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双曲線軌道用デトネーション駆動型高エンタルピーイクスパンションチューブの試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 12555273
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 航空宇宙工学
研究機関九州大学

研究代表者

麻生 茂  九州大学, 工学研究院, 教授 (40150495)

研究分担者 滝 史郎  広島大学, 工学部, 教授 (20020240)
利光 和彦  九州大学, 工学研究院, 助手 (10180150)
西田 迪雄  九州大学, 工学研究院, 教授 (10025968)
藤原 俊隆  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90023225)
志田 坦也  三菱重工業(株), 長崎研究所, 主査(研究職)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
2001年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
2000年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
キーワードデトネーション / イクスパンションツーブ / 高エンタルピー流 / 超起動速度 / 双曲線軌道 / 空力加熱 / サンプルリターン / 突入体 / 超軌道速度
研究概要

サンプルリターンミッションや火星や木星大気への突入体が双曲線軌道飛行体の地球大気及び惑星大気への突入において飛行体へ加わる最大空力加熱時には、飛行体先端部におけるマッハ数20以上、衝撃波背後の気体温度1万度以上となり、著しい高温効果(解離、振動エネルギー、電子エネルギー、化学非平衡、温度非平衡など)を伴う。このために地上で飛行環境に近い条件で実験を行い、飛行体の空力加熱率分布や圧力分布を調べるための試験装置が必要がある。
本研究の目的は、このような飛行環境を作り出す新しい試験装置として、デトネーション駆動で得られた強い衝撃波をそのままイクスパンションチューブへ導き、加速することにより、気体の解離をほとんど伴わない、寸法の大きさによる影響(バイナリースケーリング)を除けば大気再突入の正確な空力加熱実験が再現できる装置を試作研究することにある。
前年度は、イクスパンションチューブの駆動特性の研究とデトネーション駆動部に対する理論的検討を行い、イクスパンションチューブ内で最大衝撃波マッハ数34.5、試験気体流速の推定値として9.8km/sを達成し、またデトネーション駆動部に対する動作特性を把握した。今年度は、
1)デトネーション駆動型嵩圧発生装置を試作するために、デトネーションを発生させるためのイニシエーション管の役割について明らかにするとともに、イニシエーション管付きデトネーション管からなるデトネーション駆動型高圧発生装置により高温高圧の駆動気体を発生させることに成功した。
2)試作したデトネーション駆動型高圧発生装置に衝撃波管を接続することにより、衝撃波マッハ数7・4を達成した。駆動気体へのヘリウム希釈を高めることによりこの値はさらに上昇する。
以上、当該研究課題について当初計画していた内容をほぼ達成できた。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (47件)

  • [文献書誌] 溝口 誠, 深見知也, 麻生 茂, 利光和彦: "フリーピストン衝撃風洞駆動部の特性に関する研究"九州大学工学集報. 73・5. 593-598 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 麻生 茂: "完全再使用型宇宙住還機開発におけるCFDへの期待"航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2000. (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsumoto, S.Aso: "Nonequilibrium Effects on Shock Wave/Boundary Layer Interaction in High Enthalpy Flow"1st International Conference on Computational Fluid Dynamics (held at Kyoto, Japan). (2000)

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  • [文献書誌] 溝口 誠, 深見知也, 林 健太郎, 利光和彦, 麻生 茂: "フリーピストン衝撃風洞駆動部の特性について"第32回流体力学講演会講演集. 67-70 (2000)

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  • [文献書誌] 麻生 茂: "完全再使用宇宙往還機の空力加熱"第44回宇宙科学連合講演会講演集. 67-71 (2000)

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  • [文献書誌] Makoto Mizoguchi, Shigeru Aso: "Fundamental Study on a Free-Piston Hypersonic Facility"Proc. of the second Japan/Korean Joint Workshop on Aeronautics and Astronautics. 53-56 (2001)

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  • [文献書誌] 麻生 茂: "高エンタルピー流研究の現状と展望"日本流体力学会年会2001講演論文集. 387-388 (2001)

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  • [文献書誌] 麻生 茂, 溝口 誠, 深見 知也: "高エンタルピー衝撃風洞の特性について"日本流体力学会年会2001講演論文集. 389-390 (2001)

