JPS59203855A - ラムロケツトエンジン - Google Patents

ラムロケツトエンジン

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Publication number
JPS59203855A
JPS59203855A JP7862583A JP7862583A JPS59203855A JP S59203855 A JPS59203855 A JP S59203855A JP 7862583 A JP7862583 A JP 7862583A JP 7862583 A JP7862583 A JP 7862583A JP S59203855 A JPS59203855 A JP S59203855A
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JP
Japan
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fuel
combustion
air
fuel gas
ram
Prior art date
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Granted
Application number
JP7862583A
Other languages
English (en)
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JPH0259296B2 (ja
Inventor
Hiromichi Matsumoto
松本 弘道
Katsuaki Kosaka
小坂 勝明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd, Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS59203855A publication Critical patent/JPS59203855A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K7/00Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
    • F02K7/10Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof characterised by having ram-action compression, i.e. aero-thermo-dynamic-ducts or ram-jet engines
    • F02K7/18Composite ram-jet/rocket engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はラム1コう−・ノトエンソン、14Gこその空
気取入口の配置に関するものである。
第1図および第2回は従来のうL +:rヶノトエンジ
ンの代表として側曲空気取入力式と吋はれるものを例示
している。
この−ラム■スケ・ノトクニンンンはf7i 状のコニ
ンノンケース1のiii員1111部を鏡Jly!2°
(閉基し、その内部を隔壁3により前後に区画して市G
IX区画ζに炉=利カス発生部10を、また後部区画に
は出力部20をそれぞれ構成し、」−ンソンケース]の
111j◇1111に弾頭などのロケノ1−頭部を装着
してjlllさ−ヒるものである。
燃料ガス発生部10におい′C211はf;!、 :t
lノノノ、発生剤、12は燃料ガス発生剤に点大”Jる
ノ、めの点火器、13は隔壁3に形成した複数の)〃料
ノスルである。
燃才4ガソ、発生剤IIは固体jA、−利と酸化剤とを
主成分とし、この酸化剤は固体す&“、料を自己維1.
II的に分解させうる程に混セてあつ(、その−例は燃
料兼粘結剤(/Nインダ)としての;15 +Jフ′タ
ノエン約20wL%、金属燃料としての金属わ〕粒約4
0wL%、酸化剤としての過塩素酸アンモニウム(ΔF
))約40wt%と、少量の添加剤とからなる組成物で
ある。前記金属燃料は発熱量か人なるごとからじIゲノ
1−エンジンの比推力(I S I’)増大に寄与し、
これにはアルミニウム、銅なとのほか、特に近時にはポ
ロンが賞月される。
次に出力!’f820において、21は燃焼室 22は
噴進用2次ノスル、23はディフューザであって、ディ
ツユ−ν゛23はエンジンケース1の外IMJに軸対称
的にごの例では4つ設けられ、その各前歯を前方に向け
゛C開放し、同後端を燃料ノズルI3のすく後位におい
てエンジンケース1の側面に開1コさせ、ここに空気取
入口24を形成している。
また第1図に2点鎖線でンJくずものは当該ラム1:I
う一7トに所定の超音速飛行速度、例ればマツハ数2の
初期速度を与えるべく当初装着される装置であって、2
5は燃焼室20こ装填した内面燃焼型固体推進薬、26
は空気取入]]24を閉塞する例えば火薬破IUi式の
蓋板、27は抜力へ放てき可能な噴進用1次ノスル、2
8はこの」次ノズルを前記2次ノズル22に固定してい
る例えは火薬破壊式のクランパであり、J二た21〕は
(11,進兼25に点火するための点火器である。
なお、この明細冴ではこれら2点鎖線示の部分を除いた
ものをラムロケットエンノンと称する。
以上の構成において、点火器29を作動して推進薬25
に点火すると、その燃焼カスか1次ノズル27から噴出
