 反応の政終段階迄考えているのに対 し,大丸庄下の燃 焼では活性化 したガス分子の拡散が大で充分反応 して いないことと.周閲の空気による冷却があるためであ
34
ろう｡又,油定位が計昇任軽弟が出ていない,すなわ ち,計井仕が典なっても測定位にはあまり差がなく似 た様な班が得 られたことも,やはり大気圧下の燃焼で あることと.周囲の空気の冷却の効果が大であるから であろう ｡GEp‑5 6から GE p‑ 6 4道は少 しづつ温度 の異なる火焔を用いて荘定位 との対応を見ようとした ものであるが,殆ん ど同一の抑定仇でうまくいかなか った｡これらの推進薬は燃速制御剤の租合せ丑がわず かに興なるだけで殆 ど同一組成であるため,敢終反応 迄考えた計井では差が出ても,大気圧下では燃速制御 剤の火焔乱酔 こ対する効果が殆 どないということであ ろう｡
A. 枯 び
この爽験では比戟光源の安定臥 ナ トリュームの添 加方法,火焔の状態等に問題 があるが,Na D 線反転 法に波長スリ･ /トと光電子増統管を用いると,測定が 簡単なだけI C ･ なく,椅度も良いことがわかった｡輔虎 は S/ N 比に従 うが,光範子珊 E ･ 管の取扱に注意 し, 高圧在流屯汎 増倍著に低雑菅のものを使用すれば, Na D 線の反転位匿は充分検出出来る｡
オ ッシt )に描かれたスペクトル曲線の写京 も合せて 報告 したかったが,装置を他の突放に涜用 していて触 る板会がなかった｡
火焔温度湘定について教えていただいた東工紋の水 島容二郎氏,爽験を指導していただいた渡辺定五氏.
稲垣奴也氏に感謝します｡
文 献
1 )土地荘次,ロケット研究ノー ト ,Vol .3,No.1 4 (1 9 6L )
2 )Powl i ng,Combus t i oT 1a ndFhme Vol .6,No.
3(] 9 6 2 )
3 )GA ydonFume s , Cha pma n
&Ha l l London (1 95 3 )
4) 決羽 哲郎,エ業火藁協会臥 Vo ) . ) 8 No.5 (1 95 7 )
5 ) 右 肘良 5 1 ' ･ ,光工試報,5) ,3 3 3(] 9 5 6 )
6) i : 鬼才 i : 吹,燃焼の計測に閲する訴習会教材(1 96 4 ) 7)t Adc nbt J r g Phys i c a l Me n . < ur ene nt s i n Gas Dyuz t m ic s a nd Combus t i on Pr i nc e t on Ne w J cr s cy(1 95 4 )
8)水島容二臥 東工試軌 Vol .5 5 ,No. I (1 9 6 0) 9)Ga ydon Spe c t r os c o py a nd c ombus t i on t he or y
Chpt na r L& Ha l l London(1 9 48 ) 1 0 )Mi ddJ e hur s り . Sc L l ns t .Vol .3 8(1 9 61 ) l l ) 前水武夫,工菓火亮協会臥 Vo l . 1 9, No.5
(1 95 8 )
(火亮研究会. 昭 和 40年 6月 25 日)
( 222) エ集火薬換金雄
A l e AS t L m e ntOEt heFhneTe mpe r at ur eoESo l i dPr ope l hn t B
byTa t uoYos i k nWa
Wa v el e ngt h s c a nni ngme t ho di sa p pl i e dl oNa D l i ner e v e r s a lme t hod;a n dt he da met e mpe r a t ur eo fs ol i dpr o pe l l m t sa r eme a s ur e d.
Ⅰ ns t e A dapl a t e ,awa v el e ngt hs c a nni ngs l i t ,s a tona9 0 C / らt uni n gf or k.a nda phot o ‑ mul l i pl i e rde t e c tt hei nt e ns i t yoEs p
ect r ane a rNa p l i ne ,a n d dr a w a ･ .i nt e n s i t y c ur v eont heo s c i l l o s c ope( Fi g. 1) . Ma t c hi ngc ondi t i on i sobt a i n e d bys ova r i ngt he c ur r e nt soEt hec omp a r i s onl a mpt ha te mi s s i v es pe c t r um ora l x 5 0r pt 1 0 nS P e C t r um OfNa D l i mee l i mi na t ef r o m i r l t e nS i t yc ur v e( Fi g.2) .
