国立大学法人 筑波大学
大学院システム情報工学研究科
構造エネルギー工学専攻
笠原研究室 (Kasahara Lab.)

笠原研究室ではデトネーション波(爆轟波)を利用した、航空宇宙用・発電用エンジン(パルスデトネーションエンジン,PDE)の開発研究を行っている。

パルスデトネーションロケット(PDR)の研究 (筑波大学−JAXA/IAT−IHIエアロスペース共同研究)

航空宇宙推進機としてパルスデトネーションロケット(PDR)の研究をしています。過去、PDRのシステム実証、滑走試験を行ってきました。  現在、自律作動バルブの開発を行っています。この自律作動バルブを用いた燃焼試験に世界で初めて成功しました。飛行実証試験を目指します。

空気吸い込み式 パルスデトネーションエンジンの研究 (筑波大学−IHI(石川島播磨重工業)共同研究)

空気を吸い込むジェットエンジンとしてのパルスデトネーションエンジンの研究を行っています。

PDE特有の部分充填推力増大効果に関する研究 (筑波大学−CALTECH−JAXA/ISAS共同研究)

大気圧下や真空下でのパルスデトネーションエンジンの精密な推力計測を行っています。

PDTE試験用 間欠作動衝撃波管の開発 (筑波大学−JAXA/IAT共同研究)

パルスデトネーションで生成した高圧ガスをタービンに噴射し、軸出力を取り出す研究を行っています。パルスデトネーションタービンエンジン及び、間欠作動の衝撃波管の開発を行っています。

デトネーション駆動衝撃波に関する研究

デトネーション管は容易に衝撃波を生成することができます。デトネーション管によって生成される衝撃波を利用する研究を行っています。様々な応用先が検討されています。
(写真左)衝撃波の可視化写真 (右)屋外における衝撃波の観測実験

PDEにおける壁面推力損失の解析

PDE作動時にデトネーション波後面では高温かつ高速な燃焼ガスが生成されます。そのため管壁面における熱伝達によるエネルギー損失および摩擦による運動量損失は無視できず、結果として推力が減少します。本研究では、実験および数値解析を用いて定量的に評価することで、推力損失の現象解明を行っています。