Fundamental Study of Extendible Nozzle and Dual-Bell Nozzle for Reusable Rocket Engine

近い将来の再使用型ロケットエンジンの性能向上の一案として，伸展ノズルやデュアルベルノズルが有望であると考えられている．そこで，これらのノズルの基本特性を把握するために，４種のノズル（標準ノズル，伸展途中の過渡状態を模擬したステップノズル，デュアルベルノズルおよび可動伸展ノズル）を用いて，高空性能燃焼試験を実施した．試験で計測したノズル性能，圧力分布および熱伝達率等のデータをＣＦＤ解析結果と比較検討した．その結果，デュアルベルノズルの性能は標準ノズルやステップノズルよりも低く，現状のノズルコンターはさらに改良の余地があることが判明した．また，可動伸展ノズルの伸展時には，固定ノズルと伸展ノズル隙間からの燃焼ガスの逆流は認められず，ノズル壁面の熱伝達率は過渡的に約20％増加することが判明した．これらの現象はＣＦＤ解析結果とも一致し，ＣＦＤ解析によってノズルのステップ流れや逆流が予測できる目処を得た．