JP2877285B2 - スクラムジェットエンジン - Google Patents
スクラムジェットエンジンInfo
- Publication number
- JP2877285B2 JP2877285B2 JP14917993A JP14917993A JP2877285B2 JP 2877285 B2 JP2877285 B2 JP 2877285B2 JP 14917993 A JP14917993 A JP 14917993A JP 14917993 A JP14917993 A JP 14917993A JP 2877285 B2 JP2877285 B2 JP 2877285B2
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- Japan
- Prior art keywords
- engine
- central cavity
- hydrogen
- scramjet
- rocket
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は地上から発進し、大気圏
外へ到達する宇宙往還機に用いるため、ロケットエンジ
ン機能を付与したスクラムジェットエンジンに関するも
のである。
外へ到達する宇宙往還機に用いるため、ロケットエンジ
ン機能を付与したスクラムジェットエンジンに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来のスクラムジェットエンジン
を装備した宇宙往還機の側面図である。図において１は
機体の下部に設けられているスクラムジェットエンジ
ン、矢印Ｖは機体の飛行方向、矢印Ｉは上記エンジンへ
の空気流入方向、矢印Ｊは燃焼ガスの噴出方向である。
を装備した宇宙往還機の側面図である。図において１は
機体の下部に設けられているスクラムジェットエンジ
ン、矢印Ｖは機体の飛行方向、矢印Ｉは上記エンジンへ
の空気流入方向、矢印Ｊは燃焼ガスの噴出方向である。
【０００３】図５は上記従来のスクラムジェットエンジ
ンの縦断面図である。図において、１１は機体前胴、１
３は機体後胴、１２は上記機体前胴と機体後胴の中間に
位置し、スクラムジェットエンジンの気体流路の上側壁
面を形成する固定式天板、１０は同スクラムジェットエ
ンジンの気体流路の下側壁面を形成する固定式カウル、
１５は上記固定式天板１２と固定式カウル１０との間に
設けられているスラット、３は固定式天板１２に設けら
れている水素噴射口、１８は同噴射口に連る配管上に設
けられている水素昇圧装置、１６は同昇圧装置に供給さ
れる水素の流入方向である。また、Ａは前方開口部、Ｂ
は中央空洞部、Ｃは後方開口部、Ｉはこのスクラムジェ
ットエンジンに流入する空気の流れ、Ｊはこのスクラム
ジェットエンジンで発生する燃焼ガスの流れである。
ンの縦断面図である。図において、１１は機体前胴、１
３は機体後胴、１２は上記機体前胴と機体後胴の中間に
位置し、スクラムジェットエンジンの気体流路の上側壁
面を形成する固定式天板、１０は同スクラムジェットエ
ンジンの気体流路の下側壁面を形成する固定式カウル、
１５は上記固定式天板１２と固定式カウル１０との間に
設けられているスラット、３は固定式天板１２に設けら
れている水素噴射口、１８は同噴射口に連る配管上に設
けられている水素昇圧装置、１６は同昇圧装置に供給さ
れる水素の流入方向である。また、Ａは前方開口部、Ｂ
は中央空洞部、Ｃは後方開口部、Ｉはこのスクラムジェ
ットエンジンに流入する空気の流れ、Ｊはこのスクラム
ジェットエンジンで発生する燃焼ガスの流れである。
【０００４】スクラムジェットエンジンは、その前方開
口部Ａから流入しラム圧によって圧力上昇した空気Ｉを
酸化剤とし、昇圧装置１８を経て水素噴射口３から中央
空洞部Ｂに噴射された水素１６を燃料としてエンジン中
央部空洞Ｂ内で混合・燃焼させ、同エンジンの後方開口
部Ｃからその燃焼ガスＪを噴射して推力を得るものであ
る。したがってスクラムジェットエンジンは、空気を高
速で取入れる必要から、本来大気圏内を機が高速で飛行
している場合にのみ使用可能である。
口部Ａから流入しラム圧によって圧力上昇した空気Ｉを
酸化剤とし、昇圧装置１８を経て水素噴射口３から中央
空洞部Ｂに噴射された水素１６を燃料としてエンジン中
央部空洞Ｂ内で混合・燃焼させ、同エンジンの後方開口
部Ｃからその燃焼ガスＪを噴射して推力を得るものであ
る。したがってスクラムジェットエンジンは、空気を高
速で取入れる必要から、本来大気圏内を機が高速で飛行
している場合にのみ使用可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のスクラムジェッ
