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高 エネル軒,4 コソボ･S ッ
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こ一二i.･.rE'･:･てHtH 一､,･･･. 仁 .i ･. ･J':r･;,'.}研 究･儀 文
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ト推進薬の燃焼放構 (欝4報) ...
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･･ ‑⊥ 高 エ ネ ル ギ ⊥(バ イ ン ダ の 効 果 K ･つ い て ‑
･･ ,/..II.HlこJ H.日.i
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､,,;7･)鳥時 .1運‑千:I.ラ,r‑{rl･.r甲斐奄己',阿南敏行'L.
･い (1:nL･,･日.･,再 /.･･↓･t†.･lンT.1̀ミ
過由嘉掛 !IE豊 等‑i'(AP)::･.系 コソ彬 , ト推進薬の.'イ ンダ成分中のエネルギ̲丑が高い
ナゝ.･･J..･1て!Li!り‑i
ほ ど倦焼適度は速 くなる｡本研究に供訳 した推進薬は全て本駄鼓圧力範囲内:(･は橡虎中断を示 .I,. ニ蒜 芦 芹 謁 蒜 蒜 箭 7,7 JT;ilレ" Jレオキ七 タ･,(AMMO)の含相 が80%以上にな ると L
圧力4glPa.(･魅如 坤 断 した｡姓進薬の断熱火炎温度が高 くな るほ ど堆朱速度が速 く松草便結･ :‑̲Jilt
票 聖 霊 慧 ミ
()TJ',i/'∴ I IT ‑!ミ･Jrlil:･･.I.,.I.･/).:I.. .,1:二㈹ ･,i:･JLiT J'!lE
華し〆助 中のAMMOの含柏 が80% 以下では畑 柳 Or･･二. 低廉熱#囁 くなるほ ど断熱火炎温度 も高 くなる傾向を示す｡.Ij:
.t̲n
亀速 度 蛸 く な る｡.ア ジ化ポ リ.‑ 単 体 の 像 先 速度の 律 速 段 階 77 に 知 ら れ 沌 い も 軒,/本研究の 着 果 及 び 第 3 報 の結 果 よ り .･;･ ･ 恥 知 轟 ら 燃 焼 表面 へ0･熟 菰 束 が 推 進 薬 の 燃 最速 駒 津 速 .】..:.
tl1 1.‑.'.I .i'.. t.い ■･LLL
IL lu一一･ヾ Hr･七 一一t ジ化ポB.マ｣｣はぎ‑'diDtマ′‑中の･V .? ド基含有丑が多 く なるに従い梅島速度が速･く.なる倣向を示すチ!.J"Il･･ナ 二■そ こで本研究では7 1}化ポ1)7‑9燃焼速度に封す る影響を明確にす るために,･lJiれ'Jl〆成分.*のアジ化 求 リ1.廿の含有丑を変化 さ食像免速度に対 して.どのよ うに影野を与えるのかを検肘 した｡i.方ジ化ポサ マーと して性.,前報 まで拭料 と.tjで使用･していたAMM0を
使用･tLたき:.二.ト,.(7 .‑号 rl･
2∴;i乗 ･･:A.敬 .1;･ け
2.1拭 料 ;A. I.i一′
突放 に使用 した推進薬 は重丑比率.TC.AP/>tfr:./〆
=80/20に固定 した｡ バ イ ンダ成分 中 O.'ITbtL}北 ポ .1. 千:T含有丑 を子対.I,トp,‑ノ吋 .る丸めiT･･IAM脚 と不活
性ポ̀'リ? .Tを一定の剖合疋混合 ,した,もの を使用 した｡
AMMO と混合す る不 活性 ポリて′干成分 と しては.
