Fundamental and Applicational Investigation of Ram Accelerator

Ram加速器的基础与应用研究

基本信息

  • 批准号:
    05402033
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 18.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    1993
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1993 至 1995
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A ram accelerator system has been developed. The test section has a 25 mm bore and a 6m length. Its preaccelerator, a powder gun, is capable of launching a 40-gram payload to 1.2km/s with smokeless powder of 30 grams. The mixture supply system, composed of mass flow controllers and backpressure regulators, is easy to handle and utilizes cylinder pases up to a pressure about 1MPa higher than the fill pressure. Projectile velocity is measured by sensing magnetic induction using home made pick-up coils. The multiplexer system is capable of recording pressure data at plural points in one channel.Sixty ram acceleration experiments were made with methane-oxygen-nitrogen (or argon) mixtures. Sabot separation was made only by unsteady gas dynamics made in the mixture. Starting condition for ram acceleration strongly depended on non-dimensional heat release, entry speed and sabot design.A numerical code which can calculate the thrust performance based on the existing ram accelerator Hugoniot theory has been developed. Moreover, the theory was extended by taking finite-rate chemistry into account. With the extended theory, performances not only of the thermally choked mode but also of the transdetonative mode can be analyzed.It is important through this research project to show that ram acceleration is possible with this small bore apparatus, thereby enhancing understandings of scaling effects of ram accellerators. This technology is promising in being applied to space technology, material technology etc. in Japan.
研制了一套冲压发动机加速器系统。测试段的内径为25毫米,长度为6米。它的预加速器是粉枪,能够在30克无烟粉末的情况下,将40克有效载荷发射到1.2公里/S。混合气供应系统由质量流量控制器和背压调节器组成,操作方便,使用的钢瓶压力最高可达1 Mpa,高于充填压力。弹丸速度的测量是通过使用自制的拾取线圈感应磁感应来测量的。该多路复用器系统能够记录一个通道中多个点的压力数据。在甲烷-氧气-氮气(或Ar)混合物中进行了60次冲压加速实验。弹托分离只能通过混合气中的非定常气体动力学来实现。冲压加速的启动条件强烈依赖于无量纲热释放、入射速度和弹托设计,在现有冲压加速器Hugoniot理论的基础上,开发了推力性能数值计算程序。此外,通过考虑有限速率化学对该理论进行了扩展。利用扩展的理论,不仅可以分析热堵塞模式的性能,而且可以分析跨爆轰模式的性能。通过这一研究项目,重要的是证明用这种小口径装置加速冲压是可能的,从而加深对冲压加速器的尺度效应的了解。该技术在日本的空间技术、材料技术等领域具有广阔的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Akihiro Sasoh and Kazuyoshi Takayama: "Characterization of Disturbance Propagation in Weak Shock-Wave Reflections" Journal of Fluid Mechanics. 277. 331-345 (1994)
Akihiro Sasoh 和 Kazuyoshi Takayama:“弱冲击波反射中的扰动传播的表征”流体力学杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
高山和喜: "極超音速流中における液晶を用いた高解像度熱伝達計測" 可視化情報学会誌. 14. 43-46 (1994)
Kazuyoshi Takayama:“在高超音速流中使用液晶进行高分辨率传热测量”可视化信息学会杂志 14. 43-46 (1994)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
高山和喜: "衝撃波現象の解明と応用" 日本機械学会論文集(B編). 60. 2242-2247 (1994)
Kazuyoshi Takayama:“冲击波现象的阐明和应用”日本机械工程师学会会刊(B版)60。2242-2247(1994年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Akihiro Sasoh,Osamu Onodera,and Kazuyoshi Takayama: "Scaled train tunnel simulator for weak shock wave generetion experiment" Review of Scientific Instruments. 65. 3000-3004 (1994)
Akihiro Sasoh、Osamu Onodera 和 Kazuyoshi Takayama:“用于弱冲击波发生实验的比例火车隧道模拟器”科学仪器评论。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
A.Sasoh,C.Knowlen and P.Bruckner: "Effect of Finite Rate Chemical Reactions on Ram Accelerator Thrust Characteristics" 31st AIAA/ASMF./SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit,San Diego,USA. (1995)
A.Sasoh、C.Knowlen 和 P.Bruckner:“有限速率化学反应对冲压加速器推力特性的影响”第 31 届 AIAA/ASMF./SAE/ASEE 联合推进会议暨展览,美国圣地亚哥。
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    $ 18.11万
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    08555045
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    07044116
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    1995
  • 资助金额:
    $ 18.11万
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  • 资助金额:
    $ 18.11万
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