| Project/Area Number |
10J00996
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Aerospace engineering
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
松岡 健 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2010 – 2011
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2011)
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| Budget Amount *help |
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | パルスデトネーションエンジン / PDE / パルスデトネーションロケットエンジン / PDRE / 回転バルブ / 多気筒 / バルブ |
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| Research Abstract |
パルスデトネーションエンジン(以下、PDE)は、間欠的な燃焼サイクルであるため推力密度が小さく、高周波数作動化が必須である。高周波数作動デトネーション共振エンジンの実現には、推進剤を高周波数で間欠的に燃焼器内へ供給する「バルブシステム」の開発が必須である。本研究は既に、デトネーション共振用バルブ[申請者ら,JPP,2011]の開発を完了している。本バルブは、推進剤のエンタルピーとバネによって間欠流を生成するため、外部制御装置や外部駆動源が必要ない。
本研究は、高周波数間欠流生成バルブとして、新たに多気筒PDE適用型回転バルブ[申請者ら,日本航空宇宙学会誌,2012]を開発した。本回転バルブは、回転バルブのメリットである高推力化(大流量)および高周波数化と同時に、単一回転バルブでの多気筒化(作動周波数=単気筒周波数×気筒数)が可能である.上記のデトネーション共振用バルブは、回転バルブの駆動源(モータ)に応用可能であり、PDEに適したデトネーション共振エンジン用のバルブシステム(回転バルブ+共振用バルブ)となる.
本研究は、本回転バルブを用いた単気筒パルスデトネーションロケットエンジン(以下、PDRE)を構築し、160Hz(世界最高)でのPDRE連続作動時の燃焼器内を高時間分解能(3.33μsec)で可視化した[申請者ら,C&F,2012]。その結果、PDE連続作動時の流体挙動の完全可視化に世界で初めて成功した。また、デトネーション遷移(以下、DDT)過程を詳細に解析し、DDTに至る時間を定量的に評価した(連続作動では世界初)。さらに、本回転バルブ式四気筒PDREを構築した[申請者ら,The ISTS Special Issue, 2012]。回転バルブ式四気筒PDREを用いた推力測定実験を行い、最高作動周波数640Hz(160 Hz/tube×4 tubes)を達成した。また、520Hz(130 Hz/tube×4 tubes)の条件において、242Nの最大時間平均推力および251secの最大比推力を得た。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Optical and Thrust Measurement of a Pulse Detonation Combustor with a Coaxial Rotary Valve2012
Author(s)
Matsuoka, K., Esumi, M., Ikeguchi, K.B., Kasahara, J., Matsuo, A., Funaki, I.
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Journal Title
Combustion and Flame
Volume: 159
Issue: 3
Pages: 1321-1338
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Experimental Investigation of a Multi-Cycle Single-Tube Pulse Detonation Rocket Engine with a Coaxial Rotary Valve2012
Author(s)
Matsuoka, K., Esumi, M., Ikeguchi, K.B., Kasahara, J., Matsuo, A., Funaki, I.
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Journal Title
TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN
Volume: 10
Issue: ists28
Pages: Te_1-Te_4
DOI
NAID
ISSN
1884-0485
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Thrust Measurement and Visualization Experiment of a Multi-Cycle Single-Tube Pulse Detonation Rocket Engine with a Coaxial Rotary Valve2011
Author(s)
Matsuoka, K., Esumi, M., Ikeguchi, K.B., Kasahara, J., Matsuo, A., Funaki, I.
Organizer
47th AIAA/ASME/SAE/ASEE oint Propulsion Conference and Exhibi
Place of Presentation
San Diego Convention Center (San Diego, California, USA)
Year and Date
2011-08-03
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[Presentation] Experimental Investigation of a Multi-Cycle Single-Tube Pulse Detonation Rocket Engine with a Coaxial Rotary Valve2011
Author(s)
Matsuoka, K., Esumi, M., Ikeguchi, K.B., Kasahara, J., Matsuo, A., Funaki, I.
Organizer
The 28th International Symposium on Space Technology and Science
Place of Presentation
Okinawa Convention Center (Ginowan, Okinawa, Japan)
Year and Date
2011-06-10
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