極超音速ターボエンジン飛行実験用極低温熱交換器の開発と着霜問題

摘要

宇宙航空研究開発機構（JAXA）などを中心として，大気中をマッハ5程度で飛行する極超音速機の研究開発が進められている．極超音速機はコンコルドに代表される超音速機よりさらに高速で飛行することにより，東京ーロサンゼルス間を約2時間で航行することを可能にする．極超音速機の開発における最大の技術課題は空力加熱の問題である．マッハ5で飛行した場合空気全温は約1300Kに達する．推進器であるエンジンにおいてもこの問題は深刻で，通常のジェットエンジンでは十分な性能を発揮することができなくなる．そこで当研究グループではジェットエンジンの圧縮機上流に熱交換器を設け，燃料である液体水素を用いて吸入空気を冷却する予冷ターボエンジンの研究開発を進めてきた．本稿ではプリクーラ（空気予冷却器）と呼ばれる熱交換器の開発について紹介するとともに，このプリクーラの運用時に問題となる冷却管への着霜の問題について紹介する．