【研究分野】航空宇宙工学

【研究領域課題番号】16H04586 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ジェットエンジン / バイオ燃料 / 環境 / 粒子状物質 / 燃焼不安定性 / 液滴燃焼 / ジェット燃料 / 噴霧燃焼 / ケルビン・ヘルムホルツ不安定性 / すす / 希薄燃焼 / 燃焼 / 環境負荷物質 / 高効率化 / エネルギー / 窒素酸化物

【研究成果の概要】

JetA-1およびバイオ合成パラフィンケロシン（Bio-SPK）の一種であるHEFAの燃焼挙動を，液滴燃焼試験およびRQL燃焼器などに使用されるダブルスワールバーナを用いて大気圧環境，高温高圧環境，実燃焼器環境において調べた．圧力測定と化学発光画像ベース診断手法を用いて，ジェットエンジン燃焼メカニズムを明らかにした．ジェット燃料とHEFAの燃焼挙動の違いを液滴径測定，燃焼速度測定により明らかにした．
実燃焼試験を用いた排気サンプリング試験においては，HEFAおよびジェット燃料において窒素酸化物，一酸化炭素，炭化水素成分の差異はほとんど無かったが，粒子状物質の生成が大幅に抑制されることが示された．

【研究の社会的意義】

航空機において地球温暖化を抑制するためにバイオ合成燃料の使用が考えられる．ジェット燃料の物理性状に近いバイオ合成燃料が混合されて使用されるが，ジェット燃料の組成と比べて方向族化合物などの成分が大きくことがなるため，その燃焼安定性や排気特性が大きく異なる．本研究は実験室環境，高温高圧環境および実用燃焼器環境において航空機に使用される噴射器を使用して燃焼試験を実施した．また，単一液滴に着目した基礎燃焼試験を実施し物性値の影響を調べた．ジェットエンジン燃焼器におけるバイオ合成燃料とジェット燃料の燃焼挙動および排気特性の違いを，燃料性状および化学特性の違いに着目し明らかにした．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)