トエンジンは、空気を高速で取入れる必要があるため、
大気圏内での高速飛行時においてのみ使用可能で、宇宙
往還機の離陸時（初速ゼロあるいは低速飛行時）および
大気圏外飛行時（空気希薄あるいは空気無し）には使用
することができなかった。このため宇宙往還機には離陸
用ロケットエンジンおよび大気圏外飛行用ロケットエン
ジンを備えることが必要とされていた。このため搭載エ
ンジン基数が増え、宇宙往還機の重量増加となり、宇宙
往還機の成立を困難なものとしていた。
トエンジンは、空気を高速で取入れる必要があるため、
大気圏内での高速飛行時においてのみ使用可能で、宇宙
往還機の離陸時（初速ゼロあるいは低速飛行時）および
大気圏外飛行時（空気希薄あるいは空気無し）には使用
することができなかった。このため宇宙往還機には離陸
用ロケットエンジンおよび大気圏外飛行用ロケットエン
ジンを備えることが必要とされていた。このため搭載エ
ンジン基数が増え、宇宙往還機の重量増加となり、宇宙
往還機の成立を困難なものとしていた。
【０００６】本発明は従来のスクラムジェットエンジン
に改良を加えて、ロケットエンジン機能を付与し、離陸
時および大気圏外飛行時にも使用することができる多機
能のスクラムジェットエンジンを提供しようとするもの
である。
に改良を加えて、ロケットエンジン機能を付与し、離陸
時および大気圏外飛行時にも使用することができる多機
能のスクラムジェットエンジンを提供しようとするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、空気取入れ口として機能する前方開
口部、燃焼室として機能する中央空洞部、および燃焼ガ
ス排出口として機能する後方開口部を連ねた流路を備
え、かつ上記中央空洞部へ水素を噴射する装置を備えた
スクラムジェットエンジンにおいて、上記中央空洞部へ
酸素を噴射する装置を追加設置し、スクラムジェット作
動時には中央空洞部へ水素のみを噴射して燃焼させ、ロ
ケット作動時には同中央空洞部へ水素と酸素とを共に噴
射して混合させ燃焼させるようにし、上記前方開口部の
周囲を構成する部材の一部を可動構造としてスクラムジ
ェット作動時に前方開口部を開放しロケット作動時に前
方開口部を閉鎖できるようにし、中央空洞部及び後方開
口部はスクラムジェット作動時とロケット作動時とにお
いて形状を変更することなく共通に使用するようにし、
作動を切り替えてロケットエンジンとしても機能し得る
ようにしたことを特徴とするスクラムジェットエンジン
に関するものである。
したものであって、空気取入れ口として機能する前方開
口部、燃焼室として機能する中央空洞部、および燃焼ガ
ス排出口として機能する後方開口部を連ねた流路を備
え、かつ上記中央空洞部へ水素を噴射する装置を備えた
スクラムジェットエンジンにおいて、上記中央空洞部へ
酸素を噴射する装置を追加設置し、スクラムジェット作
動時には中央空洞部へ水素のみを噴射して燃焼させ、ロ
ケット作動時には同中央空洞部へ水素と酸素とを共に噴
射して混合させ燃焼させるようにし、上記前方開口部の
周囲を構成する部材の一部を可動構造としてスクラムジ
ェット作動時に前方開口部を開放しロケット作動時に前
方開口部を閉鎖できるようにし、中央空洞部及び後方開
口部はスクラムジェット作動時とロケット作動時とにお
いて形状を変更することなく共通に使用するようにし、
作動を切り替えてロケットエンジンとしても機能し得る
ようにしたことを特徴とするスクラムジェットエンジン
に関するものである。
【０００８】
【作用】本スクラムジェットエンジンを装備した宇宙往
還機が大気中を高速で飛行している時は、前方開口部か
ら空気を取入れ、中央空洞部へ水素を噴射して燃焼さ
せ、後方開口部から燃焼ガスを噴出させて推力を得る。
これは従来のスクラムジェットエンジンとしての作用と
同じである。
還機が大気中を高速で飛行している時は、前方開口部か
ら空気を取入れ、中央空洞部へ水素を噴射して燃焼さ
せ、後方開口部から燃焼ガスを噴出させて推力を得る。
これは従来のスクラムジェットエンジンとしての作用と
同じである。
【０００９】同宇宙往還機が離陸する時（初速ゼロある
いは低速飛行時）および大気圏外を飛行する時（空気希
薄あるいは空気無し）は、前方開口部を閉鎖し、中央空
洞部へ水素および酸素を共に噴射して混合させ燃焼させ
て、後方から燃焼ガスを噴出させて推力を得る。これは
本発明によって付加されたロケットエンジンとしての機
能である。
いは低速飛行時）および大気圏外を飛行する時（空気希
薄あるいは空気無し）は、前方開口部を閉鎖し、中央空
洞部へ水素および酸素を共に噴射して混合させ燃焼させ
