ロケットポンプインデューサのキャビテーションに関する基礎的研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650201
• Research Institution: AKITA NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 伊藤 惇 秋田工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (50042312)
• Keywords: キャビテーション / 翼列 / ロケットポンプ / ポンプインデューサ / 三次元 / 理論

Research Abstract

ロケットポンプインデューサの流れは、従来は軸と同軸の円筒面で切断し展開して得られる二次元直線翼列に近似して解析されている。しかしながら、二次元直線翼列理論では、ケーシングやハブの影響を取り入れることは不可能である。
本申請研究においては、ケーシングやハブの影響を2平面でモデル化し、これら2平面間に置かれかつキャビテーションを伴う三次元直線翼列に対する理論を構築し、ついでインデューサに応用してキャビテーション特性を明らかにすることを目的としている。
平成13年度においては、キャビテーション発生以前の問題すなわち側壁境界層を考慮したキャビテーション発生の無い三次元直線翼列の理論を構築し特性解析法を示した(日本機械学会論文集、第68巻、第665号、2002年1月)。
平成14年度では、この理論解析法を、過去に申請者によって提案されている単独翼を扱った三次元部分キャビテーション理論(日本機械学会論文集、第57巻、第536号、1991年4月)に融合させることにより、「せん断流中において部分空洞(キャビテーション)を伴う三次元翼列の理論」の構築に成功した(ターボ機械、第30巻、第6号、2002年6月)。
この理論による特性解析法をHIIAロケットに搭載されるLE-7エンジンの液体酸素ターボポンプに装着されているインデューサに適用し特性解析した。種々の翼列特性と共にキャビテーション形状について従来の二次元理論と比較した資料を航空宇宙技術研究所・角田宇宙推進センター・ロケット流体機器研究室山田室長に提供した。

Research Products

• [Publications] 伊藤 惇他2名: "平行壁間において部分空洞を伴う翼の特性解析"日本機械学会論文集,B編. 67・659. 1647-1653 (2001)
• [Publications] 伊藤 惇他2名: "せん断流中における三次元翼列の一特異点解法"日本機械学会論文集,B編. 68・665. 94-101 (2002)
• [Publications] Jun ITO et al.: "Lifting-Line Theory of a Supercavitating Hydrofoil in Two-Dimensional Shear Flow"JSME International Journal, B. 45・2. 287-292 (2002)
• [Publications] 伊藤 惇他1名: "せん断流中において部分空洞を伴う三次元翼列の理論"ターボ機械. 30・6. 363-373 (2002)
• [Publications] 藤井大樹他4名: "せん断流中における三次元部分空洞翼列の特性(第2報,解析結果)"秋田高専・研究紀要. 38. 7-12 (2003)