して噴進を開始し、短秒■、冒麦に推進薬25が焼失し
てこの間に1iij記iIn部を装着した当該ラムロケ
ットが前記超音速の飛行速度まで加速される。ここで点
火器12を作動して燃料ガス発生剤11に点火すると、
これが自己維持的に燃焼して多量の金属燃料を含もハ・
インクの分解ガス(この分解ガスと金属燃料との混合体
を以下燃料ガスという)を発生し、これか燃料ノズルI
3を経て燃焼室21に噴出される。開目にクランパ28
を破壊して1次ノメル27を放てきさゼ、さらに蓋1反
26を(1進薬25の8亥(41(インシュレータと共
に破Lυiして空気取入口24を開放すると図て太線ボ
の4k(ごとなる。ごごでティツユ−4J’23に6.
1夕(気が−とのツム圧によって押込まれ、これが推C
4−速程度まて減速され圧力を回復して空気取入1」2
4から燃料ノズルI3の近傍に噴入するので、1)1ノ
記の燃料ガスかiIf燃し、その高温燃焼ガスが2次ノ
ズル22から噴出されることで当該ラム1」ゲントが噴
進を続行するのである。
とごろで、このような従来のラム1コゲソ1ヘエンシン
は燃ねカスの燃焼効率、特に金属燃料のそれが低いとい
う9](E点があり、その理由は次のように解析される
ずなわら、金属燃料の燃焼効率は雰囲気温度に影響され
、特に当該金属の着火温度を1ζ回ると該効率が大中に
低下すること、およびラムl二1ヶノ1−エンジンでは
その性能を確保するうえから理論混合比に対応する空気
足の3〜4化もの外気を取入れること、の2つの条件下
におい′ζ、従来のものは取入空気総量を燃料ノズルの
ずく後位に噴入さゼでいるので、燃料ソコソ、))・過
度に稀釈されて温度低1ζを招く結果、金属燃料は燃焼
を完結しないうしに几燃性を帯ひてしまうからであって
、この現象はホロンのよすな着火温度の高い金属燃料(
ホロンの着火温度は1950〜2200° K−−−’
 KはIJT氏絶夕・1温匿)の場合に著しい。
第3図は以上の事情を61算値によって示したグラフで
あって、横軸は空気−燃料カス混合比<A/G) 、縦
軸はラムロゲ・ノドエンノンの比flu力Cl5P)お
よび燃焼温度(IS)であり、計算の基礎条件は下記に
よる。
燃料ガス発生剤組成 ポリブタシエンハインタ 20wL% ボU7        40wLoA AP            4QwL%飛行速度  
? 7 ハ数2 (11ti j+i )取入空気温度
     5[8°に 取入空気総圧(Pto)   7.8気圧Ps/ Pt
o    0.9  (Psは燃焼圧力)燃焼j1;1
ノ率 (ψ) 0.9 このグラフに示される如く、ラム1コケノトユンノンの
性能を代表する比推力は混合比の増加と共に増大しつつ
量比25付近で横はい傾向となり、設a1では取入空気
の増■に伴うティフユーザの空力抵抗の増加などを勘案
してこの混合比を15〜20のイ・1近に設定する。一
方、前記条件−トごの理論混合比は約5,5てあって、
燃焼温度′1゛sはこの理論混合比の近傍で最高点く約
2800’ +<)に達し、また前記設計混合比の領域
では20oO° 1く以上となってポロンのi’+ij
記着火温度を1・回るので、所期の)/::’、 JA
 ’Aノ率がiηられなく7.「るのである。
図に破線で表しにカーフは3R4焼効ζ1−ψが0゜:
づに低トシた場合に比推力が人II3に減少することを
示すために8考としてイζ」したものである。
本発明は以」二の考察に基づいて、燃イ′、[ガス、’
1.’lにその金属燃料の燃焼効率を高めるへく、次の
よりに構成したものである。
ずなわら本発明のラム1コゲソトエンジンは、空気取入
11を燃焼室前部の燃料ノズル近傍とこれよりも後位と
に開「1さ一部て取入空気をこ41μ゛)両部位に配分
するごとにより、プ稈貌’+i Iii+ ;’il−
に配分した取入空気および燃料カスの混合Iff、:’
: I、l’bソ−ンを形成し、このlJコ含3p4焼
ソ−ン内に該ソ ンにおいζ燃料カス中の金1i」5燃
1′1の;t・1、焼をし、Iは冗結させうる温度雰囲
気が61C成され・伝↓ノ、燃焼室前部に配分する取入
空気と燃ネ1カスとの混合比を設定してなるものである
実施例を説明する。
第4図において、 +10およ012(lは、前記従来
のラムじlゲット:I−ンソンと同様に、ぐれ・でれエ
ンジンケース1の11;J部区画および後部I〆画に構
成した燃イルノス光4Iユ1(13石よひ出力m:’C
あって、これらの側区画は幻没した1対の昆・1壁10
3および104によって区分され、1(11壁tOaと
 104との間に分配室105を形成し 1°−]のう
−イソ1〜−ザ 123aの後lll1iiをSl) 
l’記m I 05に開11さlる。
1(1v壁 104にはう)配室 ↓05から勲焼室 
121ハ、辿しる複数の円形孔を軸対称的に開設し、ま
、7−1:1”、4壁103には前記複数の円形孔に対
応さ−1で同数の燃料ノズル113を突設してそれらの
後端部を円形孔の中心部に臨ませる。したがって隔壁1
04には燃料ノズル113を囲む環状の空気取入口12
4dが形成される。 123bは別の3つのディフュー
ザであって、それらの後端を前記空気取入口124dの
後位においてエンジンケース1の側面に開口させ、ここ
に別の空気取入口 124bを形成する。なお、ディフ
ューザ 123a、 1231+の止面よりみた配置関
係は第2図におりると同様Cあるほか、その他の構成も
前記従来のものと同様である。
以上の構成によれば、全取入空気の一部がう一イフユー
