デトネーションを利用したラム加速装置の開発研究

スクラムエンジンの基礎研究及び新しい加速法の開発のため、ラム加速器の開発研究をこの一年間で行ってきた。本年度の研究実施計画を作成したとき、本研究を(1)デトネーションガス銃の開発、(2)同ガス銃の作成及び性能試験、(3)ラム管内の衝撃波・燃焼機構の解明の3段階に分けて進めることにした。本年度内では、その第1段階の完成を目標とした。本年度の研究は計画通り進んでいると言えよう。計画目標のデトネーションガス銃の開発は既に完成しており、現在は第2段階の性能試験には入っている。デトネーションガス銃の全長が6mと小型ではあるが、重さ5g前後の加速体を1km/sec以上に加速することができる。このガス銃は、いわゆる2段階軽ガス銃であるが、従来のガス銃の初段の高圧気体や火薬の使用の代わりに、デトネーションを用いた。これによって、操作の簡略化、製作の安価化が出来、また、より高い自由ピストンの駆動圧力が得られた。本装置の重要な特徴の一つは、発射管及びラム加速管の断面形状が矩形のなっていることである。従来の装置は全て円筒形の断面を持ち、しかも加速体の飛行中心を保つため翼をつけていた。そのため、加速体周りの流れ場の可視化は非常に困難であった。本装置では、矩形管の内壁にガイドレールを設け、加速体の飛行中心を維持する。これによって、管壁に設けた観測窓を通して、加速体周りの流れ場を2次元的に観測することが容易にできるようになった。研究成果は、日本航空宇宙学会の会議で公表した。また、平成6年の国際、国内の会議で発表する予定である。

スクラムエンジンの基礎研究及び新しい加速法の開発のため、ラム加速器の開発研究をこの一年間で行ってきた。本年度の研究実施計画を作成したとき、本研究を(1)デトネーションガス銃の開発、(2)同ガス銃の作成及び性能試験、(3)ラム管内の衝撃波・燃焼機構の解明の3段階に分けて進めることにした。本年度内では、その第1段階の完成を目標とした。本年度の研究は計画通り進んでいると言えよう。計画目標のデトネーションガス銃の開発は既に完成しており、現在は第2段階の性能試験には入っている。デトネーションガス銃の全長が6mと小型ではあるが、重さ5g前後の加速体を1km/sec以上に加速することができる。このガス銃は、いわゆる2段階軽ガス銃であるが、従来のガス銃の初段の高圧気体や火薬の使用の代わりに、デトネーションを用いた。これによって、操作の簡略化、製作の安価化が出来、また、より高い自由ピストンの駆動圧力が得られた。本装置の重要な特徴の一つは、発射管及びラム加速管の断面形状が矩形のなっていることである。従来の装置は全て円筒形の断面を持ち、しかも加速体の飛行中心を保つため翼をつけていた。そのため、加速体周りの流れ場の可視化は非常に困難であった。本装置では、矩形管の内壁にガイドレールを設け、加速体の飛行中心を維持する。これによって、管壁に設けた観測窓を通して、加速体周りの流れ場を2次元的に観測することが容易にできるようになった。研究成果は、日本航空宇宙学会の会議で公表した。また、平成6年の国際、国内の会議で発表する予定である。