預分解過氧化氫與HTPB/石蠟混合火箭之研發及測試

Abstract

在太空科技快速發展的現在，台灣也積極投入太空科技的相關研發工作，而在上層火箭或軌道推進器的開發上，因台灣太空經濟規模較小，且在推力調節與多次點火的需求下，可選擇以混合火箭為目前階段性的推進器發展。 混合火箭機構較為簡單、安全性高，成?大學團隊在HTPB燃料混合火箭相關研究上發展已久，為改善HTPB燃料退縮率較差的情況，研發出與石蠟依比例調配的50P藥柱，並以此發展出30、100、1000以及3000公斤等級推力之發動機。混合火箭之啟動需利用熱源先將固體藥柱熱熔氣化後方可開啟氧化劑控制閥進行噴注點火燃燒，若透過混合火箭自身攜帶之氧化劑進行自發點火，不僅可簡化火箭設計，且能達成重複點火之特性，其中一類點火機制便是將氧化劑先經由觸媒段分解，在將分解過後的高溫產物導入燃燒室內與藥柱自燃點火。過氧化氫原料屬一般工業用途，不受輸出管制、容易取得，本實驗室在長期研究開發下，自主發展出推進級高濃度過氧化氫(High Test Peroxide)精練提純技術，90%過氧化氫絕熱分解溫度更達1067K，因此本研究擬建立一以高濃度過氧化氫為氧化劑經觸媒進行預分解和HTPB/石蠟燃料藥柱自燃點火的混合火箭。 本研究透過推力先決與燃燒室壓力設定的方式進行理論分析進而完成測試用系統之概念設計與參數取得、高負載力觸媒反應室之尺度放大與支撐材填充技術精進改良開發、混合火箭氧化劑通量與藥柱燃面分析建立混合火箭固體燃料幾何構型，成?以此設計準則方法建立可透過自身氧化劑觸媒預分解釋熱點火並持續燃燒產生推力之250N過氧化氫自發點火混合火箭系統，並藉由不同漩流強度之漩渦噴注點火與燃燒特性、發動機性能比較，掌握自發點火混合火箭之設計關鍵。

Date of Award	2016 Jul 26
Original language	Chinese
Supervisor	Yei-Chin Chao (Supervisor)