Ammonium nitrate (AN) composite propellants are environmentally friendly, chlorine-free propellants. To improve the burning rate of composite propellant, aluminum particles are added as an extra energy ingredient for many composite propellants. However, the effects of agglomerate and ignition of aluminum particles on the temperature profile in the reaction zone near the burning surface and on the burning rate have not been studied well for aluminized AN composite propellants. The temperature profile in the reaction zone affects the burning rate. Therefore, it is important to investigate the effects of agglomerate and ignition of aluminum particles on the temperature profile. This study specifically addressed the effects of agglomerate and ignition of aluminum particles on the temperature profile in the reaction zone of aluminized AN composite propellant. Aluminum particles agglomerated on the burning surface. Then they were ignited near the burning surface. When agglomerates of aluminum particles ignited and burned near the burning surface, the temperature profile in the reaction zone was affected, which changed the burning rate.
ＡＮ系コンポジット推進薬は非塩素で低負荷環境の個体推進薬である。 ＡＮ系コンポジット推進薬は燃焼速度が遅いことが問題となっており、アルミニウム粒子を添加することにより改善できる。 燃焼速度を改善するための金属燃料としてのアルミニウム粒子は様々な個体推進薬に添加されている。 燃焼表面近傍の反応層内の温度分布と燃焼速度へのＡＮ系コンポジット推進薬に添加されるアルミニウム粒子の集塊と着火の影響はよく解っていない。 燃焼速度は燃焼表面近傍の反応層内の温度分布の影響を受けるので、アルミニウム粒子の集塊と着火が温度分布へ与える影響を詳細に調べることが重要となる。 本研究では、アルミニウム粒子を添加したＡＮ系コンポジット推進薬でのアルミニウム粒子の集塊と着火が燃焼表面近傍の反応層内の温度分布へ与える影響に注目した。 アルミニウム粒子は燃焼表面上で集塊し、燃焼表面近傍の反応層内で着火した。 集塊したアルミニウム粒子が燃焼表面近傍で着火し燃焼することで、反応層内の温度分布が影響を受け、燃焼速度が変化した。
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