テフロン蒸気アークプラズマによる超高速気流中での着火

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は,次世代の高速用推進機の候補の一つであるスクラムジェットエンジンの燃焼器内での燃焼に関するものである.ここでの燃焼条件は,飛行高度・速度の関係から,主流空気速度・総温がそれぞれ超音速・低温である.この環境下での強制着火法として,アーク放電を直接注入する方法を試みてきた.しかし,本実験が模擬している超音速流中ではアーク放電の保持が困難なため,電気伝導性に優れたテフロンの昇華ガスを導入し放電の安定を試みた。テフロン昇華ガスの導入法として,テフロンを炭素電極に含浸させたものを用いた。放電用電極としてカーボン電極(炭素のみ)を用いると,放電電流Iarc,電圧Varc共に大きく振動をし,観察されるアークも移動を繰り返して,同位置に留まらず,安定しなかった.そこで,3wt%テフロン含浸炭素電極を用いると,Iarc,Varcの振幅が小さく,アークが定位置に留まり,安定するようになり,アークの大きさも大きくなった.さらにテフロン含有率の高い40wt%含浸炭素電極では,ほとんど放電振動は見られず,他の2つに比べ電流値は高く,電圧値は低く,アークが安定することが分かった.この時,アークは電極上面に引きつけられるように放電しており,最も表面積の広いアークが観察されている.これは,テフロン蒸気が電気伝導性のよい空間を作るため,昇華ガス濃度の高い電極表面全体で放電が行われたと考えられる.これらから,テフロン昇華ガスはアーク放電を安定させる効果がある事が確認できた.他方,テフロン蒸気が燃焼反応にどう影響するかについては未だ明らかでないため,今後,検討を行っていく必要がある.