宇宙用耐熱軽量スラスター用耐環境コーティングの設計と実証

耐热轻型空间推进器环保涂层设计与论证

基本信息

批准号：
11J10324
负责人：
北澤留弥
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Japan Aerospace Exploration Agency (2012-2013)The University of Tokyo (2011)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度の研究は主に、コーティング未処理のSiC/SiCスラスターのN_2O/エタノールエンジンでの燃焼実験における実環境の再現を詳細に行った。具体的な研究内容を次にまとめる。ア. 正確な実験データの取得 : 従来研究から用いられていた使用材料の熱伝導率及び比熱は実観測でなく繊維単体の特性を用いていた。力学試験の結果は実験の難しさから特に高温部のデータが取得できていなかった。このためシミュレーションの正確性に限界が出ていた。本年度に入り実際に比熱、熱伝導率及び力学的特性を測定可能な試験片を作製し正確な測定を改めて行った。イ. 材料及び流体両側面からの実験データの理論的解析 : 材料分野として燃焼試験中にサーモカメラによって取得したSiC/SiCスラスター表面の温度分布の時間変化、予備実験として行われた銅製水冷型スラスターによる熱量授受の測定結果があり、ガスの燃焼などの分野ではガス圧、燃料使用量比など一連のデータが取得されている。燃焼ガス条件から算出したスラスター接触ガス温度、銅製スラスターで得られた冷却水の温度上昇から算出した熱流束などを用い複数の側面からシミュレーションを行った。ウ. 複数の異なる実験条件のシミュレーション : SiC/SiCスラスターの燃焼実験には複数のガス条件が用いられており、条件によって結果は大きく異なる。燃焼試験において問題点の少なかった安定条件と問題点が生じた不安定条件を抽出しそれぞれにおいてシミュレーションを行い実験や測定によって得られなかったデータを予測することに成功した。特別研究員(PD)は終了するが、本研究は次年度も継続することとなった。今年度の成果は既に受け入れ研究者、協力者らと共に論文の作製を開始しており、平成26年度に順次発表及び投稿を行う。

今年的研究重点是在N_2O/乙醇发动机中未经处理的SIC/SIC推进器的燃烧实验中重现真实环境。特定的研究内容如下总结。答：获取准确的实验数据：未观察到先前研究中使用的材料的热导率和比热，而是单独观察到纤维的特性。由于实验的困难，无法获得机械测试的数据，特别是对于高温区域。这限制了模拟的准确性。从今年开始，我们准备了可以实际测量特定热量，导热率和机械性能的测试片，并再次进行了准确的测量。一个。对材料和流体侧面的实验数据的理论分析：在材料场中，在燃烧测试期间由Thermo摄像机获得的SIC/SIC/SIC推进器表面的温度分布的时间变化是燃烧测试的时间变化，以及使用铜水冷却推进器的热传递和接收的测量结果。在诸如气体燃烧之类的领域中，已经获取了一系列数据，包括气体压力和燃料使用率。使用从燃烧气体条件计算出的推进器接触气温从多个侧进行仿真，从铜推进器获得的冷却水的温度上升计算出的热通量等等。 C.多种不同的实验条件的模拟：多种气体条件用于SIC/SIC推进器的燃烧实验，结果根据条件而变化很大。在燃烧测试中几乎没有问题的稳定性条件以及提取了问题的不稳定条件，并为每个人进行了模拟，以预测通过实验和测量无法获得的数据。尽管特别研究员（PD）得出结论，但这项研究将在明年继续。今年的结果已经开始与接受研究人员和合作者一起准备，并将在2014年提交和提交。