| 研究概要 |
高温高速風洞設備(全温1500K最大、マッハ数1.8)を利用し、水素ガスのダクト壁面円孔からの垂直音速噴射による超音速連続燃焼実験を行った。内容的には、高温水素ガスの噴射による燃焼実験とプラズマト-チを利用したラジカル投入による燃焼実験に大別される。
水素加熱器と水素加熱プレートを併用し最高950K程度まで加熱した高温水素の、全温水素の、全温1400K程度の主流に対する噴射実験では、噴射孔での自発着火火災が確認され燃料高温化の効果が見られた。しかし、燃料噴流下流領域全体におよぶバルクフレーム(大規模火災)発生点については主流全温による効果が支配的で、燃料温度の寄与は少ないという結果が得られた。さらに形成される火災は試験ダクト内の衝撃波と強く干渉し、衝撃波反射位置で反応が促進する不連続的な形状が確認された。
アルゴンガスをベースとしてプラズマト-チを用いた燃焼実験は主流全温を常温から1000K程度の範囲で行い、2次作動ガスとして酸素の添加も行った。その結果、本研究で用いたプラズマト-チでは燃料噴射をト-チ下流から行った場合、いかなるプラズマ条件においても着火火災の形成は達成できず、噴射をプラズマト-チの上流から行うことで初めて超音速燃焼を達成した。試験部内における自発着火には1300K程度の主流全温が必要であるが,プラズマ投入により800Kにおいても着火が確認され、着火限界温度が大幅に低下することが明らかになった。さらに、2次作動ガスの酸素を加えることで反応が急激に進行することが確認され、不安定ながら600Kの主流全温での着火も確認された。また、形成される火炎が試験ダクト内の衝撃波により強く影響を受け、その反射位置で反応が促進することが再確認された。
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