A Study on Detonation Driven High Enthalpy Expansion Tube for Hyperbolic Orbital Velocity

爆震驱动高焓膨胀管双曲线轨道速度研究

基本信息

  • 批准号:
    12555273
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.51万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

On the atmospheric reentry of spacecraft of sample return mission or planet entry of various probes, extremely severe aerodynamic heating to the spacecraft occur. The incoming Mach number to the spacecraft is more than 20 and temperature behind shock wave is over 10,000 degrees, In this conditions air is dissociated and ionized and chemically and thermally non-equilibrium flows around the spacecraft should be investigated. For the study of such high enthalpy flow experimental facility of the ground testing are necessary.The purpose of the present study is to survey the possibility and conditions of high enthalpy flow test facility and build such a test facility. In the present study a new type of test facility is proposed. The high pressure and high temperature gas, which is produced with detonation, is used as driver gas of shock tube. Next to the shock tube a acceleration tube is attached in order to accelerate the high speed flow to hyper-orbital velocity. Since the proposed test fa … More cility has no flow stagnation condition and hyper-orbital velocity can be realized by flow acceleration, the test facility could produce hyper-velocity flow without dissociation and ionization. In the present studies the following studies have been conducted.1) Characteristics of expansion tube are investigated and carefully designed. The expansion tube succeeded to produce maximum shock Mach number of 34.5 and estimated flow velocity is 9.8 km/s, which is hyper-velocity.2) Characteristics of detonation tube is investigated and carefully designed. The detonation tube with initiation tube is used in order to produce high pressure and high temperature gas. The stoichiometric mixture of hydrogen gas and oxygen gas is used for the testing gas. The detonation tube tube with initiation tube could produce Chapman-Jouget detonation yelocity.3) The combination of the detonation tube with initiation tube and shock tube are produced and tested in order to obtain high shock Mach number. The combination test facility could produce shock Mach number of 7.4 and this shock Mach number is possible to increase the initial pressure of stoichiometric mixture of hydrogen gas and oxygen gas of detonation tube. Less
在样品返回使命航天器再入大气层或各种探测器进入行星大气层时,航天器会受到极其严重的气动加热。飞行器来流马赫数大于20,激波后温度超过10,000度,在这种条件下,空气被离解和电离,需要研究飞行器周围的化学和热非平衡流动。为了研究这种高焓流实验装置的地面试验是必要的,本研究的目的是探讨高焓流实验装置的可能性和条件,并建立这样的实验装置。在本研究中,提出了一种新型的测试设备。利用爆轰产生的高温高压气体作为激波管的驱动气体。在激波管旁边,连接有加速管,以便将高速流加速到超轨道速度。由于拟议的试验法 ...更多信息 cility没有流动停滞条件,超轨道速度可以通过流动加速实现,该试验装置可以产生无离解和电离的超高速流动。本文主要进行了以下几方面的研究:1)对膨胀管的特性进行了研究和设计。膨胀管成功地产生了最大马赫数为34.5的激波,估计的气流速度为9.8km/s,为超高速。2)研究了爆轰管的特性,并进行了设计。为了产生高压高温气体,采用了带起爆管的爆轰管。氢气和氧气的化学计量混合物用于测试气体。为了获得高的激波马赫数,制作了爆轰管、起爆管和激波管的组合,并进行了实验。该组合试验装置可产生马赫数为7.4的激波,该激波马赫数可用于提高爆震管中氢氧混合气的初始压力。少

项目成果

期刊论文数量(94)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
麻生 茂, 林 健太郎, 溝口 誠: "逆噴射ジェットによる空力加熱低減に関する実験的研究"日本流体力学会年会2001講演論文集. 403-404 (2001)
Shigeru Aso、Kentaro Hayashi、Makoto Mizoguchi:“通过反向喷射喷射减少空气动力加热的实验研究”日本流体力学学会2001年年会论文集。403-404(2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
日野 伸隆, 麻生 茂, 河野 慎吾, 黒崎隆二郎, 小倉栄二: "TSTO空力干渉基礎研究-ロケット先端形状周りの流れ解析"日本航空宇宙学会西部支部講演会講演集(2001). 43-46 (2001)
Nobutaka Hino、Shigeru Aso、Shingo Kono、Ryujiro Kurosaki、Eiji Ogura:“TSTO气动干扰基础研究-火箭尖端形状周围的流动分析”日本航空学会西部分会会议记录(2001)43-46。 2001))
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Makoto MIZOGUCHI, Tomoya FUKAMI, Kentario HAYASHI, Kazuhiko TOSHIMITSU, Shigeru ASO: "A Study on Characteristics of Driver Section of Free on Shock Tunnel (in Japanese)"Proceedings of 32nd Fluid Dynamics Conference. 67-70 (2000)
Makoto Mizoguchi、Tomoya FUKAMI、Kentario HAYASHI、Kazuhiko TOSHIMITSU、Shigeru ASO:“自由冲击隧道驱动部分特性的研究(日语)”第 32 届流体动力学会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
麻生茂: "完全再使用型宇宙住還機開発におけるCFDへの期待"航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2000. (ページなし). (2000)
Shigeru Aso:“CFD 在开发完全可重复使用航天器中的期望”航空航天数值模拟技术研讨会 2000。(无页码)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
溝口 誠, 深見知也, 麻生 茂, 利光和彦: "フリーピストン衝撃風洞駆動部の特性に関する研究"九州大学工学集報. 73・5. 593-598 (2000)
沟口诚、深见智也、麻生茂、敏满和彦:“自由活塞冲击风洞驱动部分的特性研究”九州大学工学通报73・5(2000)。
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