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間欠膨張推力増大効果による高ISPパルスデトネーションロケットの研究

Research Project

Project/Area Number 17760633
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

笠原 次郎  University of Tsukuba, 大学院・システム情報工学研究科, 准教授 (60312435)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywordsデトネーション / PDE / 部分充填効果 / 圧縮性流体力学 / 推進工学 / ロケット
Research Abstract

パルスデトネーションロケット(PDR)は,ノズルスロート部が存在しない単純構造であり,かつ燃料・酸化剤ポンプ2次側圧力を1/5から1/10に低減でき,ポンプの負荷を著しく減少可能であり,既存ロケットの不具合要因を回避出来る.また,間欠作動であるため,作動周波数を変更するのみで広い推力レンジで一定の効率を達成可能である.そのようなパルスデトネーションロケットの部分充填効果に関して,研究を行った.
平成20年度の研究では,真空下においても,部分充填効果が存在することを,実験的に定量的な検証を行った.また,数値解析を行い,比熱比一定の熱量的完全気体モデルによって,結果を解析した.また,極めて充填率の低い場合の部分充填効果を定量的に予測した.本科研費の研究によって,PDEの部分充填効果の本質的な物理が実験的に解明され,研究成果は,論文としてAIAA Journal等に受理された.また,間欠流を生成する回転バルブ式の衝撃波管を開発レ,連続的な間欠流の生成装置が完成し,連続的な衝撃波の発生に成功した.さらに,自律作動バルブを開発し,推進剤の有するエンタルピーによって,高速大流量作動が可能なバルブを開発し,PDEの作動に成功した.これら解明した物理現象及び新技術によって,PDEの飛行試験に向けた要素研究を完了した.

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2008 2007 2005 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (11 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Impulse Generation by an Open Shock Tube2008

    • Author(s)
      J. Kasahara, Z. Liang, S. T.Browne, and J. E. Shepherd
    • Journal Title

      NAA Joum al (採録決定)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Homogeneous-Dilution Model of Partially Fueled Simplified Pulse Detonation Engines2007

    • Author(s)
      T. Endo, T. Yatsllfusa, S. Taki, A. Matsuo, K. Inaba, and J. Kasahara
    • Journal Title

      Journal of Propulsion and Power 23

      Pages: 1033-1041

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical Studies of Magnetohydrodynamic Flow Control Considering Real Wall EIectrical Conductivity2007

    • Author(s)
      T. Fujino, Y. Matsumoto, J.Kasahara, and M. lshikawa
    • Journal Title

      Journal of Spacecraft and Roeket 44

      Pages: 625-632

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] パルスデトネーションロケットと部分充填効果による推力増大法2005

    • Author(s)
      笠原次郎
    • Journal Title

      日本燃焼学会誌 40巻140号

      Pages: 84-89

    • NAID

      10017341778

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      2005 Annual Research Report
  • [Presentation] エチレンー酸化二窒素混合気のデトネーションセルサイズに関する研究2008

    • Author(s)
      根本豊至・松岡健・八桁純・笠原次郎
    • Organizer
      第45回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2008-12-05
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  • [Presentation] パルステ゜トネーションエンジンにおける壁面熱損失の解析2008

    • Author(s)
      川根航・小島亮太・笠原次郎
    • Organizer
      平成19年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2008-03-18
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    • Author(s)
      上杉正樹・明翫拓史・津久井亮・笠原次郎・村山元秀
    • Organizer
      平成20年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2008-03-18
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      加藤真平・橋本諭・笠原次郎・亀田敏弘・高原健爾
    • Organizer
      平成19年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2008-03-17
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  • [Presentation] パルスデトネーションエンジン研究とその現状2008

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      笠原次郎・長谷川輝・山口敬之・根本豊至・松岡健・八桁純・矢島卓・小島孝之
    • Organizer
      第3回新エネルギー技術シナポジウム
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2008-03-13
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  • [Presentation] Experimental Research of Autonomous Driving Valve for Pulse Detonation Rocket Engine2008

    • Author(s)
      K., Matsuoka・H., Yamaguchi・T., Nemoto・J., Yageta・J., Kasahara・T., Yajima・T., Kojima
    • Organizer
      Asian Joint Conference on Propulsion and Power
    • Place of Presentation
      慶州、韓国
    • Year and Date
      2008-03-08
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  • [Presentation] Impulse Generation by a Shock Tube in a Vacuum2008

    • Author(s)
      Y., Takashima・J., Kasahara・J. E., Shepherd・I., Funaki
    • Organizer
      46th AIAA Aerospace Science Meeting and Exhib it
    • Place of Presentation
      Reno, USA
    • Year and Date
      2008-01-08
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  • [Presentation] デトネーション駆動衝撃波に関する研究2007

    • Author(s)
      橋本諭・加藤真・笠原次郎亀田敏弘高原健爾
    • Organizer
      日本機会学会流体工学部門講演会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2007-11-17
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  • [Presentation] Thrust Demonstration of a Pulse Detonation Rocket"TODOROKI"2007

    • Author(s)
      J., Kasahara・A., Hasegawa・T., Nemoto・H., yamaguchi・T., Yajima
    • Organizer
      44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
    • Place of Presentation
      Cincinati, USA
    • Year and Date
      2007-07-09
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  • [Presentation] PDE 試験用間欠作動衝撃波管の開発及びタービン断熱効率計測2007

    • Author(s)
      津久井亮・笠原次郎・小島孝之
    • Organizer
      日本機械学会関東支部ブロック合同講演会 200 7 埼玉/第 3 回埼玉ブロック大会
    • Place of Presentation
      埼玉大学
    • Year and Date
      2007-06-15
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] PDE 試験用間欠作動衝撃波管の研究開発2007

    • Author(s)
      津久井亮・笠原次郎
    • Organizer
      第39回流体力学講演会・航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム 2007
    • Place of Presentation
      JAXA 調布
    • Year and Date
      2007-06-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.kz.tsukuba.ac.jp/?kasahara

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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