LNG推進系

トピックス

2009年6月25日 更新

LNG(液化天然ガス)実機型エンジン燃焼試験

6月22日より、LNG推進系開発の一環としてLNG(液化天然ガス)実機型エンジンの設計の妥当性を確認することを目的としたエンジンの燃焼試験をIHI相生事業所で実施しています。

2009年6月19日 更新

LNG(液化天然ガス)実機型エンジン燃焼試験の試験計画について

LNG推進系開発の一環としてLNG(液化天然ガス)実機型エンジンの設計の妥当性を確認することを目的としたエンジンの燃焼試験をIHI相生事業所で実施します。

2008年9月1日 更新

LNGエンジン用ガス発生器単体燃焼実験実施の結果

2008年8月20日から8月29日にかけて、LNG(液化天然ガス)エンジン用のガス発生器単体燃焼実験を9回実施しました。
いずれも正常に作動することを確認し、技術データを取得しました。

2008年8月19日 更新

LNGエンジン用ガス発生器単体燃焼実験の実施

LNG(液化天然ガス)エンジン用ガス発生器の実フライト時間相当の作動確認を目的とした、ガス発生器単体の燃焼実験を能代多目的実験場にて平成20年 8月20日(水)より実施します。

2004年11月2日 更新

タンクの材料物性や1/5サイズのエンジン燃焼試験を実施

LNGプロジェクトチームは2004年6月から9月にかけ、次のような試験に取り組みました。

【複合材極低温推進薬タンク/材料物性取得試験】
タンク開発に不可欠の材料試験データを取得しています。タンクは「アルミライナ」の周囲を「CFRP」(炭素繊維強化プラスチック)が覆う構造です。構造強度を受け持つ「CFRP」が、推薬を保持する容器「アルミライナ」と接着されています。今回の試験は、極低温での材料の特性をより精度良く把握し、接着材やCFRPの強度・靱性などの測定を目的として実施しました。
(写真:CFRP同士を貼り合わせた供試体にせん断応力を加えているところ)
【LNG点火器/単体試験】
「点火器」の設計確認のための試験を角田で実施しました。事前の解析では予測できなかった現象など有意義なデータが取得でき、これらをさらに設計に反映させ、試験を重ねます。
(写真:点火器単体での試験。点火時の温度や圧力の急激な変化を、高いサンプリングレートで計測)
【サブスケールLNGエンジン/燃焼試験】
実機の1/5サイズのサブスケールエンジンの燃焼試験を、同じく角田で実施しました。さまざまな技術データを取得できたものの、残念ながらエンジン停止時に噴射器などが破損し、試験スケジュールを途中で終了せざるを得ませんでした。実施できた試験のデータを詳細に検討し、「燃焼室から噴射器へ燃焼ガスが逆流したことにより、噴射器内で異常燃焼が起こった」と原因を推定しています。より詳細な検討を踏まえ、こうした不具合を防止するための対策を供試体や設備に反映させ、次回に臨みます。
(写真:スロートの直径約50ミリの1/5サブスケールモデルによる燃焼試験)

2004年7月2日 更新

LNG推進系(エンジンを含めた推進系システム)の開発に向け、基礎研究や要素技術開発を続けています

LNGを推進剤としたロケットエンジンは低コストで、高性能を期待できますが、まだ世界のどこも実用化には成功していないため、基礎的なデータの取得や要素技術の着実な積み上げが非常に重要です。

平成15年度は、次のような実験・試験に取り組みました。

可視化窓から見た着火の瞬間の様子と実験装置全景 (1)LNG/酸素の着火特性に関する研究を東京都立科学技術大学と共同で実施しました。着火に関する基礎データ取得を目的としたもので、さまざまに条件を変えながら475回の着火試験を繰り返しました。この実験では過去に海外の文献などでも調査されていない、0.2atm以下の低い圧力下でのメタン/酸素予混合気の着火特性などのデータも取得することができました。これらは「点火器」の設計をする上で有用なデータとなります。平成16年度は実際の点火器内部での燃焼状況を可視化して、設計に有用なデータをさらに取得していく予定です。

(2)液化酸素用「複合材極低温推進薬タンク」のフルスケール(実物大)モデルを用い、常温/低温試験を実施しました。温度や圧力が変化する環境下でのタンクの歪や変位など、構造部分に関わるデータを取得しました。平成16年度は本試験で抽出された技術課題を検討し、タンク設計に反映していきます。

