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エーリング先生のガスタービン模式図と実機写真発見しましたわ。 ……これ、本当に1903年に作られたブツなので?Norsk Teknisk Museum - Photographer Elling, Ægidius

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予冷ターボジェットエンジンの原理  概要  ジェットエンジンは前から来た空気を吸って燃焼によりエネルギーを加え、後方から排気することで推力を得ますが、音速を超えるような速度で飛行する場合吸い込んだ空気が非常に高温になってしまいます。 このような高温の空気を内部に取り入れてしまうとエンジンが壊れてしまうので、エンジンが壊れないように入ってきた空気を冷やすことで速い速度での作動を可能にしたターボジェットエンジンを予冷ターボジェットエンジンと呼びます。    エンジンシステム  予冷ターボジェットエンジンは下の図のような構成となっています。    インテークで高速な気流を効率よく減速し、その後燃料である液体水素を用いた空気予冷器を通り温度を下げます。続いてコアエンジン部分を通り、最後に再熱燃焼器(アフターバーナ)で再度燃焼させ、可変ノズルを通り高速で排気します。	このようなシステムとすることで離陸時からマッハ5程度の速度まで作動することが可能となると考えられています。

予冷ターボジェットエンジンの原理 概要 ジェットエンジンは前から来た空気を吸って燃焼によりエネルギーを加え、後方から排気することで推力を得ますが、音速を超えるような速度で飛行する場合吸い込んだ空気が非常に高温になってしまいます。 このような高温の空気を内部に取り入れてしまうとエンジンが壊れてしまうので、エンジンが壊れないように入ってきた空気を冷やすことで速い速度での作動を可能にしたターボジェットエンジンを予冷ターボジェットエンジンと呼びます。 エンジンシステム 予冷ターボジェットエンジンは下の図のような構成となっています。 インテークで高速な気流を効率よく減速し、その後燃料である液体水素を用いた空気予冷器を通り温度を下げます。続いてコアエンジン部分を通り、最後に再熱燃焼器(アフターバーナ)で再度燃焼させ、可変ノズルを通り高速で排気します。 このようなシステムとすることで離陸時からマッハ5程度の速度まで作動することが可能となると考えられています。

極超音速ターボジェットのアフターバーナーにおいては、コアエンジンの排気ガスに水素燃料を投入して高温燃焼ガスを生成します。この高温燃焼ガスを広い速度範囲で効率的に再加速して噴出させるために、可変ノズルを採用しています。図1は、可変ノズルの模式図です。この図から分かるように、可変ノズルは、通常のロケットエンジン用のノズルと違い、スカート型の形状をしていません。極超音速機は離陸からマッハ5までの広い速度領域で作動することから、飛行中にノズル出口の圧力条件が大きく変化します。スカート型のノズルでは、排気流圧力より大気圧力が高くなる低高度飛行時に、排気流がノズルの壁から剥がれてしまい、推進力が低下してしまいます。ノズルを図1のようなプラグ型の形状にすると、排気流はノズルの壁から剥がれることなく流れ、外気圧が高くても低くても同等の推力が出せるようになります(図2)。

極超音速ターボジェットのアフターバーナーにおいては、コアエンジンの排気ガスに水素燃料を投入して高温燃焼ガスを生成します。この高温燃焼ガスを広い速度範囲で効率的に再加速して噴出させるために、可変ノズルを採用しています。図1は、可変ノズルの模式図です。この図から分かるように、可変ノズルは、通常のロケットエンジン用のノズルと違い、スカート型の形状をしていません。極超音速機は離陸からマッハ5までの広い速度領域で作動することから、飛行中にノズル出口の圧力条件が大きく変化します。スカート型のノズルでは、排気流圧力より大気圧力が高くなる低高度飛行時に、排気流がノズルの壁から剥がれてしまい、推進力が低下してしまいます。ノズルを図1のようなプラグ型の形状にすると、排気流はノズルの壁から剥がれることなく流れ、外気圧が高くても低くても同等の推力が出せるようになります(図2)。

可変ノズルに金属材料を用いる場合、1,900℃の高温燃焼ガスから防護するための冷却構造を取る必要があり、重量が増加してしまうという欠点があります。そこで、可変ノズルの軽量化と燃焼温度の高温化を目的として、炭素複合材料製ノズル研究を行っています。炭素複合材は高温においても十分強度がある材料なので、燃焼によって発生する熱を可変ノズル外部へ逃がす構造を取ることが可能となります。

可変ノズルに金属材料を用いる場合、1,900℃の高温燃焼ガスから防護するための冷却構造を取る必要があり、重量が増加してしまうという欠点があります。そこで、可変ノズルの軽量化と燃焼温度の高温化を目的として、炭素複合材料製ノズル研究を行っています。炭素複合材は高温においても十分強度がある材料なので、燃焼によって発生する熱を可変ノズル外部へ逃がす構造を取ることが可能となります。

2003(平成15)年に、JAXA調布航空宇宙センターの高温高圧燃焼試験設備において、再熱燃焼器と可変ノズルを結合した状態で燃焼実験(図3)を実施しました。実験では、再熱燃焼器に高速飛行している時と同じ条件の高温空気と水素燃料を供給し1,900℃で燃焼させました。この実験で、再熱燃焼器の内面に装着した耐熱複合材料と可変ノズルの耐熱冷却構造が実際の高温環境下で使用できることを実証しました。

2003(平成15)年に、JAXA調布航空宇宙センターの高温高圧燃焼試験設備において、再熱燃焼器と可変ノズルを結合した状態で燃焼実験(図3)を実施しました。実験では、再熱燃焼器に高速飛行している時と同じ条件の高温空気と水素燃料を供給し1,900℃で燃焼させました。この実験で、再熱燃焼器の内面に装着した耐熱複合材料と可変ノズルの耐熱冷却構造が実際の高温環境下で使用できることを実証しました。

フランスのスネクマ社製のCFM56-5型ファンジェットエンジンの断面カット

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「こうのとり」6号機を搭載して打ち上げられるH2Bロケット(9日午後10時26分、鹿児島県の種子島宇宙センター)=共同

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こうのとり6号機を搭載し打ち上げを待つH2Bロケット6号機=9日午後4時57分、鹿児島県の種子島宇宙センター、小宮路勝撮影

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H-IIB F5

「H-IIB」ロケット5号機の打ち上げ、8月19日に再延期 天候悪化のため

04式空対空誘導弾

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幻想連邦機構 中央情報局・国際航空宇宙展2004レポート    RVTのストリップ

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幻想連邦機構 中央情報局・国際航空宇宙展2004レポート    ESPRエンジンの全景

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XF3-30ターボファンエンジン。IHI製。  T-4に使用されている。

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maxresdefault.jpg (1920×1080)

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【動画】桜島とH2Bロケット6号機「こうのとり」6号機の光跡(コマ送り) - 動画 - 産経フォト

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