縦渦導入型広帯域スクラムジェットの研究

引入纵向涡流的宽带超燃冲压发动机研究

• 批准号: 21226020
• 负责人: 須浪 徹治
• 金额: $ 97.18万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009-05-11 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21226020/
• 关键词: スクラムジェットエンジン; 超音速燃焼器; 超音速混合; 極超音速航空機; 再使用型宇宙輸送機; 超音速燃焼; 乱流燃焼; 縦渦; 再使用宇宙輸送機; スペースプレーン

H22年度研究実施計画に基づき研究を実施し,下記の成果を得た.1.境界層制御について,インレットと燃焼器の境界層剥離抑制を目的に,縦渦導入装置を設計し,燃焼実験による剥離抑制効果の確認と,着火・保炎等の燃焼特性への影響を調査した.また,壁面摩擦抗力低減の理論的検討を進めた.2.燃料噴射器・混合制御手法では,噴射器の縦渦導入部形状をパラメータとした性能評価を非燃焼・燃焼実験,CFD解析により実施し,混合・燃焼性能向上に必要な知見・データを取得した.3.着火・保炎・燃焼制御手法では,実験で観察された超音速燃焼器内のデトネーション生成・伝播・減衰の過程をCFDにより再現するとともに,伝播条件・伝播特性について調べた.着火装置について,超音速流中で誘電体バリア放電と非平衡プラズマの生成に成功し,これを用いた燃焼試験を実施した.4.広帯域燃焼器設計について着火,保炎,燃焼,インレット-燃焼器干渉抑制の全ての性能向上を目的とした燃焼器流路の形態提案と形状設計を行い,第1期エンジン設計へ適用した.5.インレット始動特性・性能評価については,可変形状インレットの可変量変化に伴う性能(インレット出口気流状態)についてCFDにより調べた.また,インレットの設計・性能予測ツールに関し,CFDによる評価・検証を進め,広帯域インレット最適化に向けた課題抽出を行った.6.第1期エンジンについては,H21年度成果および上記1～5の重要成果を適用してエンジン形態決定・形状設計・製作を行った.また,CFDによる事前性能評価を行った.7.燃焼器作動特性・性能評価については,HIEST燃焼実験(H24年6月)により実施予定である.

我们根据2017财年的研究实施计划进行了研究，并取得了以下成果： 1.在边界层控制方面，我们设计了以抑制入口和燃烧室之间的边界层分离为目的的纵向涡流引入装置，并进行了燃烧实验。预防效果我们还研究了对点火和火焰稳定等燃烧特性的影响。我们还进行了壁面摩擦减阻的理论研究。2.在喷油器/混合控制方法中，我们研究了对点火和火焰稳定等燃烧特性的影响。使用引入部分的形状作为参数进行性能评估。我们进行了非燃烧/燃烧实验和CFD分析，以获得改善混合/燃烧性能所需的知识和数据。 3.关于点火、火焰保持和燃烧控制方法，我们再现了爆震的产生、传播和衰减过程。在点火装置方面，我们成功地在超音速流中产生介质阻挡放电和非平衡等离子体。 4.关于宽带燃烧器设计，我们提出并设计了燃烧器流道，旨在提高点火、稳焰、燃烧和抑制入口-燃烧器干扰的所有性能。 5.关于入口启动特性和性能。评估中，CFD 用于研究可变形状入口由于变量变化而产生的性能（入口出口气流条件）。对于预测工具，我们使用CFD进行了评估和验证，并提取了宽带入口优化的问题。6.对于第一级发动机，我们应用2011财年的结果和上述重要结果1至5来开发发动机。我们还使用CFD进行了初步的性能评估。燃烧器的运行特性和性能评估计划通过HIEST燃烧实验（2012年6月）进行。

项目成果

超音速縦渦と斜め衝撃波の干渉による渦崩壊について

超声速纵向涡与斜激波干涉引起的涡塌陷

• 发表时间: 2010
• 作者: 比江島俊彦

超音速縦渦列を用いた燃料混合のLES解析

超音速纵向涡街燃料混合的 LES 分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 渡部潤也

縦渦を用いた超音速混合燃焼促進に関する数値的研究

纵向涡流促进超音速混合燃烧的数值研究

• 发表时间: 2010
• 作者: 小寺正敏

超音速縦渦対の循環が混合に及ぼす影響

超声速纵向涡对环流对混合的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: 早瀬裕輝

縦渦導入型スクラムジェット燃焼器におけるデトネーション波の数値解析

纵向涡引入型超燃冲压发动机燃烧室爆震波数值分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 須浪徹治