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間欠膨張推力増大効果による高ISPパルスデトネーションロケットの研究

研究課題

研究課題/領域番号 17760633
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関筑波大学

研究代表者

笠原 次郎  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 准教授 (60312435)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードデトネーション / PDE / 部分充填効果 / 圧縮性流体力学 / 推進工学 / ロケット
研究概要

パルスデトネーションロケット(PDR)は,ノズルスロート部が存在しない単純構造であり,かつ燃料・酸化剤ポンプ2次側圧力を1/5から1/10に低減でき,ポンプの負荷を著しく減少可能であり,既存ロケットの不具合要因を回避出来る.また,間欠作動であるため,作動周波数を変更するのみで広い推力レンジで一定の効率を達成可能である.そのようなパルスデトネーションロケットの部分充填効果に関して,研究を行った.
平成20年度の研究では,真空下においても,部分充填効果が存在することを,実験的に定量的な検証を行った.また,数値解析を行い,比熱比一定の熱量的完全気体モデルによって,結果を解析した.また,極めて充填率の低い場合の部分充填効果を定量的に予測した.本科研費の研究によって,PDEの部分充填効果の本質的な物理が実験的に解明され,研究成果は,論文としてAIAA Journal等に受理された.また,間欠流を生成する回転バルブ式の衝撃波管を開発レ,連続的な間欠流の生成装置が完成し,連続的な衝撃波の発生に成功した.さらに,自律作動バルブを開発し,推進剤の有するエンタルピーによって,高速大流量作動が可能なバルブを開発し,PDEの作動に成功した.これら解明した物理現象及び新技術によって,PDEの飛行試験に向けた要素研究を完了した.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2008 2007 2005 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Impulse Generation by an Open Shock Tube2008

    • 著者名/発表者名
      J. Kasahara, Z. Liang, S. T.Browne, and J. E. Shepherd
    • 雑誌名

      NAA Joum al (採録決定)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Homogeneous-Dilution Model of Partially Fueled Simplified Pulse Detonation Engines2007

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, T. Yatsllfusa, S. Taki, A. Matsuo, K. Inaba, and J. Kasahara
    • 雑誌名

      Journal of Propulsion and Power 23

      ページ: 1033-1041

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Studies of Magnetohydrodynamic Flow Control Considering Real Wall EIectrical Conductivity2007

    • 著者名/発表者名
      T. Fujino, Y. Matsumoto, J.Kasahara, and M. lshikawa
    • 雑誌名

      Journal of Spacecraft and Roeket 44

      ページ: 625-632

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] パルスデトネーションロケットと部分充填効果による推力増大法2005

    • 著者名/発表者名
      笠原次郎
    • 雑誌名

      日本燃焼学会誌 40巻140号

      ページ: 84-89

    • NAID

      10017341778

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] エチレンー酸化二窒素混合気のデトネーションセルサイズに関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      根本豊至・松岡健・八桁純・笠原次郎
    • 学会等名
      第45回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] パルステ゜トネーションエンジンにおける壁面熱損失の解析2008

    • 著者名/発表者名
      川根航・小島亮太・笠原次郎
    • 学会等名
      平成19年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2008-03-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ロータリーバルブ空気吸込式PDE基礎的研究2008

    • 著者名/発表者名
      上杉正樹・明翫拓史・津久井亮・笠原次郎・村山元秀
    • 学会等名
      平成20年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2008-03-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] デトネーション駆動衝撃波の伝播特性に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      加藤真平・橋本諭・笠原次郎・亀田敏弘・高原健爾
    • 学会等名
      平成19年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2008-03-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] パルスデトネーションエンジン研究とその現状2008

    • 著者名/発表者名
      笠原次郎・長谷川輝・山口敬之・根本豊至・松岡健・八桁純・矢島卓・小島孝之
    • 学会等名
      第3回新エネルギー技術シナポジウム
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Research of Autonomous Driving Valve for Pulse Detonation Rocket Engine2008

    • 著者名/発表者名
      K., Matsuoka・H., Yamaguchi・T., Nemoto・J., Yageta・J., Kasahara・T., Yajima・T., Kojima
    • 学会等名
      Asian Joint Conference on Propulsion and Power
    • 発表場所
      慶州、韓国
    • 年月日
      2008-03-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Impulse Generation by a Shock Tube in a Vacuum2008

    • 著者名/発表者名
      Y., Takashima・J., Kasahara・J. E., Shepherd・I., Funaki
    • 学会等名
      46th AIAA Aerospace Science Meeting and Exhib it
    • 発表場所
      Reno, USA
    • 年月日
      2008-01-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] デトネーション駆動衝撃波に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      橋本諭・加藤真・笠原次郎亀田敏弘高原健爾
    • 学会等名
      日本機会学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-11-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Thrust Demonstration of a Pulse Detonation Rocket"TODOROKI"2007

    • 著者名/発表者名
      J., Kasahara・A., Hasegawa・T., Nemoto・H., yamaguchi・T., Yajima
    • 学会等名
      44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
    • 発表場所
      Cincinati, USA
    • 年月日
      2007-07-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] PDE 試験用間欠作動衝撃波管の開発及びタービン断熱効率計測2007

    • 著者名/発表者名
      津久井亮・笠原次郎・小島孝之
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部ブロック合同講演会 200 7 埼玉/第 3 回埼玉ブロック大会
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 年月日
      2007-06-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] PDE 試験用間欠作動衝撃波管の研究開発2007

    • 著者名/発表者名
      津久井亮・笠原次郎
    • 学会等名
      第39回流体力学講演会・航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム 2007
    • 発表場所
      JAXA 調布
    • 年月日
      2007-06-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.kz.tsukuba.ac.jp/?kasahara

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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