연소기의 설계 제작에 있어서는, 간이 해석법과 부분적인 CFD 해석을 실시해, 점화·연소 특성의 파악에 있어서는, 20개 배치되는 연료 분사기의 1개분만큼 잘라 모의 한 단관연소 시험 모형을 제작해 시험했습니다.그림 4에 단관연소 시험 모형의 사진을 나타냅니다.이 시험의 결과를 반영해, 최종적인 설계를 실시했습니다.완성한 연소기의 연료 분사기를 그림 5에 나타냅니다.
그림 4：단관연소 시험 모형
도 5：연소기의 연료 분사기
연소기의 연소 시험은, JAXA 쵸후 항공 우주 센터의고온 고압 연소 시험 설비를 이용하고, 입구 조건을 각 비행 조건에 적합한 온도·압력이 되도록(듯이) 조정해 실시했습니다.가압 조건하에서의 시험이므로, 하류까지 포함해 그림 6과 같이 연소기를 케이싱·덕트내에 넣고 시험을 실시했습니다.시험은, 지상 정지 상태로부터 마하 6 비행 조건까지 실시해, 시험을 실시한 모든 조건하에서, 열구조적인 문제를 일으키지 않고 양호한 연소 성능을 얻을 수 있는 것을 확인했습니다.역류 연소기는, 측방으로부터의 가시화가 곤란한 형태이므로, 그림 7에 나타내는 연소기 출구 후방부의 가시화 화상과 온도·압력의 계측 항목을 확인하면서 시험을 진행시켰습니다.또, 라이너면에 감온 도료를 도포해, 시험 종료후에 색변화를 확인했습니다.그림 8에는, 시험전과 시험 후의 연소기 벽면 사진을 나타냅니다.이 색변화의 관찰 결과로부터도, 벽면의 냉각이 적절히 기능해, 열구조적인 문제가 없는 것이 확인되었습니다.
도 6：연소기의 연소 시험
도 7：연소기 출구 후방부의 가시화 화상
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燃焼器の設計製作に当たっては、簡易解析法と部分的なCFD解析を実施し、点火・燃焼特性の把握に当たっては、20個配置される燃料噴射器の1個分だけ切り出して模擬した単管燃焼試験模型を製作し試験しました。図4に単管燃焼試験模型の写真を示します。この試験の結果を反映し、最終的な設計を行いました。完成した燃焼器の燃料噴射器を図5に示します。
図4：単管燃焼試験模型
図5：燃焼器の燃料噴射器
燃焼器の燃焼試験は、JAXA調布航空宇宙センターの高温高圧燃焼試験設備を利用して、入口条件を各飛行条件に適合した温度・圧力となるように調整して実施しました。加圧条件下での試験なので、下流まで含めて図6のように燃焼器をケーシング・ダクト内に収めて試験を行いました。試験は、地上静止状態からマッハ6飛行条件まで行い、試験を行った全ての条件下で、熱構造的な問題を生じず良好な燃焼性能が得られることを確認しました。逆流燃焼器は、側方からの可視化が困難な形態なので、図7に示すような燃焼器出口後方部の可視化画像と、温度・圧力の計測項目を確認しながら試験を進めました。また、ライナー面に感温塗料を塗布し、試験終了後に色変化を確認しました。図8には、試験前と試験後の燃焼器壁面写真を示します。この色変化の観察結果からも、壁面の冷却が適切に機能し、熱構造的な問題がないことが確認されました。
図6：燃焼器の燃焼試験
図7：燃焼器出口後方部の可視化画像
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