ラム加速器における遷デトネーション速度の飛翔体周りの流れの観測.pdfVIP

ラム加速器における遷デトネーション速度の飛翔体周りの流れの観測 Measurement of the flow around the projectile moving with trans-detonation velocity in RAM accelerator ○ 岩村一洋，東田圭右，八房智顕，遠藤琢磨，滝史郎 （広大院） Kazuhiro IWAMURA, Keisuke HIGASHIDA, Tomoaki YATSUFUSA, Takuma ENDO,Shiro TAKI Hiroshima University, 1-4-4 kagamiyama,Higashi-Hiroshima,HIROSHIMA １．緒言 ２．実験装置 ラム加速器とは，可燃性混合気体を充填した管内に飛翔 実験装置はFig.1に示すように，飛翔体発射装置，排気 体と呼ばれる先頭が鋭角の飛行物体を超音速で入射させ， する部，ラム加速部，および捕獲部から構成されている． 飛翔体周りに形成される衝撃波群を利用して可燃性混合気 矩形管内には運動軸を保つためにガイドレールを設けてい 体を圧縮し燃焼させて，飛翔体後方に高温高圧の領域を保 る．飛翔体発射装置には二段軽ガス銃を用い，Fig.１に示 持することにより飛翔体を高効率に加速させる装置である． すような飛翔体，駆動サボを1.4km/s程度まで加速させる． このラム加速器は，1980年代の半ばにアメリカのワシン その後，発射装置の駆動ガスであるヘリウムは真空の排気 トン大学の研究グループによって新しい加速装置として考 部で回収し，駆動サボを排気部内のサボストッパーで停止 案され，研究されてきた．その後世界各地で研究されてき させることによって，飛翔体をラム加速部に進入させる． た．国内では1993年に，我々広島大学が始めて安定したラ ラム加速部は着火管とラム加速管から構成され，マイラー ム加速に成功した．他のラム加速器は円形断面の管を採用 膜で仕切られている．各管にはデトネーションの生じにく しているのに対し，広島大学のラム加速器は唯一矩形断面 い可燃性混合気体が充填されており，管壁に設置した 19 の加速管を採用し，二次元形状の飛翔体を用いている．こ 個の磁気センサーによって，コバルト磁石を埋設した飛翔 のため飛翔体周囲に二次元的な流れ場を作り出し，流れ場 体の通過を検知し，その時間差によって速度を計測する． の可視化を行なうことができる．これにより，ラム加速の また，6箇所に設置された圧力センサーにより管壁の圧力 基本的な現象の解明を行なうことが可能になった． を測定できるようになっている．ラム加速後の飛翔体は捕 従来の広島大学における加速器内部の可視化実験では， 獲部のターゲットに衝突して停止する．ラム加速中の飛翔 装置性能の制限から，飛翔体速度が充填混合気のCJデトネ 体は，ラム加速管入口から2300mmの位置(ST4)に設けられ ーション速度 （以下，CJ速度，V）以下である熱閉塞モー た石英観測窓により撮影される．ダイクロックミラーを用 cj ドに限られていたが，初期加速装置の見直し，飛翔体の小 いることにより，Nレーザーを光源に用いたシャドウグラ ２ 型軽量化によって，飛翔体の初期速度をCJ速度程度まで増 フ撮影と ICCDカメラによる直接写真撮影を同軸で同時に 加させることができ，燃焼および推進形態が変化すると言 行なうことができる．ICCDカメラ及び Nレーザーのトリ ２ われるCJ速度以上での加速実験が可能となった．飛翔体速 ガーとして，飛翔体が観測窓を通過する際の圧力信号を用 度がC