ザ123aより分配室105を経て燃料ノズル113を
囲む空気取入口124aから取入れられるので、燃焼室
の前部において燃料ガスが当該取入空気と混合し、再燃
して空気取入口124bの前位に混合燃焼ゾーンZが醸
成される。
ここで当該口う−ソトエンジンの混合比A/Gを前述し
たように15〜20に設定した場合、混合燃焼ゾーンZ
には取入空気総量の1/4が配分されてその混合比は+
4i+記理ji;ii混合比(ふ:J5.5 ) h傍
の約4〜5となる。したか−っζ、該ゾーンZには第3
図でのられる如く、ホ1:jン燃れ1の前記着火温度(
1950〜2200’ l<)を人中に上回る約280
0°J〈もの高温(1’s)雰囲気が1爪成され、ポロ
ン燃料をこごで効イ・iよ< i;:a焼さ−Uるごと
か(きる。
なお、混合燃焼ゾーンの雰囲気温j隻をポロン燃料の着
火温度以上に仇1持し:l ’+5 iMI ’八は、
第3図から、混合比A/Gか約5〜11、即し理論混合
比近傍からその約2 イ:’tの;「1域て、(、す、
また金属燃料は該ゾーンーC煽;焼を完ル、−さ・14
)のを良しとするも、実施例のよっに雰囲気6111+
1度を1j;」記のような高温とした場合には空気取入
1.l  1241+近1労の下流でも燃焼の継続が1
分期jaL7”) ’?J。
これらを勘案し、および金属燃オフ1の種1」1や粒径
その他の条(4をち蔗・、して取入量気の配うj比、混
合燃焼ゾーンの容積等を決定り゛るごとは設+ilの裁
量に委ねられるところてあ;、〕。
以上説明したJ、うに本発明は、炉z焼室+iii部に
取入空気の一部を配分してここに雰囲気温度の高い混合
燃焼ゾーンを醸成したので、);1(燃なボロンの如き
金属燃料をも〃J率よく燃焼させることができ、さらに
実施例は前記取入空気の一部を複数の燃料ノズルの周り
から噴入させるようにしたので、燃料ガスとの混合性が
向上する結果、燃焼効率を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の側面空気取入力式のラムロケットエンジ
ンの正面断面図、第2図は第1図の■−■矢視図、第3
図は金属燃料(ポロン)の燃焼9ノ率を61算値によっ
て示したグシノ、第4図ハt−発明に係るラムロケット
エンジンの一実施例の正面断面図である。 113−−−燃料ノズル、 121− −燃焼室、 124a、 124b   空気取入口、2− −混合
燃焼ゾーン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  空気取入口を燃焼室前部の燃料ノスル近傍と
    これよりも後位とに開口させて取入空気をこれら両部位
    に配分することにより、燃焼室前部に配分した取入空気
    および燃料ガスの混合燃焼ゾーンを形成し、この混合燃
    焼ゾーン内に該ゾーンにおいて燃料ガス中の金B燃料の
    燃焼をほぼ完結さセうる温度雰囲気が醸成されるよう、
    燃焼室riij部に配分する取入空気と燃料ガスとの混
    合比を設定したラムロケットエンジン。 (21燃料ノスル返傍の空気取入口を該燃料ノスルの周
    りに開口させた特許請求の範囲1に記載したラムロケッ
    トエンジン。 (3)金属燃料がホロンであり、混合比を理論混合比の
    近傍ないし理論混合比のほぼ2倍の領域に設定した特許
    請求の範囲1または2に記載したラム1.lケノト」−
    ンンン。
JP7862583A 1983-05-04 1983-05-04 ラムロケツトエンジン Granted JPS59203855A (ja)

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JP7862583A JPS59203855A (ja) 1983-05-04 1983-05-04 ラムロケツトエンジン

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JPH0259296B2 JPH0259296B2 (ja) 1990-12-12

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ID=13667059

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JP (1) JPS59203855A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03237257A (ja) * 1990-02-14 1991-10-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ラムジェット燃焼器
JPH05195872A (ja) * 1992-01-20 1993-08-03 Nissan Motor Co Ltd ラムロケット

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03237257A (ja) * 1990-02-14 1991-10-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ラムジェット燃焼器
JPH05195872A (ja) * 1992-01-20 1993-08-03 Nissan Motor Co Ltd ラムロケット

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