N-1モータ燃焼試験(4th trial)とモータの破壊

ロケット初打ち上げの余韻に浸る間もなく、学生たちは開発を続けている。

今日は打ち上げではなく燃焼試験をする計画だという。お昼前頃に試験実施のアナウンスがあったので、いつもの場所へと向かった。

またもや点火システムの不具合で、なかなか燃焼が開始しない。どうやら電池は2個よりも1個がベターのようだ。

3個くらいイグナイターを駄目にして、ようやく燃焼が始まった。

前回よりも明らかに推力の高まりを感じる。モータの片方の端を抑えているセメント製のノズルが宙を舞った。数秒後にカランカランという音がし、ものづくり工房の屋根に破片が落下したことを悟った。

2機目はラバールノズルつきのSRM。同様のサイズなので嫌な予感はするが、2機目は1機目よりも燃焼圧力が低くなる計算だとの報告を聞いて、2回目の試験に臨むことに。

SRMの構造が圧力を支えきれずに破裂した。車の防犯アラームの音が辺りに鳴り響き、ワークショップの技官たちが集まってくる。今はロケットの燃焼実験をしているところで、次回からは別の広い場所(運動場)で実験すると伝え、了解してもらった。

テストスタンドは木っ端微塵に粉砕されていた。

粉砕されたテストスタンド
アクリル板が破損している
SRMを格納する外壁のPVCパイプ
テストスタンドの底板に亀裂が入って真っ二つになっている

以下がモータ破壊時のスロー再生映像。防護のためのアクリル板を突き破って手前側にSRMが飛んできているのが分かる。あとで回収したところ、30mほど吹っ飛ばされていた。

推進班に事故原因の究明を指示する一方で、以下の方針を決定した。

  1. Static testはものづくりセンターの中庭ではなく運動場で行うこと
  2. 今回のモータの飛散距離30mを考慮して、Static testの実施時には安全半径30m以内に立ち入らないこと
  3. 次回の試験は今回のモデルより小型化すること。燃焼室圧力を落とし、ノズルで性能を補償すること
  4. 安全メガネの着用の徹底。EN166規格対応の安全メガネを購入する。

以下はテストスタンドが記録したデータ。

テストスタンドから得られた推力データ。(左:1回目、右:2回目)

1回目は200Nを超えたところでノズルが吹き飛び、破壊には至らなかった。ノズルが安全弁(リリーフバルブ)の役割を果たしてくれたといえる。2回目は底板が破断しており、またロードセルの測定限界(200kg~2000N)を超えているために、この値に信頼性は無い。いずれにせよ、1回目に比べて10倍以上の推力が出ており、なんらかの要因により、設計値以上に燃焼室圧力が高まったことがうかがえる。

24. April 2021
Categories: Nakuja project | Leave a comment

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