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空気液化サイクルエンジンのシステム性能に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11450374
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関東北大学

研究代表者

上條 謙二郎  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (90282003)

研究分担者 辻本 良信  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50112024)
徳増 崇  東北大学, 流体科学研究所, 助手 (10312662)
尾池 守  東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (70292282)
山田 仁  航空宇宙技術研究所, ロケット部, 室長(研究職)
田村 洋  航空宇宙技術研究所, ロケット部, 室長(研究職)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
2001年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2000年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
1999年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
キーワード空気液化 / ロケットエンジン / 熱交換器 / 液体水素 / 液体空気 / 二相流
研究概要

本研究は完全再使用宇宙輸送系の研究開発に資するため大気中飛行時の比較的低速度域における推進系に空気液化サイクルエンジン(Liquid Air Cycle Engine : LACE)を用いるロケットベース複合エンジン(Rccket Based Combined Cycle : RBCC)を対象として、LACEのキーテクノロジーと考えられる空気液化技術の確立を図るとともに、このロケットベース複合エンジンを用いる宇宙輸送システムの最適化に必要となるLACE性能を明らかにすることを目的とする。
平成11年度に製作した小型高性能熱交換器供試体を用いて、前年度に引き続き液体水素で空気を液化する地上模擬試験を広範囲の条件下で行い、数値計算モデルを一層高度化させるための基礎資料を取得した。以上の結果から、本研究の熱交換器性能計算手法は基礎資料を取得予測するレベルで実験結果とよく対応し、定量的にも誤差10%以内での液化性能予測が可能であるものと推定した。さらに平成12年度に引き続きLACEのシステム性能評価基準として、液化した空気の運動量損失を考慮した飛行時の実比推力(Isp, f)を検討し、この値を用いてLACEを用いるロケットの性能を評価した。
これまでの3年間の実験ならびに数値計算モデルの構築の成果から、熱交換器の伝熱面形状を改良することにより液化性能が大幅に向上させ得ることが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] Mamoru Oike: "Preliminary Evaluation of Heat Exchanger for LACE"The 38th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, AIAA 2000-0359,(2000). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 尾池 守: "LACE性能に及ぼす飛行動圧の影響"第40回 航空原動機・宇宙推進講演会講演集. 239-244 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 細田 悦央: "基本LACEの性能評価"日本航空宇宙学会北部支部2000年講演会および第1回再使用型宇宙推進系シンポジウム講演論文集. 219-224 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 細田 悦央: "空気液化サイクルエンジンのシステム性能に関する研究"東北大学流体科学研究所第11回研究発表会講演論文集. 21-24 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tokumasu, K.Kamijo, M.Oike, Y.Matumoto: "Bubble Nucleation Liquid Oxygen"Proceedings of ASEM FEDSM'00 ASEM 2000 Fluids Engineering Division Summer Meeting, June 11-15,2000,(FEDSM2000-11019). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishimoto, M.Oike, K.Kamijo: "Two-Dimensional Numerical Simulation of Boiling Two-Phase Flow of Liquid Nitrogen"Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. vol.43・vol.141. 114-121 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山ノ内亮人, 舩津志郎, 尾池守, 上條謙二郎, 山田仁: "LACE用熱交換器の性能評価"日本航空宇宙学会北部支部・再使用型宇宙推進系シンポジウム講演論文集(2001). 163-168 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 舩津志郎, 山ノ内亮人, 尾池守, 上條謙二郎, 山田仁: "LACE用熱交換器の性能評価に関する研究"第41回航空原動機・宇宙推進講演会講演集. 219-224 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 新山泰徳, 舩津志郎, 尾池守, 上條謙二郎, 長谷川敏: "LACE用熱交換器の性能予測"日本航空宇宙学会北部支部2002年講演会および第3回再使用宇宙推進系シンポジウム講演論文集. 83-88 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] MAMORU OIKE: "PRELIMINARY EVALUATION OF HEAT EXCHANGER FOR LACE"THE 38 th AIAA AEROSPACE SCIENCES MEETING AND EXHIBIT, RENO, NV, AIAA2000-0359. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] MAMORU OIKE: "THE EFFECT OF FLIGHT DYNAMIC PRESSURE ON LACE PERFORMANCE"PROCEEDINGS OF THE 38 th CONFERENCE ON AEROSPACE PROPULSION. 239-244 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] ETSUO HOSODA: "PERFORMANCE EVALUATION OF BASIC LACE"PROCEEDINGS OF THE ANNUAL MEETING AND THE FIRST SYMPOSIUM ON PROPULSION SYSTEM FOR REUSABLE LAUNCH VEHICLES. 219-224 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] ETSUO HOSODA: "STUDY ON SYSTEM PERFORMANCE OF LIQUEFIED AIR CYCLE ENGINE"THE 11 th SYMPOSIUM OF INSTITUTE OF FLUID SCIENCE OF TOHOKU UNIVERSITY. 21-24 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] AKIHITO YAMANOUCHI: "PERFORMANCE EVALUATION OF HEAT EXCHANGER FOR LACE"PROCEEDINGS OF THE ANNUAL MEETING AND THE SECOND SYMPOSIUM ON PROPULSION SYSTEM FOR REUSABLE LAUNCH VEHICLES. 163-168 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SHIRO FUNATSU: "PERFORMANCE EVALUATION OF HEAT EXCHANGER FOR LACE"PROCEEDINGS OF THE 41 th CONFERENCE ON AEROSPACE PROPULSION. 219-224 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] YASUNORI NIIYAMA: "PERFORMANCE PREDICTION OF HEAT EXCHANGER FOR LACE"PROCEEDINGS OF THE ANNUAL MEETING AND THE THIRD SYMPOSIUM ON PROPULSION SYSTEM FOR REUSABLE LAUNCH VEHICLES. 83-88 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] "INVESTIGATION OF THE CHARACTERISTICS OF SUPERSONIC INTAKE"JSME SPRING ANNUAL MEETION OF KANSAI SECTION(STUDENT SECTION). (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 新山泰徳, 舩津志郎, 尾池守, 上條謙二郎: "LACE用熱交換器の性能予測"日本航空宇宙学会北部支部2002年講演会および第3回再使用宇宙推進系シンポジウム講演論文集. 83-88 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mamoru Oike: "Preliminary Evaluation of Heat Exchanger for LACE"The38th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno NV AIAA2000-0359,(2000). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 尾池守: "LACE性能に及ぼす飛行動圧の影響"第40回 航空原動機・宇宙推進講演会構演習. 239-244 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 細田悦央: "基本LACEの性能評価"日本航空宇宙学会北部支部2000年講演会および第1回再使用型宇宙推進系シンポジウム講演論文集. 219-224 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 細田悦央: "空気液化サイクルエンジンのシステム性能に関する研究"東北大学流体科学研究所第11回研究発表会講演論文集. 21-24 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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