AMMOと相停性が よく',負の生成熱を有す る.求.リブ lpビ1レ:y.す .)コ‑':JL･(以下 PPG)/%使用 した｡′子イ･/
〆中の'AMMOlt･:PPGの比串 は宜丑比 でiAMMO /PPG=･100/0,･yII80･/･20;･60J40(.40/60.20/80,,
･0/ユ00と.した..バイI''/FlQ硬化にはイ ソ7･寸t,.I/ジイ ソシ̀7ネ.十 HPDI)を使用 t,た｡ また∴バ イ ･/〆成 分料 ま可血判 を重点 で20%含んでい る｡/iAP粒子は 200j{m/135紳/軸 mの粒径の ものを重丑比で50/25 /25で混合･し重亜平均粒径を:110pmと七.iノ妨2報 と 第3報7C供拭 した推進薬 よ りも丑丑平均粒径を小 さ▲く
ソ･
･. 山
遠心
一.L‑▼･ ここ
I
三三⁝避雷拙誌'芸1･,芸芸慧慧崇盤苦慮怒髪 ●ヽ､‑ .‑(.卜
./+.A ･J･･‑I:IJや1‑1㌧,r‑
の温度盛衰に村長･ても影響を与えてい.有言とh.･準えら=1'.I;‑‑･ー.,･キ1=･沖ら.*和9･./甘..･!伊野tq苧ヲ.･< ノl′
･･彬.‑i̲t推進幣他職?轡段噂脚単車車や章票lS篇蒜?･,崇:I,誓:,:::I/t柵?･L/苧怨讐莞恩字壷262｡･,,･言:･'::ごT豆i':'ob5'Jg2‑{'21340.iJ:･'･･iJ‑:･､l;!JFABl0975lT9219603･1､･,/小.･....
1･iほじ桝こ .隻f 鍵2報及び第3報において,AP系 コ ソザ ジ,
AF A
KayaktiGokkaIshLVoL58.No.4.1997 ‑J57‑
Tiblel･こ1:Composidonofthepropellantsused
●inthisstudy
AP(wt.%) AMMO/PPG(wt.%)
80 こ∴ 辛 .1.i.d (.lb'bL/o). . i了
80 20(80
/20)
80 20(60/‑.▼ 1
0)̀ .､
80 2
0(40/60)
80
20(20/80)
80
20(0/loo)i.
TheparenthesisindicatesWeightratioofAMM
O
andPPG. i
した(第2軌 第3報では201.▲4Flm)
｡姐成をTable1;! にまとめて示す｡･モ ー′
tLJ1 . . Lソ∴ ′へ
2
.2推進薬わ燃免連取 王クI乗数方法 71･･‑
ド型のス トラ三･/ユt'億.
焼幕政を使用 して軸定 した｡･
サソプルは･7由×7EBX
70DZnの形状に加工 した もの
.を使用･した｡け '/プルは 側面を樹脂にてコ÷ティ丁./
〆を し.◆シ所定￠温度に所定 時間詞直 した後,I‑jLトラ./ド
触 義政に役圧 し,lL虚索･･
ガスにより所定の圧力
に加圧 し,圧力が一定になった 時点でス トラl/ド上端に
取 り付けたユタF,ム線により 着火 し億免 させた｡推進薬の
初期温度は293Kとした｡
燃兎速射 土/サ./プルに
一定間隔や取 り付けたと&‑
ズ線の溶断時間をデジタル
マルチ'J‑クーにより油定 し.線開度鮭'と溶断時間
上IDl求めたJ. ･■‑ 推進薬の断熱火炎温度は･.Gor
do九･らのtNASA‑SP 273の熱化学平衡計井によ
.り求めた｡こ計昇に使用 した 各成静 め示性式及び生放免をT
able2に示す｡.また.
不活性ガス中における鹿
央熟(爆発魚)は.血幹製作所 製の.ポンプカf'])‑メータ‑を使用 し,宴棄ガス圧力
2MPaで測定を行った｡
3.着果及び考察 ･i. ‑' L ‑ 3.I.各推進薬の放免速度を軸定 し億放速度特性 ･･･
た接点をFii.･1に示す｡
バイ ー/r〆中のAMMO
の剖合が多 くなるに従い像虎速 度が高 くなる｡J●AMMO
の比率が60%以下の場合は∴
Jサ'‑プラ トー墳虎が見
られる｡LAMMOの比率が 100%になるとAMMO
が80%の時 より佑虎速度が低 くなる'i空に.いずれ
の推進薬も蒋正では魚未申肺が 確威 されてお り.AM
MOの比率が高 くなるほど低圧 で愚埠中断を示 し.ーAMMO
が60,6以上では4MPa 'C抵朱が中断 した｡ これは
;二第 2,那 )で報告 したよう に本圧力領域ではAM
MOの帝政層が愚弟表面を覆 う
‑ために気相か らのフ々‑･､ドJ
Zツタ持紬'.融解帝表面に吸 収 され',;･愚妹を持氏す
るための熟が酸化剤粒子へ十分
に伝わ らないためEt考えられる言これ らの結果から'･; Table2 TherTnOChemicaldataof
thepropenants
CompneJltRadOnalLornuh HeatoLE
ornation Od/mol) . AP.. NH一CLO一. ..‑295.
