Development of operation and thrust estimation model of rotating detonation engines

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04476
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: Ishii Kazuhiro 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20251754)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片岡 秀文 大阪公立大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (10548241)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 回転デトネーションエンジン / 濃度計測 / 熱流束 / 推力

Outline of Final Research Achievements

In the present study, fuel concentration measurement method in a rotating detonation engine was established and the circumferential fuel concentration distribution in the annular combustion chamber was successfully obtained. In addition, the instantaneous heat flux and axial mean heat flux distributions during passage of the rotating detonation wave were estimated using fast-response coaxial thermocouples. The thrust was successfully predicted with high accuracy using a one-dimensional flow model combining Rayleigh and Fano flows.

Free Research Field

航空宇宙工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果により、炭化水素燃料を使用する回転デトネーションエンジンのインジェクターの違いによる燃料濃度分布が、回転デトネーション伝播モードに及ぼす影響を明らかすることができる。また、今後の回転デトネーションエンジンの実用化において、冷却システム開発に必要な熱流束データを提供することが可能となった。さらに、燃焼室内流れの一次元モデルにより推力を容易に予測可能となった。