デトネーション共振機構を用いた推進システムの実証

利用爆震共振机制的推进系统演示

基本信息

  • 批准号:
    10J00996
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.9万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2010 至 2011
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

パルスデトネーションエンジン(以下、PDE)は、間欠的な燃焼サイクルであるため推力密度が小さく、高周波数作動化が必須である。高周波数作動デトネーション共振エンジンの実現には、推進剤を高周波数で間欠的に燃焼器内へ供給する「バルブシステム」の開発が必須である。本研究は既に、デトネーション共振用バルブ[申請者ら,JPP,2011]の開発を完了している。本バルブは、推進剤のエンタルピーとバネによって間欠流を生成するため、外部制御装置や外部駆動源が必要ない。本研究は、高周波数間欠流生成バルブとして、新たに多気筒PDE適用型回転バルブ[申請者ら,日本航空宇宙学会誌,2012]を開発した。本回転バルブは、回転バルブのメリットである高推力化(大流量)および高周波数化と同時に、単一回転バルブでの多気筒化(作動周波数=単気筒周波数×気筒数)が可能である.上記のデトネーション共振用バルブは、回転バルブの駆動源(モータ)に応用可能であり、PDEに適したデトネーション共振エンジン用のバルブシステム(回転バルブ+共振用バルブ)となる.本研究は、本回転バルブを用いた単気筒パルスデトネーションロケットエンジン(以下、PDRE)を構築し、160Hz(世界最高)でのPDRE連続作動時の燃焼器内を高時間分解能(3.33μsec)で可視化した[申請者ら,C&F,2012]。その結果、PDE連続作動時の流体挙動の完全可視化に世界で初めて成功した。また、デトネーション遷移(以下、DDT)過程を詳細に解析し、DDTに至る時間を定量的に評価した(連続作動では世界初)。さらに、本回転バルブ式四気筒PDREを構築した[申請者ら,The ISTS Special Issue, 2012]。回転バルブ式四気筒PDREを用いた推力測定実験を行い、最高作動周波数640Hz(160 Hz/tube×4 tubes)を達成した。また、520Hz(130 Hz/tube×4 tubes)の条件において、242Nの最大時間平均推力および251secの最大比推力を得た。
パ ル ス デ ト ネ ー シ ョ ン エ ン ジ ン (hereinafter, the PDE) は, owe な between combustion 焼 サ イ ク ル で あ る た め thrust density が small さ く, high cycle for actuation が must で あ る. High frequency count actuation デ ト ネ ー シ ョ ン resonance エ ン ジ ン の be presently に は, promote tonic を high-frequency で owe に between combustion 焼 in へ supply す る "バ ル ブ シ ス テ ム" の open 発 が must で あ る. This study は に, デ ト ネ ー シ ョ ン resonance with バ ル ブ [applicants ら JPP, 2011] の open 発 を finished し て い る. This バ ル ブ は, propulsion tonic の エ ン タ ル ピ ー と バ ネ に よ っ て owe flow between を generated す る た め や, external system device external 駆 dynamic source が necessary な い. Owe flow between は this study, the number of high frequency generated バ ル ブ と し て, new た に 気 tube more PDE reingistic back planning バ ル ブ [applicants ら, Japan aerospace institute, 2012] を open 発 し た. This back planning バ ル ブ は, back to the planning バ ル ブ の メ リ ッ ト で あ る high thrust (flow) お よ び high cycle for と に, 単 time planning バ ル ブ で の 気 tube is changed more (actuation cycle for = 単 気 tube cycle number x 気 tube) が may で あ る. Written の デ ト ネ ー シ ョ ン resonance with バ ル ブ は, back to the planning バ ル ブ の 駆 dynamic source (モ ー タ) に 応 may use で あ り, PDE に optimum し た デ ト ネ ー シ ョ ン resonance エ ン ジ ン with の バ ル ブ シ ス テ ム (back planning バ ル ブ + resonance with バ ル ブ) と な る. は this study, the planning バ ル ブ を with い た 単 気 tube パ ル ス デ ト ネ ー シ ョ ン ロ ケ ッ ト エ ン ジ ン (hereinafter, PDRE) were introduced firstly を constructing し, 160 hz (world) highest で の PDRE even when 続 actuation の combustion 焼 in を high time breakdown can mu (3.33 SEC) で visualization し