2009 Fiscal Year Annual Research Report
デトネーション推進の新展開:デトネーション共振機構と環状エンジンの研究
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21360411
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松尾 亜紀子 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70276418)
亀田 敏弘 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 准教授 (40302393)
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| Keywords | デトネーション / 航空宇宙工学 / 再使用型宇宙輸送機 / 熱工学 / 新エネルギー / 空気吸い込み式ジェットエンジン / ロケットエンジン / 発電用タービンエンジン |
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| Research Abstract |
本研究では、デトネーション開始装置がなくとも、航空燃料にデトネーション波を安定的に伝播させることができ、かつ、高周波数(高推力密度)で作動する、デトネーションエンジン機構(「環状デトネーションエンジン」及び「デトネーション共振機構」)を提案し、その物理機構を実験、数値解析によって確認・解明する。これら二つのデトネーション発生器では、デトネーション開始機構を用いずに、極めて高い周波数(1kHz以上)でデトネーション波を発生させることが可能である。この二つの物理機構を、高推重比・高推力密度・高推力制御性・広範囲の推力ベクトルを有する航空宇宙推進用エンジンとして応用する。平成21年度の成果は以下のとおり。(1)矩形断面曲管内を伝播するデトネーション波の可視化実験によって、環状デトネーションエンジンの安定作動条件を実験的に解明した。環状デトネーションエンジン内のデトネーションの幾何形状を決定。内壁曲率半径がデトネーションセルサイズの約40倍以上であれば安定した。壁面の噴射ポートは、回折によるデトネーション波の減衰より、擾乱源としてデトネーション波を安定に伝播させる機能があることが判明した。(2)デトネーション共振機構に関しては、回転バルブ機構を用いて周波数依存性のない安定した推力生成に成功した。低充填率(ff=0.1)で、200sec程度の比推力を得た。(3)共振デトネーションエンジン機構へ発展させるためのパルスジェットエンジン観測装置を開発し、エチレン燃料での比推力測定に成功した。ガソリンおよびエチレンを用いた可視化・圧力測定実験装置が完成。バルブ運動の観測に成功。圧力波との練成関係を調査した。
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Research Products
(20 results)