S t mJ l d s ha p e d s o l i d pr op e l l m t s a r e bur ne da ta na t mo s p he r ea ndt ho s eAa me t e mp e r a t
ur
esa r es ho wni nt a b l elw it hs t a n da r dde vi a t i ot l SOEme a s ur me nta ndc a l c ul a t ･ e d t e mpe r a t ur a t h e me a s ur e d t e mp e r a t uz e ofda m e s i sl owe rt ha n t hec A I c uht e d t e mpe r a t ur e,f orbum i ngc ondi t i o ni sdi He r e ntf r om t hea s s ump t i ono fc a l c ul a t i on;a nd s t a nda r dde vi a t i ons ,de pe ndi nglma i nl yont hei ns t a bi l i t yo Hl a me s ,s ho wt ha tt hewa v e l e ngt h s c a nni ngme t ho di sa de q ua t ef orNaD l i ner e v e r s a l me t ho d.
新 書 虫 介 F. P.Bo yJ e
tHL n d D. TA b o r:Th eFr i c t i o na n dLd)
ric A t i o bO ES o l i d
( Cb L r e Z L d o t tP r Q B t I , Odo T d ,Fi r s tEd i t i o ni A 1 9 5 0 ,Co r r e c t e dEd i t i o t L i b け5
4Z L J ) A 1 958 )
妄り官 ● 首 J t 旨 震 E g体 の J g糠 と ; l q滑 ( 娼 即 6) 上の原本 と訳本は発刊時期から見ると新木 とは雷い
廷いが,内容に極めて特色のある,既に古典的名著の 地位 を占めている良市だから紹介 しようと思います｡
原著者バクデンは周知のように英国ケンブリッヂ大学 で現在研究を統けてお り,年来 Pr o c .Ro y .So c . 執 こ 大魚に発来してお ります｡上の本は彼自身の発虫済の 研究を中心に鞍めたもので ,Re y n o l d 茂 の 層流潤滑 の範囲外の潤滑剤のない場合 , 岬分子層油膜の場合, 梅庄潤滑の場合のメカニズムやスケー ト,スキーの肝 走,軸受合金,結晶,有捜高分子材料の摩擦.衝突現 負.爆薬の摩損研撃による分解,起鰍 こついて,彼の 考えを適用して見琳な展開を見せています｡彼の考え の根本は麻特は釈料片での高温局部発生,敬啓せん断 によって起るのだと普 うのであります｡研究のや り方 は英国乾で,高価な装匠を用いず.手作 り裳沢を主体 にし,現象を一つ抑えたら,これでもか,これでもか と観点,方法を変えて鞭底的に改革 し,殆んど矧 村の 余地のない権爽な知藷の鼎萌 をつ くりあげて行 くと甘 う姐であります｡本幹の定評あるのは当然 と思われま す｡
叔役の帝の爆⊇ 掛こ関係 した部分は以軌に刊行された F.P.bwd e n a n d A. D. Yo 一 k: I n i t i a t i o n A n d Gr o wt ho EEx p l o s i o ni nL iq u i d sa n dSo l i d s( Ca m･
Vo
l.
25 .No .I .1 恥!
b r i d g eUn i v e r s i t yPr e s s ,1 9 5 2)
の抄録 と首っても宜 しいが,本番の他の部分の潤滑
剤の箔 を繰言 掛こ置換 して考えることにして全体を読みな おします と,爆薬盛虻が一層よく判 るような先がしま す し,全 く興味沖々,示唆を多 く与えられます｡
とにか く本書を読んで行きます と推理′ ト説のような 感がします｡摩旅の本性,潤滑油 の 作用等 が推理 さ れ,軸路されていきます｡クローデルの ｢ 実験医学J F ･
脱J
