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航空機の大量輸送と高速化の要求を満たす手段として、超音速輸送機(Supersonic Transport:SST)が有望である。超音速輸送機の実現のためには、次の3つの環境保全の課題、すなわち、ソニックブームの低減化、オゾン層の保護、空港騒音の低減化、を解決する必要があることが世界的に共通の認識となっている。本研究は、上記3つの課題について、(1)ソニックブーム低減化に有効な航空機機体形状についての基礎的な検討(風洞実験及び理論計算)、(2)大気中でのオゾンの化学反応過程のシミュレーション、(3)空港騒音低減化に有効なエンジン形態の検討を行うものである。
平成5年度においては、上記のうち、ソニックブームに関する研究とオゾン層化学に関する研究を開始した。
1.ソニックブームに関する研究
r=rox^nで表される先端形状をもつ軸対称物体から発生するソニックブーム強度を波形パラメータ法で計算し、n=0.5及び0.75の場合、およびカルマンオジャイブがブーム強度を小さくすることがわかり、先端が尖っていない形状がソニックブーム低減化のために有効であることがわかった。このことに基づき、デルタ翼をもつ実機形状で胴体先端形状の鈍頭度によるソニックブーム低減の効果を超音速風洞実験(マッハ数2)で調べることを準備中である。
2.オゾン層化学に関する研究
高度方向のみを考えた一次元モデルを用い、地球大気中窒素化合物の拡散過程を計算した。この際、対流圏及び成層圏での高度方向の拡散はそれぞれの領域での渦拡散に支配されるとしている。これによって、成層圏に注入された窒素化合物の拡散によって生じる濃度分布を知ることができた。この濃度分布に基づき、オゾンと窒素化合物の反応によって変化するオゾンの濃度分布を得ることを計画している。
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