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  • [文献書誌] 麻生 茂, 林 健太郎, 溝口 誠: "逆噴射ジェットによる空力加熱低減に関する実験的研究"日本流体力学会年会2001講演論文集. 403-404 (2001)

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  • [文献書誌] 麻生 茂: "PDE実現に向けての基礎研究について"第33回流体力学講演会講演集. 15-18 (2001)

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  • [文献書誌] 林 健太郎, 麻生 茂: "逆噴射ジェットによる空力加熱低減の研究"第33回流体力学講演会講演集. 253-256 (2001)

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  • [文献書誌] 日野 伸隆, 麻生 茂, 河野 慎吾, 黒崎隆二郎, 小倉栄二: "TSTO空力干渉基礎研究-ロケット先端形状周りの流れ解析"日本航空宇宙学会西部支部講演会講演集(2001). 43-46 (2001)

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  • [文献書誌] 麻生 茂: "将来型宇宙輸送システ厶開発の動向について"日本航空宇宙学会西部支部講演会講演集(2001). 31-34 (2001)

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  • [文献書誌] S.Aso, K.Hayashi, M.Mizoguchi: "A Study on Aerodynamic Heating Reduction due to Opposing Jet in Hypersonic Flow"40th AJAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit 14-17 January 2002 Reno Hilton, Reno, NV, U.S.A. (2002), AIAA Paper 2002-0646. (2002)

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  • [文献書誌] Makoto MIZOGUCHI, Tomoya FUKAMI; Shigeru ASO, Kazuhiko TOSHIMITSU: "A Study on Characteristics of Free Piston Shock Tunnel Driver (in Japanese)"Technology Reports of the Faculty of Engineering, Kyushu University. Vol. 73, N0.5. 593-598 (2000)

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  • [文献書誌] Shigeru ASO: "CFD perspectives for the Development of Fully Reusable Launch Vehicles (in Japanese)"Proceedings of Symposium on Aerospace Numerical Simulation Technology. 2000. (2000)

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  • [文献書誌] A. Matsumoto and S. ASO: "Nonequilibrium Effects on Shock Wave/Boundary Layer Interaction in High Enthalpy Flow"Proceedings of 1st International Conference on Computational Fluid Dynamics (held at Kyoto, Japan). (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto MIZOGUCHI, Tomoya FUKAMI, Kentario HAYASHI, Kazuhiko TOSHIMITSU, Shigeru ASO: "A Study on Characteristics of Driver Section of Free on Shock Tunnel (in Japanese)"Proceedings of 32nd Fluid Dynamics Conference. 67-70 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeru ASO: "Aerodynamic Heating of Fully Reusable Launch Vehicles (in Japanese)"Proceedings of the 44th Space Sciences and Technology Conference. 67-71 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Mizoguchi and Shigeru Aso: "Fundamental Study on a Free-Piston Hypersonic Facility"Proceedings of the second Japan/Korean Joint Workshop on Aeronautics and Astronautics. 53-56 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeru ASO: "Present and Future Situations of High Enthalpy Flow Researches (in Japanese)"Proceedings of Annual Congress of Japan Society of Fluid Mechanics. 387-388 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeru ASO, Makoto MIZOGUCHI, Tomoya FUKAMI: "A Study on Characteristics of High Enthalpy Shock Tunnel (in Japanese)"Proceedings of Annual Congress of Japan Society of Fluid Mechanics. 389-90 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeru ASO, Kentario HAYASHI, Makoto MIZOGUCHI: "A Experimental Study on Reduction of Aerodynamic Heating due to Opposing Jets (in Japanese)"Proceedings of Annual Congress of Japan Society of Fluid Mechanics. 403-404 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeru ASO: "A Fundamental Study on PDE (in Japanese)"Proceedings of 33rd Fluid Dynamics Conference. 15-18 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kentario HAYASHI, Shigeru ASO: "A Study on Reduction of Aerodynamic Heating due to Opposing Jets (in Japanese)"Proceedings of 33rd Fluid Dynamics Conference. 253-256 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobutaka HlNO, Shigeru ASO, Shingo KAWANO, Ryujirou KUROSAKI, Eiji OGURA: "Fundamental Study on Aerodynamic Interaction of TSTO-Flow Analysis around Nose Region of Rocket (in Japanese)"Proceedings of Western Branch of Japan Society of Aeronautics and Space Sciences. 43-46 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeru ASO: "Trend of Development of Future Space Transportation Systems (in Japanese)"Proceedings of Western Branch of Japan Society of Aeronautics and Space Sciences. 31-34 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Aso, K. Hayashi and M. Mizoguchi: "A Study on Aerodynamic Heating Reduction due to Opposing Jet in Hypersonic Flow"10th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit 14-17 January 2002, Reno Hilton, Reno, NV, U.S.A.. AIAA Paper 2002-0646. (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 溝口 誠, 深見知也, 麻生 茂, 利光和彦: "フリーピストン衝撃風洞駆動部の特性に関する研究"九州大学工学集報. 73・5. 593-598 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 麻生 茂: "完全再使用型宇宙住還機開発におけるCFDへの期待"航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2000. (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Matsumoto, S.Aso: "Nonequilibrium Effects on Shock Wave/Boundary Layer Interaction in High Enthalpy Flow"1st International Conference on Computational Fluid Dynamics (held at Kyoto, Japan). (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 溝口 誠, 深見知也, 林 健太郎, 利光和彦, 麻生 茂: "フリーピストン衝撃風洞駆動部の特性について"第32回流体力学講演会講演集. 67-70 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 麻生 茂: "完全再使用宇宙往還機の空力加熱"第44回宇宙科学連合講演会講演集. 67-71 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Mizoguchi, Shigeru Aso: "Fundamental Study on a Free-Piston Hypersonic Facility"Proc.of the second Japan/Korean Joint Workshop on Aeronautics and Astronautics. 53-56 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 麻生 茂: "高エンタルピー流研究の現状と展望"日本流体力学会年会2001講演論文集. 387-388 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 麻生 茂, 溝口 誠, 深見 知也: "高エンタルピー衝撃風洞の特性について"日本流体力学会年会2001講演論文集. 389-390 (2001)

