並列タイトル等スクラムジェットエンジン性能に対する機体から側方への漏れの影響
タイトル（掲載誌）航空宇宙技術研究所報告 = Technical Report of National Aerospace Laboratory
一般注記スペースプレーン機体下面はスクラムジェットエンジン作動時の予圧縮に使われる。しかしこの予圧縮は、圧力の高くなった機体下面から側方への漏れを生じる。この側方への漏れの効果を調べるために1次元モデルを使ってスクラムジェットのエンジン性能を計算し、またスペースプレーンの飛行シミュレーションによる低軌道へのペイロード計算を行った。シミュレーション計算に先立ち側方への漏れの概要を把握するために、マッハ4風洞においてスクラムジェットインレット模型の実験を行った。機体側方でのインレットに対し角度を持った空気が流入する状態を模擬するために、インレット模型は風洞気流に対し傾けた状態で設置した。実験の結果、気流の傾きはインレット性能にはほとんど影響しないことがわかった。しかし機体側方への漏れ、それに伴なう気流の密度減少のためにインレット流入空気流量は低下した。シミュレーション計算では、機体側方への気流の偏向によるインレット性能の低下は無いと仮定し、流入空気量は機体側方からの膨張波によっと減少させた。その結果、側方からの漏れの影響でエンジン推力は15%減少し、ペイロードは60%減少した。側方からの漏れの防止にはサイドフェンスが有効である。
Pre-compression by the windward surface of the aerospace plane is necessary for scramjet operation. However, this pre-compression causes spillge from the high-pressure windward surface toward the sides of the plane. In rder to examine the effects of this side-spillage, the performance of a scramjet engine was evaluated using a 1-D (one dimensional) flow model, and payload to the low earth orbit estimated using an aerospace plane flight simulation. Prior to the simulation, tests with scramjet inlet models were conducted in a Mach 4 wind tunnel to identify the primary features of the side-spillage to assist in the simulation. The models were inclined from the flow direction to simulate the skewed flow near the side of the plane during side-spillage, and the experiments proved that the aerodynamic performance of the inlet was not affected by the inclination for the entrance Mach number given to the models. However, the mass capture ratio decreased due to reduction in the density of airflow as a results of the expansion. In the numerical estimate, side-spillage was modeled not to reduce the performance of the inlet, but to reduce mass flow to the inlet. The resulting decrease in airflow delivered to the engine due to spillage reduced thrust by 15 percent, while the corresponding payload decreased around 60 percent. Side fences were effective in preventing spillage.
資料番号: AA0028654000
レポート番号: NAL TR-1409T
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連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