宇宙機用ロケット-ラムジェット複合サイクルエンジンの概念検討

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概要

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単段式宇宙機用のロケット-ラムジェット複合サイクルエンジンの作動条件について検討を行った。このエンジンはエジェクタージェットモード、ラムジェットモード、スクラムジェットモード、そしてロケットモードで構成される。エンジン作動特性について、解析的に検討を行なった。有効比推力についての検討から、超音速域では高比推力での作動が望ましく、極超音速域では推力の増強が必要であることが明らかとなった。これらの結果を、宇宙機の飛行シミュレーションによって検討した。比推力と推力の組合せを変えた幾つかのエンジンを使って、低軌道への運搬質量を比較した。その結果、高比推力のラムジェットモードおよび大推力のスクラムジェットモードによってより多くの質量を運べることがわかった。その他、低亜音速域では、エジェクタージェットモードの推力増強効果は小さく、マッハ数の増加と共にその効果は増加することもわかった。
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