Study on Self-compression Type Detonation Propulsion: Evolutionary Space-Flight Demonstration Study Using Sounding Rockets

自压缩式爆轰推进研究:探空火箭演化航天飞行验证研究

基本信息

  • 批准号:
    19H05464
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 400.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2019-04-23 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

(1)多孔冷却面構造のデトネーションエンジンに関する研究に関しては、H3用リテンションスラスタ軌道上実証に向け水素ー酸素RDEで比推力415秒を達成。横壁からのインジェクションによって、C*性能を保ちながら、熱流束を半減できることを確認した。(2)2024年7月打ち上げ観測ロケットS-520-34号機実験用液体推進剤デトネーションエンジンの作動に成功した。微粒化・気化過程を含む液体推進剤(エタノール-N2O )に対し、デトネーション伝播を高速度カメラで撮影に成功した。最大3秒の試験に成功し、理想的な推力を得た。観測ロケットS-520-34号機用デトネーションエンジンシステム2(DES2)PFM基本設計が完了した。充填形態、外筒取付後保管状態、フライト形態のDES2系統図を製作した。BBMの設計が完了した(2023.4試験予定)。PFMの基本設計が完了した(2023.12試験予定)。深宇宙探査に必須の上段用のエンジンが、デトネーション燃焼を利用することで小型化、高性能化されることが本実験で実証されている。深宇宙探査のための革新的かつフライアブルな新エンジンシステムを創造しつつある点で、社会的意義のある成果である。(3)冬試験にて、液体推進剤デトネーションエンジンの作動特性実験を実施し、BBM・PFM用燃焼機部を製造し、単体試験を実施した。デフラグレーションモードで最大15秒の燃焼を達成した。液流し試験で流量係数を決定し、作動タイミングの最適条件を決定し、燃焼機-供給系の相互作用を理解した。(4)N2Oの触媒分解ガスにて、エチレンの点火・保炎に成功した。デトネーションの伝播維持の代表特性である「反射点距離」に関して、極めて広い化学種・圧力・温度領域で定量決定法を確立した。
(1) porous cooling surface structure の デ ト ネ ー シ ョ ン エ ン ジ ン に masato す る research に masato し て は, H3 リ テ ン シ ョ ン ス ラ ス card be に タ orbit to け ー acid water element element RDE で than thrust を reached 415 seconds. Horizontal wall か ら の イ ン ジ ェ ク シ ョ ン に よ っ て, C * performance を bartender ち な が ら, heat flow beam を half で き る こ と を confirm し た. (2) in July 2024 hit ち げ 観 measuring ロ ケ ッ ト S - 520-34 machine be 験 propulsion by liquid tonic デ ト ネ ー シ ョ ン エ ン ジ ン の actuation に successful し た. Particulates, 気 process contains を む liquid propulsion tonic (エ タ ノ ー ル - N2O) に し, seaborne デ ト ネ ー シ ョ ン 伝 sowing を high speed カ メ ラ で pinch of shadow に successful し た. The maximum 3-second <s:1> test に success に ideal な thrust を obtain た. 観 measuring ロ ケ ッ ト S - 520-34 machine with デ ト ネ ー シ ョ ン エ ン ジ ン シ ス テ ム 2 (DES2) PFM basic design finished が し た. Filling form, storage status of the outer cylinder after withdrawal, フラ フラ ト form, <s:1> DES2 system diagram を production, た た. The BBM が design is completed and the final た (as determined by the experiment in April 2022). The basic design of the PFM <s:1> is が completed, and the final design is た (as determined by the experiment in December 2023). Deep space probe に must の segment with の エ ン ジ ン が, デ ト ネ ー シ ョ ン combustion 焼 を using す る こ と で miniaturization, high performance-based さ れ る こ と が this be 験 で card be さ れ て い る. Deep space probe の た め の innovative か つ フ ラ イ ア ブ ル な new エ ン ジ ン シ ス テ ム を create し つ つ あ で る point, the significance of social の あ る results で あ る. (3) the winter test に て, liquid propulsion tonic デ ト ネ ー シ ョ ン エ ン ジ ン の actuation characteristics be 験 を be し, BBM, PFM made し を burning 焼 machine department, 単 test を be applied し た. Youdaoplaceholder0 ショ ショ モ モ ドで ドで the maximum 15 seconds for the <s:1> to burn 焼を is achieved. Flow し test を decided し で flow coefficient, actuation タ イ ミ ン グ の を decided し optimum conditions, burning 焼 machine interaction - supply is の を understand し た. (4)N2O <s:1> catalyst decomposition ガスにて, エチレ <e:1> <s:1> ignition · flame preservation に successful <s:1> た. デ ト ネ ー シ ョ ン の 伝 sowing maintain の representative features で あ る "reflection point distance" に masato し て, extremely め て hiroo い chemical kind of, pressure, temperature field で を quantitative decision method to establish し た.

