回転デトネーションエンジン
回転デトネーションエンジン( RDE、rotating detonation engine ) は、爆轟反応が環状チャネル内を連続的に移動する形式の圧力利得燃焼を使用するエンジンである。計算シミュレーションと実験結果は、RDE が輸送やその他の応用される目的に可能性を秘めていることを示している [1] [2]。
デトネーション、爆轟では、結果は超音速で拡大し、理論的には、従来の爆燃によるものよりも 25% も効率的である[3]。このような効率の向上は、燃料の大幅な節約につながる[4] [5]。デトネーションを利用したエンジンには他にパルス・デトネーション・エンジンがある。
RDE の基本的な概念は、円形のチャネル (環) 内を移動するデトネーション波である。燃料と酸化剤は、通常は小さな穴またはスリットからチャネルに注入される。デトネーションは、何らかの形で着火され燃料/酸化剤混合物で開始される。エンジンが始動した後、デトネーションは自立して継続する。 1 回の爆発で燃料と酸化剤の混合物が点火され、爆発を維持するために必要なエネルギーが放出される。燃焼生成物はチャネルから膨張し、入ってくる燃料と酸化剤によってチャネルから押し出される [2]。
開発[編集]
JAXA[編集]
宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、2021年7月27日、観測ロケットS-520-31号機の2段目として搭載した500N級のRDEにより、世界で初めての宇宙実験に成功した[6]。推進剤はメタンと酸素が用いられた。エンジンシステムの名称は深宇宙探査用デトネーションエンジンシステムであった[7]。
PDエアロスペース[編集]
PDエアロスペースは2022年4月5日に世界初のジェット/ロケット切り替え式RDEの実証実験を行った[8]。
出典[編集]
- ^ Lu, Frank; Braun, Eric (7 July 2014). “Rotating Detonation Wave Propulsion: Experimental Challenges, Modeling, and Engine Concepts”. Journal of Propulsion and Power (The American Institute of Aeronautics and Astronautics) 30 (5): 1125–1142. doi:10.2514/1.B34802.
- ^ a b Wolanski, Piotr (2013). “Detonative Propulsion”. Proceedings of the Combustion Institute 34 (1): 125–158. doi:10.1016/j.proci.2012.10.005.
- ^ “В России испытали модель детонационного двигателя для ракет будущего”. Российская газета. (2018年1月18日) 2018年2月10日閲覧。
- ^ Cao, Huan; Wilson, Donald (2013). “Parametric Cycle Analysis of Continuous Rotating Detonation Ejector-Augmented Rocket Engine”. 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. doi:10.2514/6.2013-3971. ISBN 978-1-62410-222-6
- ^ Schwer, Douglas; Kailasanath, Kailas (25 September 2010). “Numerical Investigation of the Physics of Rotating Detonation Engines”. Proceedings of the Combustion Institute (Elsevier, Inc.) 33 (2): 2195–2202. doi:10.1016/j.proci.2010.07.050.
- ^ “Japan Tests Explosion-Powered Rocket for the First Time in Space, Is a Success” (2021年8月19日). 2023年5月28日閲覧。
- ^ 『観測ロケットS-520-31号機 打上げ結果について』（プレスリリース）宇宙航空研究開発機構、2021年7月27日。2023年5月28日閲覧。
- ^ “世界初！回転デトネーションによる ジェット／ロケット切替エンジン実証成功！！”. ＰＤエアロスペース株式会社. 2023年5月29日閲覧。