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高エンタルピー気流における吸収分光計測法の確立と原子状酸素源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 04J10857
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 航空宇宙工学
研究機関東京大学

研究代表者

松井 信  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードレーザー吸収分光法 / 高エンタルピー気流 / アーク風洞 / 原子状酸素 / 高感度分光法 / レーザー吸収分光 / 誘導加熱風洞 / 非平衡プラズマ / 衝突・放射モデル
研究概要

本年度の研究成果は以下のとおりである.
1.原子状酸素原としてのアーク風洞の開発
1)タングステンホロカソード型アーク風洞
本風洞ではホロカソードを用いることで酸素を中空の穴から直接放電部に供給することで酸素解離度の向上を狙うものである.その結果,酸素解離度は11%と従来の0.01%より飛躍的に向上したものの,カソードの劣化が激しくまた放電も不安定であり作動時間が10分程度と制限されることがわかった.
2)ジルコニウムロッド型カソードアーク風洞
本風洞ではカソード材としてジルコニウムを用いることで,カソードの酸化損耗を防ぎ,主流のアルゴンと酸素を予混合させることで酸素解離度の向上を狙う.その結果,酸解離度は10%程度と向上し,またカソードの劣化も低く,3時間以上の作動も可能であることがわかった
以上により気流に活性ガスを用いる場合はカソード材としてジルコニウムを用いることが有用であると考えられる.
2.高感度レーザー吸収分光法の開発
衝突・放射モデルの作成には多数の準位の情報が必要であるが,従来のシングルパスレーザー吸収分光法では準安定準位以外の励起準位をターゲットとすることは難しい.そこで気流の両端に高反射ミラーを設置し,共振器を形成することで実効光路長を延ばすことで感度を向上させるキャビティエンハンスト吸収分光法システムを開発した.本年度はまず,光学調整が容易な大気下でのプラズマトーチ気流に対して測定システムを開発し,適用した結果,感度が従来に比べ2桁向上したことがわかった.

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (4件)

  • [雑誌論文] Generation of Atomic Oxygen Flows by an Arcjet Using a Zirconium Hollow Cathode2005

    • 著者名/発表者名
      Makoto Matsui
    • 雑誌名

      Advances in Applied Plasma Science Vol.5

      ページ: 55-60

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Enthalpy Measurement in Inductively Heated Plasma Generator Flow by Laser Absorption Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      Makoto Matsui
    • 雑誌名

      AIAA Journal Vol.43, No.9

      ページ: 2060-2064

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザー吸収分光法を用いた誘導加熱風洞気流診断2005

    • 著者名/発表者名
      松井 信
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会誌 Vol.53, No.619

      ページ: 379-384

    • NAID

      10016766145

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance of arcjet-type atomic-oxygen generator by laser absorption spectroscopy and CFD analysis2004

    • 著者名/発表者名
      Matsui, M., Takayanagi, H., Oda, Y., Komurasaki, K., Arakawa, Y.
    • 雑誌名

      Vacuum 73

      ページ: 314-346

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2024-03-26  

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