Sciences概要ハイブリッドロケットエンジンの燃焼性能を向上させるため、新しいネストされたらせん構造を持つ固体燃料粒子を利用した技術を紹介する。Abstract新しい燃料粒構造を用いてハイブリッドロケットエンジンの燃焼性能を向上させる技術を紹介する。この技術は、アクリロニトリルブタジエンスチレンとパラフィンベースの燃料の異なる回帰速度を利用し、隣接するベーン間の溝で形成された渦巻き流れと再循環ゾーンによって物質とエネルギーの両方の交換を増加させます。遠心鋳造技術は、パラフィンベースの燃料を3次元印刷で作られたアクリロニトリルブタジエンスチレン基板に投げ込むために使用されます。酸素を酸化剤として用い、新しい燃料粒の燃焼性能を調べる一連の試験を行った。パラフィン系燃料粒と比較して、燃焼過程を通じて維持できるネストされたらせん構造を有する燃料粒は、回帰速度の大幅な改善と燃焼効率の向上に大きな可能性を示した。Introductionハイブリッドロケットエンジンの燃焼性能を向上させる技術が急務である。現在までに、ハイブリッドロケットエンジンの実用的なアプリケーションは、固体および液体ロケットエンジン1、2よりもはるかに少ないです。従来の燃料の低回帰速度は、ハイブリッドロケットエンジン3、4の推力性能の向上を制限します。その燃焼効率は、内部拡散燃焼5による他の化学エネルギーロケットのそれよりもわずかに低い、図1に示すように。冗長性の問題に関連している。これまで、これらの欠点を有さない燃料粒の構造改善は、燃焼性能16,17を改善する有効な手段としてより注目を集めている。3次元(3D)印刷の出現は、複雑な従来の穀物設計または非従来型の燃料穀物18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30を迅速かつ安価に生産する能力を通じて、ハイブリッドロケットエンジンの性能を向上させる効果的な方法を持っています。燃焼過程の間、これらの燃焼性能の改善は特性構造燃焼とともに減少し、燃焼性能23の低下をもたらす。我々は、新しい設計がハイブリッドロケットエンジン31の性能向上に有用であることを実証した。この技術の詳細と代表的な結果を本稿で紹介します。燃料粒は、アクリロニトリル-ブタジエンスチレン(ABS)とネストパラフィンベースの燃料によって作られたヘリカル基板で構成されています。遠心と3D印刷に基づいて、異なる回帰速度を持つ2つの燃料の利点を組み合わせました。燃焼後の燃料粒の特殊ならせん構造を図2に示す。3に示すブレード間の溝に同時に作成されます。この内面の特徴的な構造は燃焼室の乱流運動エネルギーと渦巻き数を増加させ、燃焼室内の物質とエネルギーの交換を増加させる。最終的には、新規燃料粒の回帰速度が効果的に改善される。回帰率の改善効果は十分に証明されている:特に、新規燃料粒の回帰速度は、4g/s·cm2,32の質量流束でパラフィン系燃料のそれよりも20%高いことが実証された。ネストされたらせん構造を持つ燃料穀物の1つの利点は、製造が簡単であるということです。成形プロセスには、主にメルトミキサー、遠心分離機、3Dプリンタが必要です。3D印刷により形成されるABS基板は製造コストを大幅に削減します。一つの重要かつユニークな利点は、燃焼プロセス中に増強効果が消えないということです。本論文では、新しい燃料粒構造を用いてハイブリッドロケットエンジンの燃焼性能を向上させる実験システムと手順を紹介する。特徴的な速度を特徴とする燃焼効率を含む。つの部分で構成されています。新しい穀物の主要部分として、パラフィンベースの燃料は総質量の80%以上を占めています。ABS基板は、追加の燃料として使用されます。この燃料粒の製造は、3Dプリンティングと遠心鋳造を組み合わせることで実現しました。燃焼室圧及び酸化剤質量流量の変化を示す。流量調節に必要な時間を提供するために、酸化剤は燃焼室に事前に入ります。エンジンが燃焼室に圧力を加えると、酸素の質量流量は急速に低下し、比較的安定した変化を維持します。燃焼プロセス中、燃焼室内の圧力は比較的安定したままである。燃焼室の圧力振動周波数の比較を示す画像を...Discussionこの論文で紹介する技術は、ネストされたらせん構造を持つ燃料粒を用いた新しいアプローチである。必要な設備や設備の設置に問題はありません。らせん構造は3D印刷によって容易に作り出すことができる、そしてパラフィンベースの燃料の入れ子は遠心鋳造によって容易に遂行することができる。FDM(FDM)3Dプリンタは高価ではなく、遠心分離機のコストが低い。(グラント11802315、11872368、11927803)と国防キー研究所の機器事前研究財団(グラント第6142701190402)によって支援されました。reserved×-1::1。