ロケットエンジンの要素研究として、ガスを噴射してエンジン推力を発生させる
ノズルについての研究を始めました。
実際のロケットでノズルから噴射する流体は酸化剤(液体酸素等)と燃料(液体水素、液化メタン等)を燃焼させた高温のガスですが、常温のガスを使用して類似の流れを発生させることができます。
今回は大学でも実施可能な条件として、1MPa、100g/sの条件で空気流し試験(発生推力50N程度)ができる装置を構築しました。
シュリーレン法を使って密度変化を可視化し、軸対称ノズルではノズル出口の流れの様子、2次元ノズルではノズル内の流れの様子を観察しました。
一般的なベルノズルやデュアルベルノズルについて、ノズル内に2次流れを噴射したときの圧力や推力の変化を計測しました。
今後、再使用ロケットの着陸時に必要とされるスロットリングと高空の高性能を両立するノズルの開発に有用なデータを蓄積していきます。