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Invention of Design of Jet Engine for Ultra High Speed Flight toward Establishment of Traffic Area Allowing Round-Trip to Everywhere in the World within One-Day

Research Project

Project/Area Number 17J01908
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

磯野 達志  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords再使用型宇宙輸送システム / 空気吸い込み式エンジン / スクラムジェット外部ノズル / 性能予測モデル化 / 概念検討 / 圧力波マッピング / 圧力波コントロール
Outline of Annual Research Achievements

いわゆる先進的航空宇宙輸送システムの実現のためには,大気中の酸素を利用した極超音速ジェット推進技術の確立が必要である.我々はロケットエンジンを活用した空気吸い込み式推進を提案している.これは,超音速燃焼により高速域において高推力性能を発揮するスクラムジェットエンジン内部に小型のロケットエンジンを埋め込んだシステムであり,ロケットエンジンの燃焼圧を制御することで作動モードを変化させ最適な加速を達成する.
本研究は上記推進システムの最下流要素であるScramjet External Nozzle(SEN)を対象としている.今年度は,これまでの研究を通して構築されたSENの推力性能評価モデルの高度化を実施の後,本モデルを用いたSEN要素の概念検討を行った.本モデルはSEN流と外気流の力学的相互干渉を適切に評価可能なモデルであり,計算コストを抑えながらも対象流れ場を二次元的に十分な精度で解析することができる.モデル高度化においては,計算に考慮する圧力波の本数を増やし,またSEN入口条件において流れの不均一性を加味できるように改良を行った.
当該モデルを用いたシステム概念検討によると,離陸フェーズ極近傍の低速低高度飛行条件を除き,SENは不足膨張条件で動作する.よってその流れには膨張波が形成され,それらのSEN推力発生面への入射は,SEN推力性能を大きく低下させるということが分かった.
推力発生面への上述の膨張波の入射を抑制するために,SEN入口高さを可変とすることで膨張波の入射位置をコントロールする手法を提案し,本手法の推力値に示す有効性を確認することができた.以上に示したような,二次元的観点からSENの推力特性について論じた結果はいまだ報告されておらず,本結果は我々の目指す輸送システムの実現可能性を大きく向上させる結果であると言える.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Arrangement of Rocket Engine Location in a Combined Cycle Engine2018

    • Author(s)
      Tatsushi Isono, Takahiro Fujikawa, Takeshi Tsuchiya, Kan Kobayashi, Masatoshi Kodera, Kouichiro Tani, Sadatake Tomioka
    • Journal Title

      Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simplification Method for Thrust Estimation of External Nozzle in Under-Expansion Condition2018

    • Author(s)
      御子柴 稜,松尾 亜紀子,富岡 定毅,藤川 貴弘,土屋 武司,磯野 達志
    • Journal Title

      JOURNAL OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES

      Volume: 66 Issue: 1 Pages: 15-23

    • DOI

      10.2322/jjsass.66.15

    • NAID

      130006337714

    • ISSN
      1344-6460, 2432-3691
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] On Rocket-Airbreather Combination of Propulsion System for a TSTO Launch Vehicle2017

    • Author(s)
      Sadatake Tomioka, Tatsushi Isono, Kan Kobayashi, Masatoshi Kodera, Kouichiro Tani
    • Organizer
      31st International Symposium on Space Technology and Science
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] System Analysis of a Scramjet External Nozzle for Space Transportation Use2017

    • Author(s)
      Tatsushi Isono, Takahiro Fujikawa, Takeshi Tsuchiya, Ryo Mikoshiba, Akiko Matsuo, Sadatake Tomioka
    • Organizer
      31st International Symposium on Space Technology and Science
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Toward a Thrust Performance Improvement of a Scramjet External Nozzle by Entrance Height Adjustment2017

    • Author(s)
      Tatsushi Isono, Takahiro Fujikawa, Takeshi Tsuchiya, Sadatake Tomioka
    • Organizer
      14th International Conference on Flow Dynamics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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