JP3036327B2 - ラムジェット - Google Patents
ラムジェットInfo
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
気中に霧状の燃料を噴射し、これにより生じた混合気を
ラム燃焼室で燃焼させることによって飛翔推力を発生す
るラムジェットの改良に関するものである。
例えば、図4に示すものがあった。
側にラム燃焼室52を備えていると共に、機体中間部に
おける円周方向の複数箇所に空気取入口53を備えてい
る。これらの空気取入口53はラム燃焼室52の前端寄
りの部分に連通しており、空気取入口53の連通部分近
傍には点火器54が設けてある。
充填したタンク55と、液体燃料を圧送するターボポン
プ56と、液体燃料の流量を制御する流量制御装置57
と、液体燃料を空気取入口53に噴射する噴射器58が
設けてあり、一方、ラム燃焼室52の後端部には、ラム
ジェットノズル59が設けてある。
は、ブースタによりラム作動開始速度まで加速されたの
ち、ターボポンプ56および流量制御装置57を経て圧
送されたタンク55内の液体燃料を噴射器58から空気
取入口53内に噴射し、噴射された霧状の液体燃料と空
気取入口53より導入して圧縮した空気との混合気に点
火器54によって点火して、ラム燃焼室52内における
混合気の燃焼により生じた燃焼ガスをラムジェットノズ
ル59から増速して噴出させることにより推力を得るも
のとなっている。
52内に導入される混合気の一部をラム燃焼室52の前
端部において再循環させることにより、このラム燃焼室
52の前端部に着火用の火炎を保持するようにしてい
る。
例えば、「増補板 航空宇宙工学便覧」 社団法人 日
本航空宇宙学会編 昭和58年4月25日 丸善発行の
第655頁〜第656頁に説明がある。
従来のラムジェット51において、空気取入口53より
導入される空気の流速が非常に大きいことから、この導
入された空気と噴射器58から噴射された霧状の液体燃
料とが充分に混合されない可能性がある。このような場
合、瞬間的に電気的エネルギーを供給する放電式の点火
器54にすると、混合気が着火しにくく、また、固体推
進薬を用いた点火器54にすると、確実に着火するが再
着火は困難であるという問題があった。
気の再循環流を生じさせることにより保炎を行うように
しているが、上記のように空気と霧状の液体燃料との混
合具合が不充分であると、吹き消えが生じる可能性が強
く、放電式の点火器54では繰返して点火する必要があ
り、固体推進薬を用いた点火器54では保炎機構を別に
設ける必要があるという問題を有しており、これらの問
題を解決することが従来の課題となっていた。
してなされたもので、外部から導入された空気と霧状の
燃料との混合気を確実に着火させることができるうえ、
繰返しの点火によって再着火させることも可能であり、
ラム燃焼室内における空気と霧状の燃料との混合それ自
体の促進化をも図って着火保炎性および燃焼効率をそれ
ぞれ高めることができるラムジェットを提供することを
目的としている。
わる発明は、霧状の燃料と外部から導入して圧縮された
空気との混合気を燃焼させるラム燃焼室を備えたラムジ
ェットにおいて、前記ラム燃焼室の前端側には、当該ラ
ム燃焼室内の略中心部に向けて開口する排出口を有しか
つ空気および点火用可燃ガスを導入可能とした爆轟用凹
部を設け、前記爆轟用凹部には、当該爆轟用凹部に導入
した空気と点火用可燃ガスとが混合してなる点火用ガス
に点火する点火手段と、当該爆轟用凹部の底部分に位置
して前記点火用ガスの爆轟によって生じた爆轟波を反射
させて前記排出口からラム燃焼室の略中心部に向けて進
出させる反射壁を設けた構成としたことを特徴としてお
り、上記ラムジェットの構成を前述の従来の課題を解決
するための手段としている。
ジェットにおいて、爆轟用凹部の排出口を略ノズルスロ
ート形状とした構成としている。
トでは、ラム作動時になると、爆轟用凹部に、空気およ
び点火用可燃ガスが導入されて混じり合い、この混合で
生じた点火用ガスに対して点火手段による点火がなされ
ることから、この爆轟用凹部において点火用ガスが爆轟
することとなる。
爆轟用凹部の排出口を通してラム燃焼室内の略中心部に
向けて排出され、霧状の燃料と外部から導入して圧縮さ
れた空気との混合気の着火源となり、また、この爆轟に
よって生じた爆轟波は爆轟用凹部の底部分に位置する反
射壁で反射し、爆轟用凹部内のガスをさらに圧縮加熱し
たのち、この反射波は排出口を通してラム燃焼室内の略
中心部に向けて進出する。
ける混合気の一部を圧縮加熱すると同時に加速させ、周
囲の混合気との間に渦を生じさせて混合を促進させる。
じた高温高圧ガスおよび反射波(爆轟波)による加熱に
より、ラム燃焼室内の混合気が確実に着火することとな
り、爆轟用凹部内における爆轟の繰返しにより、混合気
の再着火も図られることとなる。また、反射波による混
合の促進により、混合気の着火保炎性および燃焼効率が
より一層向上することとなる。
では、爆轟用凹部の底部分の反射壁で反射した爆轟によ
る爆轟波は、略ノズルスロート形状をなす排出口におい
