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2010 年度 実績報告書

縦渦導入型広帯域スクラムジェットの研究

研究課題

研究課題/領域番号 21226020
研究機関独立行政法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

須浪 徹治  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙輸送ミッション本部, 主任研究員 (90358549)

研究分担者 新井 隆景  大阪府立大学, 工学部, 教授 (10175945)
滝田 謙一  東北大学, 工学系研究科, 准教授 (80282101)
松尾 亜紀子  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70276418)
キーワードスクラムジェットエンジン / 超音速燃焼 / 超音速混合 / 乱流燃焼 / 縦渦 / 再使用宇宙輸送機 / 極超音速航空機 / スペースプレーン
研究概要

H22年度研究実施計画に基づき研究を実施し,下記の成果を得た.
1.境界層制御について,インレットと燃焼器の境界層剥離抑制を目的に,縦渦導入装置を設計し,燃焼実験による剥離抑制効果の確認と,着火・保炎等の燃焼特性への影響を調査した.また,壁面摩擦抗力低減の理論的検討を進めた.
2.燃料噴射器・混合制御手法では,噴射器の縦渦導入部形状をパラメータとした性能評価を非燃焼・燃焼実験,CFD解析により実施し,混合・燃焼性能向上に必要な知見・データを取得した.
3.着火・保炎・燃焼制御手法では,実験で観察された超音速燃焼器内のデトネーション生成・伝播・減衰の過程をCFDにより再現するとともに,伝播条件・伝播特性について調べた.着火装置について,超音速流中で誘電体バリア放電と非平衡プラズマの生成に成功し,これを用いた燃焼試験を実施した.4.広帯域燃焼器設計について着火,保炎,燃焼,インレット-燃焼器干渉抑制の全ての性能向上を目的とした燃焼器流路の形態提案と形状設計を行い,第1期エンジン設計へ適用した.
5.インレット始動特性・性能評価については,可変形状インレットの可変量変化に伴う性能(インレット出口気流状態)についてCFDにより調べた.また,インレットの設計・性能予測ツールに関し,CFDによる評価・検証を進め,広帯域インレット最適化に向けた課題抽出を行った.
6.第1期エンジンについては,H21年度成果および上記1~5の重要成果を適用してエンジン形態決定・形状設計・製作を行った.また,CFDによる事前性能評価を行った.
7.燃焼器作動特性・性能評価については,HIEST燃焼実験(H24年6月)により実施予定である.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] 縦渦導入型スクラムジェット燃焼器におけるデトネーション波の数値解析2011

    • 著者名/発表者名
      須浪徹治
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会北部支部講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-03-11
  • [学会発表] 超音速縦渦列を用いた燃料混合のLES解析2011

    • 著者名/発表者名
      渡部潤也
    • 学会等名
      第12回再使用型宇宙輸送系シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-03-11
  • [学会発表] 超音速縦渦と斜め衝撃波の干渉による渦崩壊について2010

    • 著者名/発表者名
      比江島俊彦
    • 学会等名
      第24回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2010-12-22
  • [学会発表] 縦渦を用いた超音速混合燃焼促進に関する数値的研究2010

    • 著者名/発表者名
      小寺正敏
    • 学会等名
      第24回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      慶應大学
    • 年月日
      2010-12-21
  • [学会発表] 高マッハ数における縦渦の線形不安定性と非線形発達2010

    • 著者名/発表者名
      比江島俊彦
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2010
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-09-11
  • [学会発表] 超音速縦渦対の循環が混合に及ぼす影響2010

    • 著者名/発表者名
      早瀬裕輝
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2010
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] Experimental Investigation of Supersonic Combustion in the HIEST and HEG Free Piston Shock Tunnels2010

    • 著者名/発表者名
      J.Martinez Schramm
    • 学会等名
      46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit
    • 発表場所
      Nashville(米国)
    • 年月日
      2010-07-25

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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