JP6688637B2 - スクラムジェットエンジン、飛翔体 - Google Patents
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Description
スクラムジェットエンジンにおける一般的な燃料供給の方法としては、エンジン内壁等に配置した複数の噴射孔から燃料をチョークさせる方式が知られている(例えば下記特許文献1参照)。このようなスクラムジェットエンジンにおいて、燃料と空気との混合効率を向上させるためには、燃料の運動量を上げて、流れの中心まで燃料を貫通させる必要がある。
さらに、この構成によれば、副燃料供給部は、多孔ノズル部における複数の孔部を介して燃料を燃焼領域中に供給する。すなわち、単一の孔部を設けた場合に比べて、燃焼領域中におけるより広い範囲に燃料を供給することができる。言い換えれば、各孔部から供給される燃料の流速を小さくすることができる。これにより、燃焼領域中の流れが乱される可能性を低減することができるとともに、燃焼流路中における圧力損失を軽減することができる。
さらに、流路形成面から離間した位置の噴射孔になるほど開孔径が大きく設定されていることから、燃焼領域中における流束分布と燃料の流束分布とを一致させることができる。すなわち、流速の低い境界層には相対的に少量の燃料が供給され、流速の高い領域には相対的に大量の燃料が供給されるため、燃料と空気との混合をさらに促進することができる。
本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る飛翔体1は、機体部2と、この機体部2に取り付けられたスクラムジェットエンジン3と、を備えている。
飛翔体1は、離陸後の加速を経て、超音速状態(一例として、マッハ5以上)に至る。超音速状態下では、スクラムジェットエンジン3に対して、吸気口10を通じて超音速の空気流が連続的に流入する。
次に、本発明の第二実施形態について、図3と図4とを参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図3に示すように、本実施形態に係るスクラムジェットエンジン23では、主燃料供給部24はランプ部25を有している。
続いて、本発明の第三実施形態について図5を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図5に示すように、本実施形態に係るスクラムジェットエンジン31では、副燃料供給部32の構成が上記各実施形態とは異なっている。
続いて、本発明の第四実施形態について図6を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図6に示すように、本実施形態に係るスクラムジェットエンジン38では、主燃料供給部39は、上記第二実施形態において説明したランプ部25と同様のランプ部40を有している。さらに、副燃料供給部41は、上記第三実施形態において説明したものと同様の構成を有している。
続いて、本発明の第五実施形態について図7、図8を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図7に示すように、本実施形態に係るスクラムジェットエンジン44では、主燃料供給部45は、上記第二実施形態において説明したランプ部25と同様のランプ部46を有している。第二実施形態ではランプ部25に、主燃料17を噴射するための噴射孔29が1つのみ形成されていた。一方で、本実施形態におけるランプ部46には、複数の噴射孔47が形成されている。
2…機体部
3…スクラムジェットエンジン
4…機体本体
5…主翼
6…尾翼
7…カウル
8…主燃料供給部
9…副燃料供給部
10…吸気口
11…排気口
12…流路形成面
13…燃焼流路
14…キャビティ
15…キャビティ底面部
16…キャビティ側面部
17…主燃料
18…副燃料
19…主燃料流路
20…主燃料噴射孔
21…多孔ノズル部
22…孔部
23…スクラムジェットエンジン
24…主燃料供給部
25…ランプ部
26…傾斜面
27…主面
28…側面部
29…噴射孔
30…縦渦
31…スクラムジェットエンジン
32…副燃料供給部
33…整流板
34…支持部
35…副燃料噴射孔
36…噴射部
37…導入部
38…スクラムジェットエンジン
39…主燃料供給部
40…ランプ部
41…副燃料供給部
42…副燃料噴射孔
43…傾斜面
44…スクラムジェットエンジン
45…主燃料供給部
46…ランプ部
47…噴射孔
48…主面
49…傾斜面
50…側面部
Claims (7)
- 吸気側から燃焼領域を経て排気側へ至る燃焼流路を形成する流路形成面と、
前記燃焼領域の上流側で、前記流路形成面から燃料を噴射する主燃料供給部と、
該主燃料供給部よりも上流側で、前記流路形成面から前記主燃料供給部よりも少ない量の燃料を供給する副燃料供給部と、
を備え、
前記副燃料供給部は、上下流方向に間隔をあけて配列された複数の孔部が形成された多孔ノズル部を有し、燃料はそれぞれの前記孔部から染み出すようにして、前記流路形成面に沿って形成される境界層中に供給されるスクラムジェットエンジン。 - 前記副燃料供給部は、前記流路形成面よりも前記燃焼領域側で該流路形成面に沿って延びる整流板を有し、該整流板と前記流路形成面との間から下流側に向かって燃料を吹き出す請求項1に記載のスクラムジェットエンジン。
- 前記流路形成面上であって、前記主燃料供給部の下流側の領域には、該流路形成面から凹没するキャビティが形成されている請求項1又は2に記載のスクラムジェットエンジン。
- 前記主燃料供給部は、前記流路形成面から突出するとともに、上流側から下流側に向かうにしたがって該流路形成面から離間する方向に延びる傾斜面、及び該傾斜面と前記流路形成面とを接続するとともに上下流方向に延びる一対の側面が形成されたランプ部を有し、
前記ランプ部の下流側を向く面には、下流側に向かって燃料を吹き出す噴射孔が形成されている請求項1から3のいずれか一項に記載のスクラムジェットエンジン。 - 前記ランプ部には、複数の前記噴射孔が形成され、
前記流路形成面から離間した位置の前記噴射孔になるほど、開孔径が大きい請求項4に記載のスクラムジェットエンジン。 - 上流側から燃焼領域を経て下流側へ至る燃焼流路を形成する流路形成面と、
前記流路形成面から突出するとともに、上流側から下流側に向かうにしたがって該流路形成面から離間する方向に延びる傾斜面が形成されたランプ部を有し、
前記ランプ部の下流側を向く面には、下流側に向かって燃料を吹き出す複数の噴射孔が形成され、前記流路形成面から離間した位置の前記噴射孔になるほど、開孔径が大きいスクラムジェットエンジン。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載のスクラムジェットエンジンと、
前記スクラムジェットエンジンの推力によって推進される機体部と、
を備える飛翔体。
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- 2016-03-10 JP JP2016047308A patent/JP6688637B2/ja active Active
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