2004 Fiscal Year Annual Research Report
次世代超音速機のエンジンのNO_X生成機構と環境に及ぼす影響に関する研究
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15360446
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
河野 通方 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (60011194)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津江 光洋 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50227360)
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| Keywords | スクラム / 超音速燃焼 / 成層圏 / オゾン / 窒素酸化物 / 液体燃料 / 微粒化 |
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| Research Abstract |
近年世界各国で開発が期待されている次世代超音速機は成層圏レベルの高度を飛行することになり,これらの排気ガス中のNO_XがO_3に及ぼす影響が危惧される.本研究では,航空機から排出されるNO_XとO_3の挙動を調べ,特にこれらの反応系に及ぼす微量の炭化水素(メタン)の影響を明らかにした.実験室において大型真空チャンバを使用することで成層圏環境を模擬し,一定濃度のメタンが存在した場合のNO_Xとオゾンの反応挙動を測定した.実験ではFTIRを用い,オゾン,メタン,NO, NO_2濃度の時間的変化を計測した.その結果,微量のメタンはNO_Xによるオゾンの反応を初期段階では若干抑制することがわかったものの,定常状態に達した際のオゾン濃度への影響については計測時間の不足等により明確な結論を得られなかった.
また,次世代空気吸い込み式エンジンの候補として考えられているスクラムジェットエンジンに液体燃料を適用するための基礎実験を行った.液体燃料の微粒化の促進および貫通高さの制御を目的として2流体噴射弁を用いて,キャリアガスと液体燃料の2相流の状態で噴射させた.その結果,液体燃料流量を一定とした場合でもキャリアガスの流量を調整することにより燃料流の貫通高さを制御することが可能となり,安定な強燃焼状態を実現させることができることを明らかにした.また,水素をパイロットとして点火させた場合,安定な燃焼状態が広範囲な実験条件で達成されること,およびパイロット水素の供給を止めた状態においても液体燃料の燃焼が安定に保持される条件が存在することを実験的に明らかにした.
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