全國中小學科展

10公斤級聚甲基丙烯酸甲酯—氣態氧混合式火箭引擎混和效率提升之初步探討

科展類別

臺灣國際科展作品

屆次

2022年

科別

工程學

得獎情形

二等獎

學校名稱

臺北市立建國高級中學

指導老師

賴奕帆;吳宗信

作者

王昱昇;陳冠宇

關鍵字

混合式火箭、聚甲基丙烯酸甲酯、幾何渦漩係數

摘要或動機

本研究首先設計一5公斤級之聚甲基丙烯酸甲酯—氣態氧混合式火箭引擎,搭載軸向注入器(axial injector)進行水平推力測試,控制氧化劑流量,改變燃燒時間,量測氧化劑截面通量與燃料耗蝕率,探討其燃燒特性、推力、比衝值與各項引擎參數,並評估該引擎作為混合式火箭推進系統之可行性。引擎成功研製後,本研究設計兩種渦漩注入器(swirling injector),幾何渦漩係數(SNg)分別為3、5,將推力目標提升至10公斤,並進行地面推力測試,探討幾何渦漩係數改變對於混合式火箭混和效率與引擎表現之影響。經實驗後證實渦漩注入器能有效提高引擎推力,且引擎推力及燃料耗蝕率會隨幾何渦漩係數提高而上升。未來希望能以本引擎為基礎,將推進系統放大後,將其裝載於小型火箭之上,進行探空及技術驗證之任務。

100023.pdf

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