2004 Fiscal Year Annual Research Report
電磁力による再突入飛行体周りの弱電離プラズマ流の制御と空力加熱の制御
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15206093
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
安部 隆士 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙輸送工学研究系, 教授 (60114849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
船木 一幸 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙輸送工学研究系, 助教授 (50311171)
大津 広敬 静岡大学, 工学部, 助手 (20313934)
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| Keywords | 空力加熱 / プラズマ流 / 電磁流体 / 再突入 / 宇宙往還機 |
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| Research Abstract |
弱電離プラズマ流中の磁化された物体周りの温度計測を行った。計測として、発光分光法による電子温度および、吸収分光法による並進温度の計測を行った。電子温度、並進温度の空間プロファイルは両者の間でよい相関を示し、特にそのプロファイルから、衝撃波の位置など、流れの構造が明瞭に把握可能である。電子温度、並進温度の空間プロファイルは、ともに、磁場の強さに依存し、プロファイルの磁場による変化は、磁場の強度と合理的相関があることが判明した。即ち、磁場の効果により、衝撃波の位置は、磁場の強度に依存して物体からより離れることになる。このような傾向は、理論的に予想されたものと一致しており、理論の裏付けとなるものである。次年度は、この効果をさらに強めることを模索して、物体の形状効果、磁界の強さ依存性について検討を進める。
この効果の実飛行環境での把握を目的として、実験的研究に併行して、シュミレーション法の開発を行った。実飛行環境下では、従来の解析では考慮されていない、ホール効果が重要であることが判明しており、ホール効果が反映されるシミュレーション法の構築を行った。予備的な検討では、ホール効果を反映したシミュレーションにおいても、実飛行環境下で、磁界の効果による空力加熱量の低減が25%程度見込まれることが判明しており、次年度以降、詳細な検討を加えることにする。実験状態の再現を目指したアルゴンプラズマ流のシミュレーションの開発を進めており、次年度、実験との比較検討を進める。
本年度の成果の一部は、米国航空宇宙学会を含む数カ所における国際会議において、発表されている。
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