て、後方から燃焼ガスを噴出させて推力を得る。これは
本発明によって付加されたロケットエンジンとしての機
能である。
【００１０】
【実施例】図１は本発明のスクラムジェットエンジンの
第１実施例の縦断面図である。図において、１２は固定
式天板、４は可動式カウル、５は同可動式カウルの前部
可動部を駆動するカウル駆動用アクチュエータ、３は水
素噴射口、１８は同水素噴射口に連る配管上に設けられ
た水素昇圧装置、１６は同昇圧装置に供給される水素の
流れ、２は酸素噴射口、１９は同酸素噴射口に連る配管
上に設けられた酸素昇圧装置、１７は同昇圧装置に供給
される酸素の流れ、Ｘは可動式カウルの前部可動部の開
放位置、Ｙは同可動部の閉鎖位置である。
第１実施例の縦断面図である。図において、１２は固定
式天板、４は可動式カウル、５は同可動式カウルの前部
可動部を駆動するカウル駆動用アクチュエータ、３は水
素噴射口、１８は同水素噴射口に連る配管上に設けられ
た水素昇圧装置、１６は同昇圧装置に供給される水素の
流れ、２は酸素噴射口、１９は同酸素噴射口に連る配管
上に設けられた酸素昇圧装置、１７は同昇圧装置に供給
される酸素の流れ、Ｘは可動式カウルの前部可動部の開
放位置、Ｙは同可動部の閉鎖位置である。
【００１１】本エンジンにおいては、宇宙往還機が大気
圏内を高速で飛行する時には、可動式カウル４の前部可
動部を開放位置Ｘにおき、水素昇圧装置１８を介して水
素噴射口３から水素１６を噴射し、前方開口部から空気
を取入れ、従来のスクラムジェットエンジンと同様な作
動をさせて推力を発生させる。
圏内を高速で飛行する時には、可動式カウル４の前部可
動部を開放位置Ｘにおき、水素昇圧装置１８を介して水
素噴射口３から水素１６を噴射し、前方開口部から空気
を取入れ、従来のスクラムジェットエンジンと同様な作
動をさせて推力を発生させる。
【００１２】宇宙往還機の離陸時（初速ゼロあるいは低
速飛行時）および大気圏外飛行時（空気希薄あるいは空
気無し）においては、可動式カウル４の前部可動部をカ
ウル駆動用アクチュエータ５によって閉鎖位置Ｙに置い
てエンジン前部の空気流路を閉鎖し、前記の水素噴射に
加えて、さらに酸素昇圧装置１９を介して酸素噴射口２
から酸素１７を噴射させることによって、空気の代りに
酸素を酸化剤として用い、燃料として供給された水素と
混合・燃焼させることによって、ロケットエンジンとし
ての作用を行わせる。したがって、宇宙往還機は、離陸
時および大気圏外飛行時においても、別にロケットエン
ジンを装備することなく、離陸および飛行を行うことが
できる。
速飛行時）および大気圏外飛行時（空気希薄あるいは空
気無し）においては、可動式カウル４の前部可動部をカ
ウル駆動用アクチュエータ５によって閉鎖位置Ｙに置い
てエンジン前部の空気流路を閉鎖し、前記の水素噴射に
加えて、さらに酸素昇圧装置１９を介して酸素噴射口２
から酸素１７を噴射させることによって、空気の代りに
酸素を酸化剤として用い、燃料として供給された水素と
混合・燃焼させることによって、ロケットエンジンとし
ての作用を行わせる。したがって、宇宙往還機は、離陸
時および大気圏外飛行時においても、別にロケットエン
ジンを装備することなく、離陸および飛行を行うことが
できる。
【００１３】本スクラムジェットエンジンは以上のよう
な構造・作用を有しているので、これを搭載した宇宙往
還機は、別にロケットエンジンを搭載する必要がないた
め、大幅に重量を低減することが可能となり、宇宙往還
機の成立を可能とすることができる。
な構造・作用を有しているので、これを搭載した宇宙往
還機は、別にロケットエンジンを搭載する必要がないた
め、大幅に重量を低減することが可能となり、宇宙往還
機の成立を可能とすることができる。
【００１４】図２および図３は本発明のスクラムジェッ
トエンジンの第２実施例の縦断面図である。図におい
て、６は可動式前部天板、８は可動式後部天板、１０は
固定式カウル、７は前記可動式前部天板６を駆動する前
部天板駆動用アクチュエータ、９は前記可動式後部天板
８を駆動する後部天板駆動用アクチュエータ、３は後部
天板８の可動部に設けられている水素噴射口、２は後部
天板８の他の可動部に設けられている酸素噴射口であ
る。水素噴射口３および酸素噴射口２には、図示してい
ないが、第１実施例と同様に、それぞれ水素昇圧装置１
８および酸素昇圧装置１９が接続され、それぞれ水素１
６および酸素１７が供給されるようになっている。図２
は本エンジンが従来と同じようにスクラムジェットエン
ジンとして作用する場合の天板可動部の位置を示し、図
３は本エンジンがロケットエンジンとして作用する場合
の天板可動部の位置を示している。