9 AMMO CSH70N3 94.7
･PPGi. .C岬 802 ‑499 .1 lPDⅠ CI2Hl●02N2 ‑296.
2 Plasdcizer C22H一208 ‑143.3 工■1Z
lOnding
agent‑ l'C一Hl一03 ‑7 68.0. Plasdcizer:Adipatecompotm
d Bondingag呼:Tr i n
ethylolpro甲n号J旬10i..,II15.
,〜 A
, I a考Luトx:.
量
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Fig̲I.1.･Bumhgrate血 cteristi
csofAPcgnpg?ice
b赫 †Y･しtsat29‑は1･‑ヽ ー‑一
･L /
･1･I:. ■L･{･
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A叫MO?壌寧叫 0)0%p=なもとAMh.､dd如 は の時
●l● ･ヽ 事鴫 義速壷適 くねも原田と̀･l してや ;l AMMd.0台
.>
有益撞 く完 呈K従い燃虎裏面相 席層が厚 くな8.た Lー ▲t‑
め像か ･.不安定になっ七七
､､もためと考え由品ご1敵辞
周の直弘 痛 く触 ;坤 へ
の如 赫 如 しJと考えもれ る低岳('67.も施主畑 土':血 地 軸 舶 塙
に琴 い低 最速か 増 加する席向を示す｡̲a:カ9.5ん3
'唾 ?9.85 日において.AMMOが80
野以上になるとJf力持故が AMMO60馳 下? も輔 韓
阜寮＼｡1凍 隼 辞
3報2)で示 したようにAMMO:l土俵塊帝申
近郷 相 の温度感庇に対 して影響を与えてい
Rg . 21 lfTht盲端e ce誠 追 i'omputai'riion施al与res品ulp占t鮎ofadi諒 一ab.･:Iat●ic舶甲,e
‑:;一､:;I
∴Ll･1‑.ト･:㌔ ･IJ̲F.1.;J .･‑,.I;
!′!/i･'/.
､:‑く̀ヾこ,I L･jILi〉I.t':f4.,､
1･･'･'i･･
'RD'rlAB肝 ICFP.NE.TEdP,E触TUR∈j(K)
･).･卜,̲i'J=▲l
Fig.3The遇Jhshi盲もitk･さ品cLb
温適宜t';and
adiabadc血metemperature 雲 L.
'芸 芸 ≡≡言tf‑:誓 ≡ 画 しのと考えられ取り 髄 響軒
,1
…3･2断熱火炎温度の影
響 .言 =
彊 芝慧誓 警 慧 警 笛 芸霊…芝
':
T 中 ソ仲 のAMMOの割合が増加する
亘従い増加ゼ
葱野.%度 も速 く管特は肝以下tも■ヽ1▲ に燃焼が有 .: 虜合は.断熱火炎温度が高
くなるほど億
;吾 Fig鞄 に示す よ
うにAMMOの比率
＼
＼
ijTzる傾向を示榛 ｡･､卑
し,AMMOがl
農 芸崇 誓 誓冨;警 霊芝1ヽ ':≡,霊APMOが80分く
;や癌 速度
;幾;
の時より断熱
火炎温度が高 くあ て なる｡一般に燃焼表面近傍における一 1.