项目成果

期刊论文数量(186)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Numerical Investigation on Characteristic Lengths for Gaseous Detonation with Dilute Water Spray
  • DOI:
    10.2514/6.2019-4132
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Watanabe;A. Matsuo;Ashwin Chinnayya;K. Matsuoka;A. Kawasaki;J. Kasahara
  • 通讯作者:
    H. Watanabe;A. Matsuo;Ashwin Chinnayya;K. Matsuoka;A. Kawasaki;J. Kasahara
Investigation of combustion modes and pressure of reflective shuttling detonation combustor
反射式穿梭爆轰燃烧室燃烧方式及压力研究
  • DOI:
    10.1016/j.proci.2020.07.064
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Yamaguchi Masato;Taguchi Tomoya;Matsuoka Ken;Kawasaki Akira;Kasahara Jiro;Watanabe Hiroaki;Matsuo Akiko
  • 通讯作者:
    Matsuo Akiko
Data-driven Modeling of Reflection Point Distance Relevant to Diffracting Detonation Wave by using Machine Learning
利用机器学习对与衍射爆震波相关的反射点距离进行数据驱动建模
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Kawasaki;H. Hasegawa;H. Sun;H. Watanabe;N. Itouyama;K. Matsuoka;J. Kasahara;A. Matsuo;I. Funaki
  • 通讯作者:
    I. Funaki
S-520-31号機によるデトネーションエンジン実験の進捗状況:デトネーションエンジンシステム
使用S-520-31的爆震发动机实验进展状况:爆震发动机系统
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    川崎 央,野田 朋之,ブヤコフ バレンティン,石原 一輝, 後藤 啓介,伊東山 登,渡部 広吾輝,松岡 健,松山 行一,笠原 次郎,他11名
  • 通讯作者:
    川崎 央,野田 朋之,ブヤコフ バレンティン,石原 一輝, 後藤 啓介,伊東山 登,渡部 広吾輝,松岡 健,松山 行一,笠原 次郎,他11名
連結型円筒回転デトネーションエンジンを用いたクラスタリングの基礎実験
耦合圆柱旋转爆震发动机聚类基础实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    阪田倫平 ;稲田将大; 伊藤志朗 ;石原一輝;伊東山登 ;川﨑央; 松岡健; 笠原次郎 ; 船木一幸;松尾亜紀子
  • 通讯作者:
    松尾亜紀子
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笠原 次郎其他文献

内周インジェクタ円盤型回転デトネーション燃焼器に関する実験的研究
内喷器盘式旋转爆震燃烧室试验研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    東 純一;川崎 央;松岡 健;笠原 次郎;佐藤 芳孝;松尾 亜紀子;船木 一幸;東 純一,川崎 央,松岡 健,笠原 次郎,佐藤 芳孝,松尾 亜紀子,船木 一幸
  • 通讯作者:
    東 純一,川崎 央,松岡 健,笠原 次郎,佐藤 芳孝,松尾 亜紀子,船木 一幸
高速走行軌道装置における回転デトネーションエンジン滑走試験に関する研究
高速跑道设备旋转爆震发动机滑动试验研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    側原 圭太;加藤 優一;松岡 健;笠原 次郎;松尾 亜紀子;船木 一幸;中田 大将;東野 和幸;棚次亘弘
  • 通讯作者:
    棚次亘弘
製薬プロセスシステム工学と意思決定支援
制药工艺系统工程和决策支持
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    瀧 春菜;松岡 健;川崎 央;笠原 次郎;渡部 広吾輝;松尾 亜紀子;遠藤 琢磨;杉山 弘和
  • 通讯作者:
    杉山 弘和
単純円筒構造の小型回転デトネーションエンジンの燃焼特性に関する実験的研究
简单圆筒结构小型旋转爆震发动机燃烧特性实验研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    横尾 颯也;後藤 啓介;金 周会;川崎 央;松岡 健;笠原 次郎;松尾 亜紀子;船木 一幸
  • 通讯作者:
    船木 一幸
4気筒パルスデトネーションロケットの垂直打ち上げ実験による飛行実証研究
四缸脉冲爆震火箭垂直发射试验飞行演示研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高木 駿介;両角 智人;松岡 健;笠原 次郎;松尾 亜紀子;船木 一幸
  • 通讯作者:
    船木 一幸

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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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Detonation Engine Physics Elucidation: International Joint Research on Space Flight Demonstration
爆震发动机物理解析:太空飞行演示国际联合研究
  • 批准号:
    23K20036
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 400.11万
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Dynamic and Liquid Propellant Rotating Detonation Engine Physics Elucidation: Ballistic and Orbital Flight Demonstration
动态和液体推进剂旋转爆震发动机物理解析:弹道和轨道飞行演示
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    23H05446
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    2023
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航空宇宙機用タービン革新:デトネーション半径方向末広超音速タービンの物理解明
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  • 财政年份:
    2018
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  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 400.11万
  • 项目类别:
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間欠膨張推力増大効果による高ISPパルスデトネーションロケットの研究
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  • 批准号:
    17760633
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 400.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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  • 批准号:
    13750839
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 400.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
斜めデトネーションの実験と理論
斜爆实验与理论
  • 批准号:
    97J01969
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 400.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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