て収束して、爆轟用凹部内の高温高圧ガスをさらに高温
にすることから、ラム燃焼室内における混合気の燃焼反
応が促進されることとなる。
ットの一実施例を示している。
ラム燃焼室2を備えていると共に、機体中間部における
円周方向の複数箇所に空気取入口3を備えており、これ
らの空気取入口3はラム燃焼室2の前端寄りの部分に、
ポート2aを介して連通している。
前方側に、液体燃料Fを充填したタンク5と、液体燃料
Fを圧送するターボポンプ6と、液体燃料Fの流量を制
御する流量制御装置7と、液体燃料Fを空気取入口3に
噴射する噴射器8を備えており、ラム燃焼室2の後端部
に、ラムジェットノズル9を備えている。
ェット1をラム作動開始速度まで加速する図示しないブ
ースタ推進薬を装填するようになっており、このブース
タ推進薬の燃焼時、すなわち、ラムジェット1の加速時
には、後端部のラムジェットノズル9に分離継手を介し
て同心状に取付けた図示しないブースタノズルを使用す
るようになっている。
室2の前端における機軸上に、ラム燃焼室2の内部にお
ける略中心部に向けて開口する排出口11を有した爆轟
用凹部としてのデトネータ10を備えている。このデト
ネータ10は、空気導入管12を介して空気取入口3か
ら空気を導入するようにしていると共に、流量制御装置
7と噴射器8とを連通するチューブ13および燃料導入
管14を介してタンク5から液体燃料Fを導入するよう
にしており、デトネータ10に送られる液体燃料Fは、
燃料導入管14を通過する間に、ブースタ推進薬の燃焼
で高温となったラム燃焼室2の余熱により気化して点火
用可燃ガスになり、デトネータ10の内部において空気
と混合して点火用ガスになるようにしてある。そして、
このデトネータ10の排出口11の近傍には、点火手段
としての点火プラグ15が設けてあり、このデトネータ
10では、点火プラグ15により点火用ガスに点火して
爆轟を起こさせ、この点火用ガスの爆轟により生じた高
温高圧ガスをラム燃焼室2に排出させるものとなってい
る。
は、図2に拡大して示すように、略ノズルスロート形状
をなすように形成してあり、一方、デトネータ10の底
部分には反射壁16が設けてあり、この反射壁16で反
射した前記爆轟による爆轟波Wをこの排出口11におい
て収束させ、デトネータ10内の高温高圧ガスをさらに
高温にして排出させるようにしている。
室2内において図示しないブースタ推進薬が燃焼し、こ
の燃焼ガスをブースタノズルから噴射することによって
発進しそして加速する。
ターボポンプ6および流量制御装置7を経て圧送された
タンク5内の液体燃料Fが噴射器8から空気取入口3内
に噴射され、噴射された霧状の液体燃料Fと空気取入口
3より導入して圧縮した空気との混合気が、ラム燃焼室
2内に導入される。
入管12および燃料導入管14を介して空気および点火
用可燃ガスが導入され、このデトネータ10では、これ
らが混合して生じた点火用ガスに対して点火プラグ15
により点火して爆轟を起こさせ、この点火用ガスの爆轟
で生じた高温高圧ガスを排出口11からラム燃焼室2の
略中心部に向けて排出させることから、この高温高圧ガ
スによってラム燃焼室2内の混合気が着火して燃焼し、
この混合気の燃焼により生じた燃焼ガスをラムジェット
ノズル9から増速して噴出させることにより推力を得る
ものとなっている。
Wはデトネータ10の底部分の反射壁16で反射し、こ
のデトネータ10内のガスをさらに圧縮加熱したのち、
高温高圧ガスとともに排出口11を通してラム燃焼室2
の略中心部に向けて進出し、ラム燃焼室2内では、混合
気の一部を圧縮加熱すると同時に尾部側のラムジェット
ノズル9に向かって加速させ、周囲の混合気との間に渦
を生じさせて混合を促進させることから、ラム燃焼室2
内における混合気の着火は確実なものとなり、デトネー
タ10内の爆轟の繰返しにより、混合気の再着火も可能
となる。
6で跳ね返った反射波(爆轟波W)による混合の促進に
より、混合気の着火保炎性および燃焼効率がより一層向
上することとなり、短距離飛翔における液体燃料Fの完
全消費が実現することとなる。
の排出口11を略ノズルスロート形状に形成してあるの
で、デトネータ10の底部分の反射壁16で反射した爆
轟による爆轟波Wは、この排出口11において収束し
て、デトネータ10内の高温高圧ガスをさらに高温にす
ることから、ラム燃焼室2内における混合気の燃焼反応
が促進されることとなる。
に示すように、絞り具合をきつくした排出口21を有す
ると共に、この排出口21の近傍に障害物22を設置す
るようにしたデトネータ20とすることも可能であり、
この様に、デトネータの略ノズルスロート形状をなす排
出口の絞り具合を変えたりすれば、デトネータにおいて
プラズマジェットを生じさせることも可能であり、この
プラズマジェットによりラム燃焼室2内における混合気
の燃焼反応をより一層促進させることが可能になる。
料Fをラム燃焼室2の余熱により気化させて点火用可燃
ガスとしたうえでデトネータ10に導入するようにして
いるが、これに限定されるものではなく、タンク5の液
体燃料Fとは別の燃料を設けて点火用とすることも可能
である。
細な構成は、上記した実施例に限定されるものではな
