JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
47774000.pdf2.66 MB
titleスクラムジェット燃焼器におけるストラット効果
Other TitleEffect of strut on scramjet combustor
Author(jpn)工藤 賢司; 小室 智幸; 村上 淳郎; 谷 香一郎; 鎮西 信夫; 升谷 五郎
Author(eng)Kudo, Kenji; Komuro, Tomoyuki; Murakami, Atsuo; Tani, Koichiro; Chinzei, Nobuo; Masuya, Goro
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 複合推進研究グループ; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 複合推進研究グループ; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 複合推進研究グループ; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部; 東北大学
Author Affiliation(eng)Japan Aerospace Exploration Agency Combined Propulsion Research Group, Inst. of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Institute of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Combined Propulsion Research Group, Inst. of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Combined Propulsion Research Group, Inst. of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Institute of Space Technology and Aeronautics; Tohoku University
Issue Date2005-01-31
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
宇宙航空研究開発機構
Publication date2005-01-31
Languagejpn
AbstractThe effects on ignition and combustion of several variables related to the strut of a scramjet combustor were investigated experimentally: the geometry of its leading edge, the hydrogen fuel injection pattern, the location relative to the sidewall, the diameter of the fuel injection hole. Combustor models with a strut were tested at an airflow of Mach 2.4. A vitiation air heater supplied an airflow with stagnation temperature of 800 to 2,100 K and stagnation pressure of 1 MPa. A strut with a leading edge geometry that greatly disturbed the airflow brought higher mixing and combustion efficiencies. When the strut was located downstream in the combustor, it helped ignition and flame-holding of fuel injected from a step parallel to the airflow, and the pressure increase due to combustion was limited downstream of the step. Increasing the diameter of the parallel fuel injector on the strut did not affect combustion condition greatly. Increasing the diameter of the parallel fuel injector on the sidewall promoted combustion. Dual plasma torches succeeded in igniting the fuel simultaneously in each channel beside the strut. Ignition was attained more easily in a combustor with a strut than in a combustor with no strut. Ignition became difficult with an increased equivalence ratio and parallel fuel injection from the strut.
スクラムジェット燃焼器において、ストラット前縁部形状が燃焼状態に及ぼす影響、ストラットからの燃料の平行噴射による燃焼性能特性、ストラット位置が燃焼状態に与える影響などについて試験的に調べた。同様に、燃料噴射孔径と保炎性能との関係、ストラットを用いた場合の着火性能などについても調べた。高温模擬空気発生装置から供試燃焼器に流入する空気は、総圧P(sub ta) = 1.0MPa、総温T(sub ta) = 800 to 2,100K、マッハ数2.4である。その結果、流れ場への影響が少ない前縁形状ストラットの混合および燃焼効率は、影響の大きい前縁形状の場合に比べてかなり低いことがわかった。ストラット位置を燃焼器下流に取付けた場合、側壁平行噴射燃料の着火/保炎が促進され、上流への影響も緩和されることがわかった。また、ストラットからの平行噴射では噴射孔径の大小は燃焼状態に影響しないこと、側壁平行噴射孔径を増すと性能は向上することなどが明らかになった。強制着火では、新たに開発した2連プラズマトーチによって、ストラット両側流路燃料に同時に着火できた。ストラット有りの燃焼器の自発/強制着火は、ストラット無しの場合より着火しやすいこと、ストラット平行噴射のみの自発/強制着火は、垂直噴射がある場合とは逆に燃料当量比が大きいほど着火しにくいことなどがわかった。
DescriptionJAXA Research and Development Report
宇宙航空研究開発機構研究開発報告
Keywordsscramjet engine; strut; leading edge; fuel injection; combustion efficiency; stagnation temperature; stagnation pressure; plasma torch; スクラムジェットエンジン; ストラット; 前縁; 燃料噴射; 燃焼効率; よどみ点温度; よどみ点圧力; プラズマトーチ
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
ISSN1349-1113
SHI-NOAA0047774000
Report NoJAXA-RR-04-011
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/33276


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