2018 Fiscal Year Annual Research Report
Jet Noise Assessment of Full-Scale Supersonic Engines Using 1MHz Optical Microphone and Low-Density-Gas Jets
| Project/Area Number |
16H04584
|
|---|
| Research Institution | Gunma University |
|---|
Principal Investigator |
荒木 幹也 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (70344926)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
志賀 聖一 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (00154188)
GONZALEZ・P JUAN 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (30720362)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 超音速ジェットエンジン / ジェット騒音 / 光学マイクロフォン / 低密度ガスジェット / 実機騒音推算 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
次世代の超音速／極超音速ジェットエンジン研究が，世界各国で進められている．高速巡行を実現するため，1000m/sかつ2000Kオーダの高速・高温で運用される．大きな排気速度は大きなジェット騒音をもたらすことになり，離陸時のジェット騒音が懸念される．離陸騒音低減デバイス開発において，その効果は最終的に「実機エンジン」で検証されるべきものである．ただし，開発中のエンジンであれば実機が存在せず，プロトタイプエンジンの開発・製造，国外試験場の確保，そして数か月にわたる試験実施が必要となり，莫大なコストを要する．これをミニチュアノズルで実現できれば，飛躍的な効果をもたらすことになる．ただしそこには，「周波数の壁」と「温度の壁」がある．
ミニチュアノズルで取得したデータは騒音周波数が大きく，高周波マイクロフォン（最高140kHz）で取得したデータであっても実機スケール換算した後の最高周波数は1kHz相当となり，人間の可聴域をカバーできない．従来の機械式マイクロフォンは物理的な振動面を有するため，高周波数側に限界がある．そこで本研究では，「音」の計測に「光」を用いた．マイクロフォンから物理的な振動面を排する．「音」は圧力の変動であり，同時に場の密度も変動する．この密度変動を光の屈折で検出する．計測部を透過するレーザ光は，音波による密度変動でわずかに曲がる．これをシュリーレン光学系で輝度信号に変換して取得する．物理モデルを構築し，観測される輝度信号を音波の次元へと変換する．本研究課題の3年間で，この1MHz超高周波マイクロフォンの基礎原理確立，計測精度検証を完了した．こののち特許申請を行う予定である．また，高温ガスの代わりに低密度ガスを用いた実機音響場再現実験との組み合わせにより，極超音速イジェクターノズルの形状最適化に成功した．効率的な研究・開発の一助となれば幸いである．
|
| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
