2005 Fiscal Year Annual Research Report
二段燃料噴射によるデュアルモード・ラムジェットの燃焼制御に関する研究
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15206090
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
升谷 五郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20271869)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
滝田 謙一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80282101)
廣田 光智 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50333860)
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| Keywords | スクラムジェット / デュアルモード燃焼 / 擬似衝撃波 / 混合 / 拡大流路 |
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| Research Abstract |
実験では,矩形断面流路の下側壁の拡大角を変えられる試験部を製作し,下側壁面に1個のプラズマトーチを取り付けて,擬似衝撃波形成および燃焼モード遷移を達成するために必要なプラズマトーチへの投入エネルギーと,流路拡大角の関係を調べた.本実験で用いた窒素又は水素-窒素混合ガスを作動気体とするプラズマトーチで投入可能な,水素の燃焼熱も含む全投入エネルギーの範囲では,拡大角0.7°まで擬似衝撃波を形成することができた.各拡大角において擬似衝撃波が形成される限界の投入エネルギーは,準1次元理論において投入されたエネルギーによる加熱効果と拡大角による試験部における断面積増加の効果が釣り合う条件を満足することが見出された.
数値シミュレーションにおいても,同様な形態の流れ場の3次元計算を行い,拡大流路においてもプラズマジェットを模擬した高温気体の噴射によって擬似衝撃波が形成される結果を得た.また,異なる流路拡大角に対して,上記の準1次元理論で断面積増加効果と釣り合うエネルギーを投入することによって,ほぼ同一の強さの擬似衝撃波を形成できることを示した.この場合,噴射点より上流側の流れ場はほぼ同一であったが,下流側は拡大角により変化した.また,背圧加圧により形成した擬似衝撃波による混合促進効果についても調べた.
これらの結果から,断面積が拡大するデュアルモード・ラムジェット燃焼器において,擬似衝撃波形成及び燃焼モード遷移に対する流路拡大率と加熱量の効果が,準1次元理論に基づいて見積もることができることが明らかになった.
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