(3)地上の重力環境で、飛行時の推薬(表面張力・粘性など)を模擬した実験を行ったところ、液体の動く様子は解析結果(JAXAが東京大学と協同開発した解析手法を用いました)と一致し、良好な試験結果を得ることができました。今後、実飛行条件での推薬挙動解析を実施していく予定です。

(4)エンジンの首振り制御を行うための「電動アクチュエータシステム」の設計を終え、試験モデルの製造および評価試験をスタートさせました。システムは「電動アクチュエータ」とアクチュエータ制御のための「コントローラ」、そして動力源となる「電池」の3つの大きなユニットから構成されます。現在は設計評価のための技術データ取得試験が終わり、詳細評価を行っているところです。平成16年度は、ロケットエンジン稼働時の過酷な環境に耐えられるかどうかを評価するため振動試験や温度試験などを行い、最終的な実機モデルの設計を固める作業に入ります。
写真:可視化窓から見た着火の瞬間の様子と実験装置全景

2004年6月14日 更新

LNGサブスケールエンジン試験時の異常燃焼について

  1. 発生場所・時刻
  2. 日時:平成16年6月11日(金) 17:40頃
    場所:宇宙航空研究開発機構 角田宇宙推進技術センター(宮城県角田市)

  3. 状況
  4.  角田宇宙推進技術センターの燃焼試験設備内で、LNG推進系の研究用サブスケールエンジン(実機の1/5サイズ)を用いて燃焼試験を行っていたところ、予定していた約10秒間の正常燃焼の後、燃焼停止時に異常な圧力上昇が発生し、直後に燃焼ガスがエンジンから漏れ、約16秒後に自然鎮火しました。

     現在、状況把握を努めるとともに原因調査を行うこととしております。


2003年4月2日 更新

LNG推進系「複合材極低温タンク」及び構造系の研究

「前部パネル」の剛性試験用供試体 平成14年度はLNG用「複合材極低温タンク」のフルスケール(実物大)モデルを用い、常温/低温試験を実施しました。温度や圧力が変化する環境下での歪や変位データなど構造部分に関わるデータを取得、実機設計へ反映することを目的とした試験でしたが、おおむね計画通り実施することができました。
また、平成15年度実施予定のLOX(液体酸素)用複合材極低温タンクの常温/低温試験のためのフルスケールモデルの製作を行いました。
加えて「複合材極低温タンク」をクラスタ状に4本束ねるための前部パネル、後部パネルのフルスケールモデルを用いた構造試験も実施し、良好なデータを取得しています。

写真:「前部パネル」の剛性試験用供試体

2003年4月2日 更新

LNGエンジンBFT(厚肉タンクステージ燃焼試験)

MDC燃焼試験供試体 平成14年度には、LNG推進系システムの「BFT(Battle Ship Firing Test=厚肉タンクステージ燃焼試験)」を実施しました。BFTとは、実機相当の推進系システムを模擬しつつ、実機で用いられるものよりも丈夫なタンクを用いた燃焼試験で、ロケットの推進システムの制御特性などの設計妥当性を確認するものです。壁が肉厚なタンクを使用するので、Battle Ship(軍艦)と呼ばれます。
このテストは、ロケットの実運用時に必要とされる353秒間の燃焼試験(MDC=Mission Duty Cycle)を含め計画どおり実施され、良好なデータを取得しています。

写真:MDC燃焼試験供試体

2003年4月2日 更新

FST#1常温強度剛性試験

LNG用複合材極低温タンク常温強度剛性試験供試体 平成14年度は、5月にLNG用複合材極低温タンクの常温強度剛性試験を実施しました。主に、フルスケールでの常温剛性値を取得し、実機設計へ反映することを目的とし、概ね計画通り実施することができました。また、今年度中にLNG用複合材極低温タンクの低温強度剛性試験と、LOX用複合材極低温タンクの常温及び低温強度剛性試験を予定しています。

写真:LNG用複合材極低温タンク常温強度剛性試験供試体

2002年12月2日 更新

NGエンジンMDC燃焼試験

MDC燃焼試験供試体 平成13年度にはLNGエンジンのMDC(Mission Duty Cycle:353[sec])燃焼試験を実施し、実フライト時に想定される時間での性能データの取得、コンポーネントの耐久性確認を行いました。性能データ、コンポーネントの耐久性、共に良好な結果が得られました。平成14年度は、LNGエンジンのBFT(厚肉タンク燃焼試験)を予定しています。

写真:MDC燃焼試験供試体