い。
求項1に係わるラムジェットは、上記した構成としたか
ら、点火用ガスの爆轟によって生じた高温高圧ガスが、
爆轟用凹部の排出口を通してラム燃焼室内の略中心部に
向けて排出され、この爆轟によって生じた爆轟波が、爆
轟用凹部内の底部分に位置する反射壁で反射して爆轟用
凹部内のガスをさらに圧縮加熱したのち、排出口を通し
てラム燃焼室の略中心部ないし尾部側のラムジェットノ
ズルに向かって進出するので、外部から導入された空気
と霧状の燃料との混合気を前記高温高圧ガスによって確
実に着火させることができるのに加えて、繰返しの爆轟
によって混合気を再着火させることも可能であり、ラム
燃焼室内の略中心部に進出した反射波(爆轟波)は、ラ
ム燃焼室内における混合気の一部を圧縮加熱すると同時
に尾部側のラムジェットノズルに向かって加速させ、周
囲の混合気との間に渦を生じさせるため、空気と霧状の
燃料との混合それ自体の促進化をも実現して着火保炎性
および燃焼効率をそれぞれ向上させることができるとい
う著しく優れた効果がもたらされ、この発明の請求項2
に係わるラムジェットでは、爆轟用凹部の底部分の反射
壁で反射した爆轟による爆轟波を略ノズルスロート形状
をなす排出口において収束させることで、爆轟用凹部内
の高温高圧ガスをさらに高温にすることができ、その結
果、ラム燃焼室内における混合気の燃焼反応をより一層
促進させることが可能であるという著しく優れた効果が
もたらされる。
す断面説明図である。
(爆轟用凹部)の拡大断面説明図である。
示すデトネータ(爆轟用凹部)の拡大断面説明図であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 霧状の燃料と外部から導入して圧縮され
た空気との混合気を燃焼させるラム燃焼室を備えたラム
ジェットにおいて、前記ラム燃焼室の前端側には、当該
ラム燃焼室内の略中心部に向けて開口する排出口を有し
かつ空気および点火用可燃ガスを導入可能とした爆轟用
凹部を設け、前記爆轟用凹部には、当該爆轟用凹部に導
入した空気と点火用可燃ガスとが混合してなる点火用ガ
スに点火する点火手段と、当該爆轟用凹部の底部分に位
置して前記点火用ガスの爆轟によって生じた爆轟波を反
射させて前記排出口からラム燃焼室の略中心部に向けて
進出させる反射壁を設けたことを特徴とするラムジェッ
ト。 - 【請求項2】 爆轟用凹部の排出口を略ノズルスロート
形状とした請求項1に記載のラムジェット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5272490A JP3036327B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | ラムジェット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5272490A JP3036327B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | ラムジェット |
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---|---|
JPH07127526A JPH07127526A (ja) | 1995-05-16 |
JP3036327B2 true JP3036327B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=17514649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5272490A Expired - Fee Related JP3036327B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | ラムジェット |
Country Status (1)
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FR2918415B1 (fr) * | 2007-07-02 | 2013-07-12 | Mbda France | Moteur a detonations pulsees fonctionnant avec un melange carburant-air |
KR101986499B1 (ko) * | 2018-12-10 | 2019-06-07 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 고온 가스 유량 조절용 가스 발생기 |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP5272490A patent/JP3036327B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH07127526A (ja) | 1995-05-16 |
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