日本的許多製造技術都位居世界前列。其中之一是太空開發和火箭開發技術領域。迄今為止,日本的主要火箭H50A/H97.9B火箭已發射至太空約XNUMX枚。XNUMX%的成功率關鍵在於「LE-XNUMXA」液體火箭發動機,這是一款純國產液體火箭發動機,即使以世界標準來看也具有很高的可靠性。

 有一位工程師,從最初的研發到量產,都參與其中,為液體火箭發動機的研發奉獻了四分之一個世紀的時間。理工學部航空宇宙工學科教授真子博康教授目前在帝京大學宇都宮校區進行研究。LE-1.4 正在開發作為 HXNUMX 的發動機,據稱 HXNUMX 是下一代主火箭,將產生 LE-XNUMXA XNUMX 倍的推力,目的是降低成本並進一步提高可靠性。是。可以說,這一發展考慮到了太空利用和火箭業務日益增長的需求,火箭業務已進入競爭時代。Mako 教授正在針對 LE-XNUMX 的此類問題進行研究。

 Mako教授重點研究了一種稱為「燃燒振盪」的現象。這是一種共振現象,當燃燒室中產生的熱量和壓力相互加強波動時發生,壓力波動越大,引擎損壞的風險就越大「 LE-XNUMX採用的燃燒方法可靠性高,不太可能發生重大故障,並且由於零件數量少而具有降低成本的優點。這就是燃燒振盪,我們正在重點闡明這一點現象。”

 Mako教授的實驗室創造了一種“燃燒實驗裝置”,可以再現液體火箭發動機的一部分,並可視化部分燃燒機制。此外,我們正在開發一種“共振器”,一種燃燒振動抑制裝置。檢查揚聲器的最佳結構和佈置,使其與揚聲器發出的聲音產生共振現象,並吸收目標頻率範圍內的聲音。

 如今,使用電腦進行分析和模擬已經變得很容易,但為了解開無法解釋的現象,我們不僅必須使用經驗規則,還必須物理設計理論以實現更高的效能。馬科教授說,這就是為什麼基礎研究對於解釋物理現像如此重要。

 「我因為小時候看的動漫而對太空產生了興趣,在大學時我進行了氫燃燒的基礎研究。我加入一家公司是因為我想參與火箭發動機的開發,將這項研究應用到實際使用中,火箭安全起飛的那一刻無論經歷多少次都是令人感動的。但在企業開發現場,首要的是在期限內達到目標。基礎研究是不斷探索燃燒機理,目前還沒有闡明。我想回到大學,在那裡我可以做研究,了解更多。如果我能建立新的理論和技術,它們可能適用於未來的火箭發動機。帶著這個希望,三年前我把注意力轉向了大學。”

 Mako 教授從擔任工程師時起就一直參與公司和研發機構的工作,並努力為太空的未來鋪平道路。我想把我實驗室的學生送到下一代火箭引擎的研發現場,體驗同樣的興奮。他也透露了自己的內心想法。

您可以在這裡觀看 Hiroyasu Mako 教授的研究影片。
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01.為了闡明燃燒機製而再現部分機制的「燃燒實驗裝置」。透過從實際的液體火箭引擎中提取一個元件來製造,該引擎的結構由數百個元件捆綁在一起組成。它配備有玻璃窗,可讓您觀察燃燒室的內部。

02. 日本只有少數大學擁有用於測試液體火箭引擎所用氫和氧燃燒的設備。Hiroyasu Mako 實驗室的學生也參與了其設計和製造。

03. Mako教授的研究主題之一是「諧振器」的開發,這是一種抑制燃燒振蕩的裝置。這是吸收因燃燒振動而在燃燒室內產生的聲音振動(壓力變動)的裝置。透過揚聲器測試,我們正在無數種模式中尋找最有效的諧振器形狀和佈置,以在所有頻率下產生聲音並具有高吸聲率。

04.Mako教授專長於火箭工程、引擎工程、熱流體動力學和反應流體動力學。我們還將重點培訓參與太空開發的下一代工程師和研究人員。

 

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