爆燃波駆動衝撃波から爆轟波への遷移に関する動力学的研究

「爆燃波駆動衝撃波から爆轟波への遷移に関する動力学的研究」の課題のもと、東北大学流体科学研究所学際衝撃波研究拠点に設置されている二段式軽ガス銃と組み合わされている弾道飛行装置で、球および円錐形状の飛行体を秒速1〜5kmで、種々の組成比の酸水素混合気中に打ち出して、高速飛行体周りに生成される衝撃波とその背後流れ、さらに飛行体の前面に形成される化学反応で誘起される衝撃波が爆轟波に移行する過程を詳細に影写真およびシュリーレン法で光学可視化し、また、記録速度100万コマ/秒の高速ビデオ撮影に成功している。さらに定量的な計測を目指し、二重露光ホログラフィー干渉計法での可視化を行った。また、この実験計画の重要部分とされる、必要な酸水素混合気槽および吸排気系を設計している。これは、基礎研究課題ではあるが、スクラムジェットエンジンの燃焼の素過程解明に繋がる重要研究に位置づけられている。円錐状飛行体の前面に発生する斜め衝撃波の計測は過去に例がなく、また、錘状衝撃波上のセル構造の発生を認め、その発生位置から爆轟波の生成遅れを検出できたことは、有用な成果である。速度3〜5km/sで球状物体周りの爆轟波からなる離脱衝撃波と物体周りの流れの構造を詳細に明かにし、特に後流に爆轟波のセル構造に起因する周期波動を観測している。これらの知見は、今後のこの分野の研究動向に重要な指針を与えるものである。

「爆燃波駆動衝撃波から爆轟波への遷移に関する動力学的研究」の課題のもと、東北大学流体科学研究所学際衝撃波研究拠点に設置されている二段式軽ガス銃と組み合わされている弾道飛行装置で、球および円錐形状の飛行体を秒速1〜5kmで、種々の組成比の酸水素混合気中に打ち出して、高速飛行体周りに生成される衝撃波とその背後流れ、さらに飛行体の前面に形成される化学反応で誘起される衝撃波が爆轟波に移行する過程を詳細に影写真およびシュリーレン法で光学可視化し、また、記録速度100万コマ/秒の高速ビデオ撮影に成功している。さらに定量的な計測を目指し、二重露光ホログラフィー干渉計法での可視化を行った。また、この実験計画の重要部分とされる、必要な酸水素混合気槽および吸排気系を設計している。これは、基礎研究課題ではあるが、スクラムジェットエンジンの燃焼の素過程解明に繋がる重要研究に位置づけられている。円錐状飛行体の前面に発生する斜め衝撃波の計測は過去に例がなく、また、錘状衝撃波上のセル構造の発生を認め、その発生位置から爆轟波の生成遅れを検出できたことは、有用な成果である。速度3〜5km/sで球状物体周りの爆轟波からなる離脱衝撃波と物体周りの流れの構造を詳細に明かにし、特に後流に爆轟波のセル構造に起因する周期波動を観測している。これらの知見は、今後のこの分野の研究動向に重要な指針を与えるものである。