トエンジンの第２実施例の縦断面図である。図におい
て、６は可動式前部天板、８は可動式後部天板、１０は
固定式カウル、７は前記可動式前部天板６を駆動する前
部天板駆動用アクチュエータ、９は前記可動式後部天板
８を駆動する後部天板駆動用アクチュエータ、３は後部
天板８の可動部に設けられている水素噴射口、２は後部
天板８の他の可動部に設けられている酸素噴射口であ
る。水素噴射口３および酸素噴射口２には、図示してい
ないが、第１実施例と同様に、それぞれ水素昇圧装置１
８および酸素昇圧装置１９が接続され、それぞれ水素１
６および酸素１７が供給されるようになっている。図２
は本エンジンが従来と同じようにスクラムジェットエン
ジンとして作用する場合の天板可動部の位置を示し、図
３は本エンジンがロケットエンジンとして作用する場合
の天板可動部の位置を示している。
【００１５】本エンジンは、宇宙往還機が大気圏内を高
速で飛行する時は、天板の可動部は図２の位置に置か
れ、水素噴射口３から中央空洞部へ噴射された水素と、
前方開口部から取入れられた空気とが混合・燃焼させら
れて、従来通りのスクラムジェットエンジンとしての作
用をする。
速で飛行する時は、天板の可動部は図２の位置に置か
れ、水素噴射口３から中央空洞部へ噴射された水素と、
前方開口部から取入れられた空気とが混合・燃焼させら
れて、従来通りのスクラムジェットエンジンとしての作
用をする。
【００１６】宇宙往還機の離陸時（初速ゼロあるいは低
速飛行時）および大気圏外飛行時（空気希薄あるいは空
気無し）には、前部および後部の可動式天板６，８がそ
れぞれアクチュエータ７，９の作用によって、図３の位
置に置かれ、エンジンの前方開口部が閉鎖され、水素お
よび酸素が共に中央空洞部へ噴射され、混合・燃焼させ
られてロケットエンジンとしての作用をする。
速飛行時）および大気圏外飛行時（空気希薄あるいは空
気無し）には、前部および後部の可動式天板６，８がそ
れぞれアクチュエータ７，９の作用によって、図３の位
置に置かれ、エンジンの前方開口部が閉鎖され、水素お
よび酸素が共に中央空洞部へ噴射され、混合・燃焼させ
られてロケットエンジンとしての作用をする。
【００１７】したがって、本実施例のスクラムジェット
エンジンも、第１実施例と同様、別にロケットエンジン
を搭載する必要がないので、大幅な重量低減をもたら
し、宇宙往還機の成立を可能とすることができる。
エンジンも、第１実施例と同様、別にロケットエンジン
を搭載する必要がないので、大幅な重量低減をもたら
し、宇宙往還機の成立を可能とすることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明のスクラムジェットエンジンにお
いては、中央空洞部へ酸素を噴射する装置を追加設置
し、スクラムジェット作動時には中央空洞部へ水素のみ
を噴射して燃焼させ、ロケット作動時には同中央空洞部
へ水素と酸素とを共に噴射して混合させ燃焼させるよう
にし、前方開口部の周囲を構成する部材の一部を可動構
造としてスクラムジェット作動時に前方開口部を開放し
ロケット作動時に前方開口部を閉鎖できるようにし、中
央空洞部及び後方開口部はスクラムジェット作動時とロ
ケット作動時とにおいて形状を変更することなく共通に
使用するようにし、作動を切り替えてロケットエンジン
としても機能し得るようにしてあるので、大気圏内高速
飛行中のみならず、離陸時および大気圏外飛行時におい
ても使用することができる。
いては、中央空洞部へ酸素を噴射する装置を追加設置
し、スクラムジェット作動時には中央空洞部へ水素のみ
を噴射して燃焼させ、ロケット作動時には同中央空洞部
へ水素と酸素とを共に噴射して混合させ燃焼させるよう
にし、前方開口部の周囲を構成する部材の一部を可動構
造としてスクラムジェット作動時に前方開口部を開放し
ロケット作動時に前方開口部を閉鎖できるようにし、中
央空洞部及び後方開口部はスクラムジェット作動時とロ
ケット作動時とにおいて形状を変更することなく共通に
使用するようにし、作動を切り替えてロケットエンジン
としても機能し得るようにしてあるので、大気圏内高速
飛行中のみならず、離陸時および大気圏外飛行時におい
ても使用することができる。
【図１】本発明の第１実施例の縦断面図。
【図２】本発明の第２実施例の縦断面図（スクラムジェ
ットエンジン作用時）。
ットエンジン作用時）。
【図３】同実施例の縦断面図（ロケット作用時）。
【図４】従来のスクラムジェットエンジンを装備した宇
宙往還機の側面図。
宙往還機の側面図。
【図５】従来のスクラムジェットエンジンの縦断面図。
