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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25889033/
• 关键词: パルスデトネーションエンジン; パルスデトネーションロケットエンジン; 液滴パージ法

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，预计不会提高现有促销和发电引擎的急剧性能。使用最激烈的燃烧模式的脉冲爆炸引擎（PDE）有可能更新现有的发动机系统。 PDE在圆柱燃烧中重复PDE1循环（倾斜波的供应，已经燃烧气的封底）。从实际使用的角度来看，促销PDE的下一个明确问题是使用液体燃料和氧化剂，以及由于高频操作而引起的高频率的权重比。已经开始了本研究的独特方法的液态掉落法的基本实验（喷雾实验）。同时，建造了使用液体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）。进行了使用液体推进的推力测量实验，以确认出现大约400 Hz的高频操作，时间平均推力为256 n。这项研究大大提高了2006年建造的Todoroki的推力重量比。结果，证明了使用液体氧化剂的PDE操作，并确认了全球飞行试验的可行性。 2013年10月20日，在名古屋大学实验室成功测试了发射角度。此外，2013年12月1日，在Tsukuba大学以90°（垂直发射）的发射角度成功测试了飞行测试。这一系列的飞行测试提供了使用液体推进的PDE总系统中实际飞行环境（6度自由度）下的推进演示和飞行特性。

项目成果

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

• 发表时间: 2014
• 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

• 发表时间: 2014
• 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
• 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

• 发表时间: 2014
• 作者: K.;Matsuoka;S.;Takagi;J.;Kasahara;T.;Morozumi;T.; A.;Matsuo and I.;Funaki
• 通讯作者: Funaki

Flight Demonstration of a Rotary-Valved Four-Cylinder Pulse Detonation Rocket Todoroki II

旋转阀四缸脉冲爆震火箭 Todoroki II 的飞行演示

• 发表时间: 2014
• 作者: K.;Matsuoka;S.;Takagi;J.;Kasahara;T.;Morozumi;T.; A.;Matsuo and I.;Funaki
• 通讯作者: Funaki