液体燃料を用いた液滴パージ法による革新的実用型パルスデトネーションエンジンの実証

使用液体燃料的液滴吹扫方法的创新实用脉冲爆震发动机的演示

基本信息

批准号：
25889033
负责人：
松岡健
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-08-30 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨今の環境・エネルギー問題に対して、ブラッシュアップされた既存の推進・発電エンジンの飛躍的な性能向上は見込めない。最も激しい燃焼モードであるデトネーション波を利用したパルスデトネーションエンジン（PDE）は、既存のエンジンシステムを一新するポテンシャルを有する。PDEは、円筒形状の燃焼器内で、PDE1サイクル（推進剤の供給・デトネーション波の伝播・既燃ガスのパージ）を繰り返す。実用化の観点から、推進用PDEの次の明確な課題は、液体燃料・酸化剤の使用，高周波数作動による高推力重量比の実証である。本研究独自の手法である液滴パージ法の基礎実験（噴霧実験）を開始した。並行して、液体C2H4-液体N2Oを用いた回転バルブ式四気筒パルスデトネーションロケット（TODOROKI　II）を構築した（全長1.9 m、全重量32.5 kg）。液体推進剤を使用した推力測定実験を行い、約400 Hzの高周波数作動および256 Nの時間平均推力の発生を確認した。本研究が2006年に構築したTODOROKIの推力重量比を大幅に向上させた。この結果、液体酸化剤を使用したPDE作動を実証し、さらに、世界発の飛行試験を実現性を確認した。2013年10月20日には、名古屋大学内実験室にて、打ち上げ角度約10°の飛行試験に成功した。さらに、2013年12月01日には、筑波大学構内において、打ち上げ角度90°（垂直打ち上げ）での飛行試験に成功した。この一連の飛行試験によって、液体推進剤を使用したPDEトータルシステムでの実飛行環境下（６自由度下）推力実証および飛行特性の把握を行った。

为了应对最近的环境和能源问题，预计现有的，现有的促销和发电引擎将大大改善性能。使用爆炸波，最激烈的燃烧模式的脉冲爆炸发动机（PDE）有可能完全改造现有的发动机系统。 PDE在圆柱燃烧器中重复一个PDE循环（推进剂供应，爆炸波的传播和燃烧气的燃烧）。从实际的角度来看，推进PDE的下一个明确挑战是使用液体燃料和氧化剂，以及通过高频操作的高推力重量比的演示。我们已经开始了液滴清除方法的基本实验（喷雾实验），这是这项研究的独特方法。同时，构建了使用液体C2H4-液体N2O的旋转阀型四缸脉冲爆炸火箭（Todoroki II）（总长度为1.9 m，总重量为32.5 kg）。 Thrust measurement experiments using liquid propellants were performed to confirm the generation of high frequency operation at approximately 400 Hz and time-averaged thrust of 256 N. This research has significantly improved the thrust weight ratio of TODOROKI, which was constructed in 2006. As a result, we demonstrated the operation of PDE using liquid oxidants, and confirmed the feasibility of a world-born flight test. 2013年10月20日，在名古屋大学实验室成功进行了大约10°的发射角度进行飞行测试。此外，2013年12月1日，一项飞行测试成功了，以90°（垂直发射）的发射角度在Tsukuba University校园的发射角度成功。这一系列的飞行测试表明，使用液体推进剂在真实的飞行环境（6个自由度）下使用液体推进剂在PDE总系统中的推力和理解。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Study on a Rotary-Valved Four-Cylinder Pulse Detonation Rocket: Thrust Measurment by Ground Test

旋转阀四缸脉冲爆震火箭研究：地面试验推力测量

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
T.;Morozumi;R.;Sakamoto;T.;Kashiwazaki;J.;Kasahara;K.;Matsuoka;A.;Matsuo and I.;Funaki
通讯作者：
Funaki

4気筒パルスデトネーションロケットエンジンシステムの垂直打ち上げ飛行実証

4缸脉冲爆震火箭发动机系统垂直发射飞行演示

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
高木駿介;両角智人;松岡健;笠原次郎;松尾亜紀子;船木一幸
通讯作者：
船木一幸

Thrust measurement of rotating detonation engine by sled test

DOI：
10.2514/6.2014-4034
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Kato;K. Ishihara;Keita Gawahara;K. Matsuoka;J. Kasahara;A. Matsuo;I. Funaki
通讯作者：
Y. Kato;K. Ishihara;Keita Gawahara;K. Matsuoka;J. Kasahara;A. Matsuo;I. Funaki

FLIGHT DEMONSTRATION OF A PULSE DETONATION ROCKET SYSTEM TODOROKI II

脉冲爆震火箭系统 TODOROKI II 的飞行演示