, 一 t.. l l
‑
̲
‑一■
●′
‑r̲.∫ソスを考
慮 した低旋速度は以下の式 r= lc(dT/也)C
Cppp(Ts‑TO‑Qs/Cp) が低
‑Ji蔓ヲT: l▲､ノ
りO
⊂JJ)
(I:.L!;vLjl
･準準To:牢P推進薬初期温度,Qs:換椿相,億溌表面聯 即 .il苦慮 準薬驚和行&.搾旋表面温鼠
(近傍) に.:東(1)げ岩k..式よ･鹿好日轟新吉 ヨり潜群速度蕗坤和すみた†ほ.rjく脚.卿 .町a.1号/･ヱ(1)事
の 分子に当たる気相から燃焼表面への熱流束が大 きくな るか,分母の燃焼裏面温度(Ts)が低 くなるか或
いは 甲 衷面縫 針 におゆる声 熱血が大 き蛸 芦完 とが必l 要である｡抵境表面温度(Ts)に開i L雪は,供試体有＼‑
〟 琴分解
温度で近似的に評価できると仮定すると,第. し1IJ
軒 見られたように5'･AP/AMMOとIp /ppGで控 埠ば岡等の熟分解温度を示すこ
とから,･卓雌 裏面温度 細 岡声 準 えられる｡
t' 恵
上 方 ‑ 革体甲 いてAA4MOの車 が80%
以罪 車 台は,断熱火炎温軌 燃朱速度の間に相関が■ 兄も:
ヽ̲一
,aI三三?､忘表芸芸器 慧 篭 孟慧I 芸謂 ていることが考えられる｡アジ化.if･]7‑単体の転 れ･ヴ4･‑･
娩速度は燃焼裏面(近傍)でのアジ ド基の発熱分解反応
!
串律速段階になってお り6
･日.また悠東患醗 温度感T .r
‑I 琴の結果 よ｡･柵 相反応だけでなく琴相反応に対車
†も.(インダ成分が形管を与えているdとから2)I ,顔 虎表面 (近傍)における分解熱或
いは気相から魅兎裏面
き讃 琵琵I㌘鰯 速幣 肇臓 ている
('L3̲.･.?､tR
癖 句形響xiJ!.:t.:1胤滴〇･3懲 Ti･.卦
.ィ溝 こ:P
ip;清琴嘩非分喝声帯伸葬*.),.%申蜂 し･/それ
らの燃洗速度と▲の
相関を検肘'L･.たiLrFig.･̲?港 示す よう l'イ'/ダ中のAMMOの丑が80%以下ではAMMOーKayi)kiJGakkajsM. V にJ
･い ‑IL
:IRAT'10:'0'
FIAMMO
/PPG･lNAP
I(, 一∴ ;tlL'.‑.'･ '/rC .一や '.:与浄鞍一.い.ず封ご!i r歩 it
ONPOSITEPROP.ELLANTS･
‑
Fig..,4;ThもJm品drilm‑eilt手品ul的 E.･'脇 t'of
combus･
∴ す'doがof.lthe'prd脚 血也㌧･･Lff･､t･･̲l ′
J tr̀･l‑′
ー:●32い00
II B ド∴Lr･.山当IVだudJlu1uHV1山arJ一こくiノ10300･ 1.‑::TCLll､l･tll･
'lTTJ;†i.'1･L2800‑ノ ･ ､
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掛益加す争臓滞捕適繊細申押す｡AM･t･汀ミLl17ム皿が e祉dcl.7即..J｣jqCllll̲li丁Ll'(,q禍0.'JiT'Lい.･.'t.,..JtH･･:I?'Taei冨惣藍悪 習 駄bm t
MOの比率が100%の時は表面の融
解層形成時の 吸熱反応により魅虎魚が低下 している
ものと考えられ
落匪熟が掛 ､丁前古L57議ほど断熱火炎温度粕前 脚 く転慧 示す｡像偲先述gLを示 して い る｡ この結果とFig.3の結果より倣
め関係を検討
した｡Fig.6に倦虎魚 と燃 唆
し澗 r や.扮
̲ 描
示す｡､像
洗浄が大きくなるほど燃塊速 の閑頃●くな葛 ,
b芸語 等 警:＼ ii芸表芸芸(‑諾 慧荒 ≡諾
‑F 警警芸ま…豊器＼誓芸:;三冨慧㌘≡肇 慧霊宝
法霊宝芸諾 霊芸孟諾 琵 諾 琵 芝草 警 諾
■t･ J･
ヽ
･られる ＼軸 '‑LJ
14.積 韻
i(I)AP系コンポジット推進薬9億鹿連呼 ･よネぶ毒
ト ギーが高 くなるほど触 速度は速 く華 るがAA'ipL,:I