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  • [文献書誌] 麻生 茂, 林 健太郎, 溝口 誠: "逆噴射ジェットによる空力加熱低減に関する実験的研究"日本流体力学会年会2001講演論文集. 403-404 (2001)

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  • [文献書誌] 麻生 茂: "PDE実現に向けての基礎研究について"第33回流体力学講演会講演集. 15-18 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 林 健太郎, 麻生 茂: "逆噴射ジェットによる空力加熱低減の研究"第33回流体力学講演会講演集. 253-256 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 日野 伸隆, 麻生 茂, 河野 慎吾, 黒崎隆二郎, 小倉栄二: "TSTO空力干渉基礎研究-ロケット先端形状周りの流れ解析"日本航空宇宙学会西部支部講演会講演集(2001). 43-46 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 麻生 茂: "将来型宇宙輸送システム開発の動向について"日本航空宇宙学会西部支部講演会講演集(2001). 31-34 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Aso, K.Hayashi, M.Mizoguchi: "A Study on Aerodynamic Heating Reduction due to Opposing Jet in Hypersonic Flow"40th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit 14-17 January 2002 Reno Hilton, Reno, NV, U.S.A.(2002), AIAA Paper 2002-0646. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 溝口誠,深見知也,麻生茂,利光和彦: "フリーピストン衝撃風洞駆動部の特性に関する研究"九州大学工学集報. 第73巻 第5号. 593-598 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 麻生茂: "完全再使用型宇宙住還機開発におけるCFDへの期待"航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2000. (ページなし). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Matsumoto and S.Aso: "Nonequilibrium Effects on Shock Wave/Boundary Layer Interaction in High Enthalpy Flow"1st International Conference on Computational Fluid Dynamics (held at Kyoto,Japan). (ページなし). (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 溝口誠,深見知也,林健太郎,利光和彦,麻生茂: "フリーピストン衝撃風洞駆動部の特性について"第32回流体力学講演会講演集. 67-70 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 麻生茂: "完全再使用宇宙往還機の空力加熱"第44回宇宙科学連合講演会講演集. 67-71 (2000)

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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