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パルスジェットの周波数 その1

 学生が作ったパルスジェットエンジンが目の前で回って、面白いなぁと思っています。上手く自律運転に入ると、2サイクルエンジン独特の心地よい音がしてきます。音、というとついつい周波数はどのくらいなのか・・・などということが気なってきます。簡単に周波数解析などをやってみると、なかなか面白い。
 本日は、その1としてYouTubeにあった、パイプの長さと周波数が画面に明記されているこちらの動画の音声を取り出して解析してみます。

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パイプの中、スパークプラグまでの長さが165mmと表示されているこちらのミニパルスジェットエンジン。

165mm

 画面上では1020Hzと表示されています。これを「SPEANA」というフリーソフトで解析してみました。 Small1 倍音が3本出ています。Peakは2倍音(2078Hz)をとらえています。1039Hzの2倍音・3倍音と見ることができます。大体良い線でしょう。

125mm

 次に、125mmに短くしたものでは、

Small3 1217Hzとその倍音が出てきています。

パイプの長さが短くなると、周波数が上がる。そうなるとすぐに思い浮かぶのが笛です。笛はリードやエッジでの振動を管の長さを変えることでその高さ(周波数)を変えています。

 次の図は「絵とき 超音波技術 基礎のきそ」の挿絵ですが、閉じた管では管の長さが1/4波長になります。そこから計算すると音速は600m/s台になります。燃焼ガスの温度からするといい線になりそうです。

Edgetone

 笛になっているとしたら、管の中では定在波になっていることになります。波の位相が動かないということです。

 このあたりが、パルスジェットの条件が整うことによる結果なのか、圧縮機を持たないパルスジェットの圧縮メカニズムに関係しているのか、今の私の知識ではわかりません。ただ、パルスジェットの動作を見るとき周波数分析は有力なツールになるとはいえそうです。

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