断面形状の違いが往還機形状の空力特性におよぼす影響に関する研究

研究申込者

谷　泰寛　（九州大学）

研究要旨

　宇宙輸送システム開発において、コスト削減、信頼性・安全性を向上するためには、高 い空力性能を得ることが重要課題の一つである。しかし、機体は超高速から低速まで非常 に幅広い速度領域を通過するため、単一の機体形状に対して各飛行速度で最適に設計する 事は困難である。そのため機体形状に依存せず、付加的に空力性能を向上させる方策が必 要である。そこで、本研究では現在運用されているスペースシャトルに代表される Wing-body 型の宇宙往還機形状に対し、Active flow control を適用し、空力性能向上を試み る。
宇宙往還機の着陸可能な滑走路候補地の増大とabort 時などの帰還能力の向上のためには、 亜音速域から超音速域までのクロスレンジ、ダウンレンジを広げる必要があり、機体の揚 抗比を増やす事が重要となる。そこで本研究では宇宙往還機模型から発生する剥離渦に対 し、渦の外周に沿って噴射を行う事で渦を強化し、機体の揚力係数への影響をみる。今回 の実験では亜音速から遷音速までの速度領域（M=0.3、0.9、1.3）で行った。その結果、M=0.9、 1.3 ではあまり良い揚力係数と揚抗比の改善は見られなかったが、図3 に示すようにM=0.3、 迎角25 度では噴射によって揚力係数が噴射なしに比べ4％程度向上し、噴射効率も3.6 と なり噴射が渦に及ぼす効果での揚力特性改善が見られた。なお噴射効率とは揚力と噴射運 動量に対する比であり、この値が1 以上であれば噴射自体を推力として使用するよりも良 い効率となる（図4 参照）。

Key words

RLV, Aerodynamics, separation vortex, jet, active flow control

2009年度の研究成果

利用期間

平成21年11月24日 〜 平成21年11月27日