１ スクラムジェットエンジン ２ 酸素噴射口 ３ 水素噴射口 ４ 可動式カウル ５ カウル駆動用アクチュエータ ６ 可動式前部天板 ７ 前部天板駆動用アクチュエータ ８ 可動式後部天板 ９ 後部天板駆動用アクチュエータ １０ 固定式カウル １１ 機体前胴 １２ 固定式天板 １３ 機体後胴 １５ スラット １６ 水素 １７ 酸素 １８ 水素昇圧装置 １９ 酸素昇圧装置 Ａ 前方開口部 Ｂ 中央空洞部 Ｃ 後方開口部 Ｉ 流入空気 Ｊ 燃焼ガス Ｘ 開放位置 Ｙ 閉鎖位置
フロントページの続き (72)発明者 外川 守人 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱 重工業株式会社名古屋誘導推進システム 製作所内 (56)参考文献 特開 平２−125953（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02K 7/18 F02K 7/14
Claims (1)
- 【請求項１】 空気取入れ口として機能する前方開口
部、燃焼室として機能する中央空洞部、および燃焼ガス
排出口として機能する後方開口部を連ねた流路を備え、
かつ上記中央空洞部へ水素を噴射する装置を備えたスク
ラムジェットエンジンにおいて、上記中央空洞部へ酸素
を噴射する装置を追加設置し、スクラムジェット作動時
には中央空洞部へ水素のみを噴射して燃焼させ、ロケッ
ト作動時には同中央空洞部へ水素と酸素とを共に噴射し
て混合させ燃焼させるようにし、上記前方開口部の周囲
を構成する部材の一部を可動構造としてスクラムジェッ
ト作動時に前方開口部を開放しロケット作動時に前方開
口部を閉鎖できるようにし、中央空洞部及び後方開口部
はスクラムジェット作動時とロケット作動時とにおいて
形状を変更することなく共通に使用するようにし、作動
を切り替えてロケットエンジンとしても機能し得るよう
にしたことを特徴とするスクラムジェットエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14917993A JP2877285B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | スクラムジェットエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14917993A JP2877285B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | スクラムジェットエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074314A JPH074314A (ja) | 1995-01-10 |
| JP2877285B2 true JP2877285B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=15469529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14917993A Expired - Lifetime JP2877285B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | スクラムジェットエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877285B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6981364B2 (en) | 2003-07-22 | 2006-01-03 | National Aerospace Laboratory Of Japan | Combine engine for single-stage spacecraft |
| KR101616647B1 (ko) * | 2014-12-12 | 2016-04-28 | 한국항공우주연구원 | 직사각형단면을 가지는 극초음속 공기 흡입식 복합 사이클 엔진 |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP14917993A patent/JP2877285B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH074314A (ja) | 1995-01-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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