GG短秒時燃焼試験（動画）

GG-ATRエンジン　ターボ軸系(Rotor System)

研究の目的と手法

革新的基盤技術の飛行実証を達成を目指し
離陸から着陸まで，GG-ATRエンジンの安定作動を実現する．

GG-ATRエンジン ターボ軸系は高速回転機械であり，大きなエネルギーをもって作動する．
安定作動には大きな軸振動を発生させずに，軸受が正常に作動することが重要となる．

エンジン作動試験と解析の両面から研究開発を進めている．

GG-ATRエンジンターボ軸系に関する研究のこれまでとこれから

GG-ATRエンジン　ターボ翼素系

研究目的

本研究は本学で研究開発が行われている小型無人超音速機「オオワシⅡ」の推進エンジンとして採用された， Gas Generator cycle Air Turbo Ramjet Engine (GG-ATR)の圧縮機及びタービンの性能把握・向上を目的としています．このエンジンはすでに設計及び製造が行われ，現在窒素ガスなどを用いた実験による性能評価に 取り組んでいます．その試験結果から様々な課題を見つけ出し，解明・解決に当たっています．

研究内容

1. タービンや圧縮機の流力性能向上に関する研究

これまで行われてきた実験結果と設計の段階で行うCFDの結果を比較することで，要求された性能を満たしているのか，想定していない損失・現象が発生していないかなどを考察しています．実験結果から，性能に大きなばらつきが発生する原因を究明したり，CFDにより回転しているインペラの内部流れを調べたりしています．

2. エンジン内部の内部循環流れに関する研究

エンジンの内部には数多くのパーツが存在しており，それらを高温のガスから保護するように空気の流れを設計しています．それが設計どおりに機能しているかを明らかにするためには，エンジン内部の極めて小さな空間の圧力や温度を測る必要があります．しかしながら，センサ等が設置できないような各部の空間の圧力や温度を，循環流れシステムの解析モデルを構築して，エンジン内部流れの最適化を図っています．

二重反転ファン(Counter Rotating Fan)

研究内容

航空機用ジェットエンジンの主要構成要素のひとつに軸流圧縮機がある．
この軸流圧縮機に二重反転ファンを応用し，航空機の燃費を向上させることを目的として研究をおこなっている．

二重反転ファンとは

二重反転ファンは2段のファンを互いに反対方向に回転させ，大きな仕事や圧力比を得る技術である． 一般的な軸流圧縮機と比べて，回転数を高くすると性能が低下しやすいというデメリットがあるため，この課題の改善を目指して研究をおこなっている．

研究手法

二重反転ファンの研究は，『実験』と『CFD解析』を実施する．実験では二重反転ファンの圧力比や効率などのデータを取得し，CFD解析では内部流れの状態を可視化する．

実験装置の駆動電源としてLi-Poバッテリを使用し
駆動力としてブラシレスモータを使用している．

CFD解析

二重反転ファンを駆動した場合，
色のついた線に沿って空気が流れると予測される.
なお，線の色は空気の流れの速さを表しており，より赤色に近いほど速い

流れの可視化

二重反転ファンを含む回転機械の性能を低下させる損失のひとつに『渦』の発生がある．
CFD解析の結果をもとに，ファンのどのあたりにどのような渦が発生しているか可視化し，調べることが性能低下を改善するための糸口となる．

二重反転ファンの後段のファンに発生する渦を可視化している．
色のついた領域が渦の核であり，その色は渦の巻き方向を表す
赤色が流れに対して右ねじ方向，青色が逆方向である．