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大気吸込式レーザー推進機の吸気バルブシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J00203
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

嶋村 耕平  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードレーザー / プラズマ / 圧力測定 / 衝撃波 / 宇宙推進器
研究概要

大気吸い込み式レーザー推進器における一連のエンジンサイクルの中で、吸気不足による推進効率の低下は、推進器打ち上げにおける主要な問題の一つである。この推進器におけるエンジンサイクル改善を目的とし、ガソリンエンジンなどで利用されているリードバルブをレーザー推進器用に開発することを本研究では行ってきた。本年度は、レーザー推進器におけるリードバルブ開発の第一段階として、推進器内部での圧力変化や衝撃波の伝播を調べるために、可視化実験及び圧力測定を行った。可視化実験においてはレーザープラズマ及び衝撃波を100万分の1秒単位で計測し、その伝播特性を詳細に記録することに成功した。この結果から、投入エネルギーと最適な推進器の形状が判明し、推力効率の高い推進器を設計する指針を得た。一方で可視化実験と同程度の計測精度を持つピエゾ素子型圧力測定器を利用し、推進器内部の圧力測定に成功した。その結果、推進器内部での推力に寄与しない負圧部分の時間が判明し、リードバルブの作動周波数を特定することが可能となった。
大気吸い込み式レーザー推進器における推力低下の改善においては、過去にリードバルブを利用した施策は過去に例がなく、また設計指針やその改善について研究がなされず本研究はその点において重要な成果を挙げた。またこれらの結果は、レーザー推進器だけでなく、高周波マイクロ波を利用した推進器など様々な先進的な大気吸い込み式推進器に利用することが可能な研究成果である。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(1件)
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Precursor ionization and propagation velocity of a laser-absorption wave in 1.053 and 10.6 Mm wavelengths laser radiation2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, K. Komurasaki ; J. A. Ofosu, H. Koizumi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: (印刷中)(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] レーザー誘起プラズマにより生成する衝撃波を利用した宇宙推進器の研究2014

    • 著者名/発表者名
      嶋村耕平
    • 学会等名
      第17回 若手科学者によるプラズマ研究会
    • 発表場所
      茨城県東海村日本原子力研究機構
    • 年月日
      2014-03-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 1次元ユゴニオ解析によるレーザーデトネーションの伝播限界に関する考察2014

    • 著者名/発表者名
      嶋村耕平、オフォスジョセブ、小紫公也、小泉宏之
    • 学会等名
      H25年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川県相模原 青山学院大学
    • 年月日
      2014-03-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Aweak overdriven detonation mode for laser-produced plasma2013

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, K. Komurasaki, J. A. Ofosu, H. Koizumi
    • 学会等名
      IEEE PPPS
    • 発表場所
      アメリカ、サンフランシスコ
    • 年月日
      2013-06-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Radiation structure of laser produced plasma at low Mach number by 2-wavelength Mach-Zehnder interferometer2013

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, K. Komurasaki, J. A. Ofosu, H. Koizumi
    • 学会等名
      IEEE PPPS
    • 発表場所
      アメリカ、サンフランシスコ
    • 年月日
      2013-06-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Influence of the self UV-radiation on the structure of the laser-supported detonation wave2013

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, K. Komurasaki, J. A. Ofosu, H. Koizumi
    • 学会等名
      29th ISTS
    • 発表場所
      愛知県名古屋市名古屋国際会議場
    • 年月日
      2013-06-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] レーザーデトネーションの伝播構造に関する実験的研究2013

    • 著者名/発表者名
      嶋村耕平、オフォスジョセブ、小紫公也、小泉宏之
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第44期年会講演会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2013-04-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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