研究課題
国際共同研究加速基金(帰国発展研究)
スクラムジェットエンジンは、極超音速域にて大気中の空気を吸込み圧縮燃焼し、効率的かつ柔軟な将来型宇宙輸送を実現する推進技術として注目されている。安定的な作動と推力発生のためには、衝撃波や化学反応といった複雑な熱流体力学的現象とその相互作用や性能に与える影響を正確に理解し、統合的な設計を行うことが不可欠である。本研究では、数値解析・機械学習・進化計算を組み合わせた複合的アプローチにより、軸対称型内部圧縮式のスクラムジェットの多目的・多設計点最適化を行い、先進的な設計手法と知識ベースを構築した。また、統計的解析を施すことにより、現象・形状および性能に対する影響に関する有用な物理的洞察を獲得した。
世界初のスクラムジェットによる加速と上昇の実現に向け、広い速度・高度域における熱空力特性解析と性能評価を行い、必要な知識ベースと先進的な設計手法を構築した。また、様々な燃料噴射の方法や衝撃波構造を利用した燃料混合の促進、抵抗および全圧損失の低減といった革新的技術に関し、学術的に貴重かつ先駆的なデータを取得した。スクラムジェット推進技術は、低コストの宇宙旅行や、環境への影響に配慮した持続可能な宇宙輸送、地球上での超高速２地点移動といった次世代輸送システムの鍵を握る。その実現により、科学技術的な価値に加え、資源・環境・経済・商業といった多義的な観点からの公益がもたらされることが期待される。
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