た [applicants ら, C&F, 2012]. Youdaoplaceholder0 そ result, complete visualization of <s:1> fluid 挙 movement <e:1> when PDE is connected to 続 action に world で initial めて success た た. ま た, デ ト ネ ー シ ョ ン migration (hereinafter, DDT) process に を detailed analytical し に, DDT and る を に of quantitative evaluation of 価 し た (moving even 続 で は) at the beginning of the world. Youdaoplaceholder0 this time 転バ ブ ブ type four gas cylinder PDREを construction ら た[applicant ら,The ISTS Special Issue, 2012]. The 転バ ブ ブ type four-gas cylinder PDREを was measured by the <s:1> た thrust measurement experiment を, and the maximum operating frequency of 640Hz(160 Hz/tube×4 tubes)を achieved a た. Youdaoplaceholder0, 520Hz(130Hz /tube×4 tubes) <s:1> conditions にお て て, 242N <s:1> maximum time-average thrust および251sec <s:1> maximum specific thrust を た.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Inflow-Driven Valve System for Pulse Detonation Engines「掲載確定」
用于脉冲爆震发动机的流入驱动阀系统“已确认发布”
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    中道達也;松岡健;笠原次郎;松尾亜紀子;船木一幸;Jun.Yageta;Ken Matsuoka
  • 通讯作者:
    Ken Matsuoka
回転バルブを用いた単気筒PDREの推力特性
使用旋转阀的单缸PDRE推力特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Matsuoka;K.;Esumi;M.;Ikeguchi;K.B.;Kasahara;J.;Matsuo;A.;Funaki;I.;松岡健;松岡健
  • 通讯作者:
    松岡健
Thrust Measurement and Visualization Experiment of a Multi-Cycle Single-Tube Pulse Detonation Rocket Engine with a Coaxial Rotary Valve
同轴旋转阀多循环单管脉冲爆震火箭发动机推力测量与可视化实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Matsuoka;M. Esumi;K. Ikeguchi;J. Kasahara;A. Matsuo;I. Funaki
  • 通讯作者:
    I. Funaki
回転バルブ型多気筒パルスデトネーションエンジンに関する研究
转阀多缸脉冲爆震发动机研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    坂本龍基;松岡健;佐久美太雅;池口健ブライアン;両角智人;笠原次郎;松尾亜紀子;船木一幸
  • 通讯作者:
    船木一幸
Study on Valve Systems for Pulse Detonation Engines
  • DOI:
    10.2514/6.2010-6672
  • 发表时间:
    2010-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Matsuoka;Motoki Esumi;J. Kasahara;Shuji Ogawa
  • 通讯作者:
    K. Matsuoka;Motoki Esumi;J. Kasahara;Shuji Ogawa
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自験多発性硬化症患者の画像所見とHLAとの関連:連続121例の解析結果
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    松岡 健;他
  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Monypenny;J.;Zicha;D.;Higashida;C.;Oceguera-Yanez;F.;Narumiya;S. and Watanabe;N.;松岡 健
  • 通讯作者:
    松岡 健
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    側原 圭太;加藤 優一;松岡 健;笠原 次郎;松尾 亜紀子;船木 一幸;中田 大将;東野 和幸;棚次亘弘
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Casola Gioele;Siegmund Christian;Mattern Markus;Sugiyama Hirokazu;松岡 健;杉山 弘和
  • 通讯作者:
    杉山 弘和

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  • 通讯作者:
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