テクニカルレポート パルスレーザーを用いた低毒一液推進剤の点火に関する実現可能性評価
Feasibility study on ignition of green monopropellant using a pulse laser

勝身, 俊之  ,  古澤, 雅也  ,  Katsumi, Toshiyuki  ,  Furusawa, Masaya

内容記述
宇宙機の姿勢制御などに用いられる1液スラスタでは, 現在, 推進剤としてヒドラジンが使用されているが, 高い毒性を有することから, 近年, Hydroxylammonium Nitrate(HAN)やAmmonium Di-nitramide(ADN)を主剤とする低毒1液推進剤の研究開発が活発に進められている. これらの低毒1液推進剤は酸化剤成分と燃料成分を含み燃焼を伴うことから, 高温酸化雰囲気において高い耐久性を有する点火方法・燃焼制御方法が必要である. そこで, 高温酸化雰囲気において劣化や損耗のほとんどないレーザー点火に着目した. 本研究では, HANを主成分とする低毒1液推進剤を対象とし, パルスレーザーを用いた点火の実現可能性を評価することを目的とし, HAN系低毒1液推進剤液の点火実験を実施した. 実験では, レーザーのパルスエネルギーの測定, 圧力測定, ガス分析により, 点火特性の取得に取り組んだ. また, 点火特性基づき, パルスレーザーによる点火の実現可能性について検討を行った.
Monopropellant thruster has been widely used as a reaction control system of a satellite, spacecraft and so on. Currently, HAN-based and ADN-based green monopropellants have been researched and developed as an alternative of conventional hydrazine monopropellant because hydrazine has high toxicity. These monopropellants cause combustion because these contain an oxidizer and fuel, and flame temperatures are higher than the hydrazine. For a ignition and combustion methods, high resistance to such combustion environment as high temperature and oxidation atmosphere is necessary. We focused on laser ignition which has high durability in a combustion environment. As one of feasibility studies, ignition tests of a HAN-based monopropellant droplet were performed in a closed chamber using a pulse laser. We measured inside pressures of the chamber and analyzed product gases with several different laser energies. As the result, it was found that propellant droplet can decompose and gasify partially by pulse laser.
形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations
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https://repository.exst.jaxa.jp/dspace/bitstream/a-is/609994/1/AA1630043003.pdf

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