予冷ターボジェットアフターバーナーにおける水素燃焼および窒素酸化物生成メカニズム

• 研究課題/領域番号: 24560971
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 津江 光洋 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50227360)
• 連携研究者: 中谷 辰爾 東京大学, 工学系研究科, 准教授 (00382234)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 推進機関 / エンジン / 水素 / 予冷ターボジェット / 極超音速 / 推進・エンジン

研究成果の概要

極超音速飛行を行うためのエンジンとして水素を燃料とした予冷ターボジェットがある．離陸からマッハ6に至る幅広い作動レンジで環境負荷物質の排出の少なく高効率のエンジンを実現するためには燃焼現象の理解が必要である．
本研究では，予冷ターボジェットアフターバーナーにおける燃焼状態を把握するため，モデル燃焼器を用いた実験を実施した．また，同時に詳細反応モデルを使用した数値流体解析も実施した．高エンタルピ―風洞内の水素噴射において，高効率の燃焼形態の把握と窒素酸化物生成メカニズムを明らかにした．また，粒子添加二色法による非接触の水素火炎温度測定手法を提案し，有効性を示した．

研究成果

• [雑誌論文] 日本エネルギー学会誌 (2015)
  • 著者名/発表者名: 喜多 翔ノ介, Ianus George, 岩田 和也, 榊 和樹, 西田 俊介, 田口 秀之, 荒木 幹也, 高橋 周平, 今村 宰, 中谷 辰爾, 津江 光洋
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会論文集 巻: 63 ページ: 1-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 予冷ターボジェットエンジンアフターバーナーの燃焼・排気特性に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 津江光洋，中谷辰爾
  • 雑誌名: 日本エネルギー学会誌 巻: 93 ページ: 192-200
  • 査読あり
• [学会発表] SiC粒子を用いた可視2色法による予冷ターボジェットエンジンアフターバーナーの水素過濃燃焼場温度計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉山 智之
  • 学会等名: 第55回航空原動機・宇宙推進講演会
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山県，富山市）
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-10
• [学会発表] 予冷ターボジェットエンジンの排気が成層圏大気に与える影響に関する0次元反応計算 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤尾 一祐
  • 学会等名: 第52回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター（岡山県，岡山市）
  • 年月日: 2014-12-03 – 2014-12-05
• [学会発表] Temperature Measurement using Two Color Optical Pyrometry in an Afterburner for a Pre-Cooled Turbo Jet Engine (2014)
  • 著者名/発表者名: Kita, S., Ianus, G., Iwata, K., Sakaki, K., Taguchi, H., Imamura, O., Nakaya, S., Tsue, M.
  • 学会等名: The 7th Asian Joint Conference on Propulsion and Power
  • 発表場所: Korea・Jeju
• [学会発表] サブスケール予冷ターボジェットエンジンアフターバーナにおける燃料噴射孔配置が保炎特性に与える影響の数値計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩田 和也，喜多 翔ノ介，George Ianus，中谷 辰爾，津江 光洋，田口 秀之
  • 学会等名: 第51回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 東京都・大田区産業プラザpio
• [学会発表] Effects of Angled Injection on the Combustion Performance in the Afterburner of the Pre-Cooled Turbo Jet (2012)
  • 著者名/発表者名: George Ianus, Shunsuke Nishida, Shounosuke Kita, Shinji Nakaya, Tsue Mitsuhiro, Hideyuki Taguchi
  • 学会等名: 34th International Symposium on Combustion
  • 発表場所: Poland・Warsaw
• [学会発表] 観測ロケットを利用した極超音速飛行試験４～ラム燃焼器の検討
  • 著者名/発表者名: 喜多翔ノ介，George lanus，岩田和也，榊和樹，吉山智之，西田俊介，田口秀之，荒木幹也，高橋周平，今村宰，中谷辰爾，津江光洋
  • 学会等名: 平成24年度宇宙輸送シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川県相模原市・JAXA宇宙科学研究所
• [学会発表] 予冷ターボジェットエンジンアフターバーナにおける噴射器保円特性の数値計算
  • 著者名/発表者名: 岩田和也，喜多翔ノ介，IANUS George，中谷辰爾，津江光洋，田口秀之
  • 学会等名: 第53回航空原動機・宇宙推進講演会
  • 発表場所: 岡山県倉敷市・倉敷市芸文館
• [備考] 東京大学大学院工学系研究科津江・中谷研究室
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/kono-tsue_lab/