スペースプレーン用空気吸込式エンジンに関する風洞実験

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10044187
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Institute of Space and Astronautical Science
• Principal Investigator: 棚次 亘弘 宇宙科学研究所, 宇宙推進研究系, 教授 (70013737)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新井 隆景 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (10175945) ; 安部 隆士 宇宙科学研究所, 宇宙輸送研究系, 教授 (60114849) ; 久保田 弘敏 東京大学, 工学部, 教授 (30114466) ; 佐藤 哲也 宇宙科学研究所, 宇宙推進研究系, 助手 (80249937) ; 成尾 芳博 宇宙科学研究所, 衛星応用工学研究系, 助手 (70150050)
• Keywords: スペースプレーン / 空気吸い込み式エンジン / エア・ターボ・ラムジェット / エアインテーク / 乱流混合 / 超音速風洞実験

Research Abstract

完全再使用型宇宙輸送機(スペースプレーン)に用いられるエア・ターボ・ラムジェットエンジン(ATREXエンジン)および関連する主要なコンポーネントを実際の飛行環境をシミュレートした風洞装置を用いて試験する手法を研究し、ターボラムジェットの性能及び機能を確認することを目的として研究を行った。具体的にはまず、軸対称型エアインテークをONERAのマッハ数スイープ風洞装置に入れ、非定常的な制御に関する実験を行った。このとき、エアインテークの制御に関する新たな知見を得るだけでなく、運転操作、計測等に関しても習熟した。さらに、この結果を基にエンジンシステムの制御方法を確立した。また、欧州におけるスペースプレーン研究の調査を行い、ONERAの研究者と討論をすることで、再使用型スペースプレーンシステムの開発方法、超音速燃焼エンジンに関する試験方法の知見を深め、ATREXエンジンシステムの超音速風洞実験に関する検討を行った。また、宇宙科学研究所ではプリクーラ付きエア・ターボ・ラムジェットエンジンの燃焼実験を行い、予冷却器での着霜を軽減し、エンジン推力を向上させた。また、東京大学等ではスクラムジェットエンジン内の水素燃焼に関する実験等を行い、その内容および結果について相互に討論し、技術を深めた。

Research Products

• [Publications] 小島孝之、佐藤哲也他: "ATREXエアインテークの研究開発"航空原動機・宇宙推進講演会講演集. 40. 263-268 (2000)
• [Publications] 佐藤哲也、高木郁男他: "超音速機用軸対称型エアインテークの実験研究"日本航空宇宙学会誌. 46. 539-544 (1998)
• [Publications] 綿貫忠晴、久保田弘敏他: "ソニックブーム強度に対する機体形状効果"日本航空宇宙学会誌. 47. 348-353 (1999)
• [Publications] 佐藤哲也、棚次亘弘他: "ATREXエンジンプリクーラに関する研究"航空原動機・宇宙推進講演会講演集. 40. 245-250 (2000)
• [Publications] 新井隆景他: "超音速流中に垂直に噴出する噴流の挙動"航空原動機・宇宙推進講演会講演集. 40. 211-216 (2000)
• [Publications] T. Sato, N. Tanatsugu, ET, AL.: "Development Study on the Precooling System of ATREX Engine"50th International Astronautical Congress. (1999)