起爆実験用パルスデトネーションエンジンは、主にデトネーション管と、これに垂直に設置したプレデトネータから構成されています。 デトネーション管内には燃料(ガソリン)と空気の混合気が、プレデトネータには非常にデトネーションを起こしやすい燃料(ガソリン)と酸素の混合気が充填されます。 この状態でプレデトネータの点火プラグによって点火すると、プレデトネータ内の点火プラグに近い位置からガソリン・酸素混合気のデトネーションが発生します。 プレデトネータ内で発生したデトネーションはデトネーション管内に伝播し、簡単にはデトネーションにならないガソリンと空気の混合気を一気にデトネーションにします。
デトネーションの起爆は、プレデトネータとプレデトネータ近傍のデトネーション管形状に強く影響を受けるため、この部分の形状を容易に変更できるよう装置が工夫されています。
デトネーション管内のデトネーション起爆の様子は、圧力や火炎の伝播速度の測定、すす膜記録などの方法によって調べられています。 パルスデトネーションエンジンに作用する推力はワイヤーでエンジン本体を宙吊りにし、弾道振子法によって測定します。
図１ 起爆実験用パルスデトネーションエンジン
図２ 起爆実験用パルスデトネーションエンジン外観
実験結果
１．パルスデトネーションエンジンの推力測定および多サイクル運転試験
パルスデトネーションエンジンの推力を測定する場合には、消音機を使うことができませんので、大音響を伴う爆発音とともに火炎が噴出します。
図３ 推力測定時のパルスデトネーションエンジン
２．すす膜記録によるデトネーション起爆状態の測定
デトネーション管内にすす膜記録板を設置し、デトネーション管内でどのようにデトネーションが起爆されているかや、起爆部の形状の影響を調べます。 図５はすす膜記録の例です。 すす膜上に記録された線の様子から、どの位置で爆発が起こり、デトネーションが開始したかを推定することができます。
