2019 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of Flight Technique for Next Generation Rocket Driven by an Intense Electromagnetic Beam
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17K14872
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 聖幸 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00794067)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ビーム推進 / 衝撃波 / プラズマ / 力積計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビーム推進システムは地上から機体に向かって高強度ビームを照射し，燃料を搭載せずにペイロードを宇宙空間へと輸送する事で輸送コストを削減する打ち上げシステムである．ビーム推進機の安定飛行を維持する為には，照射ビームに横方向及び角度方向オフセットが存在する際，それぞれのオフセットに対する復元力を発生させる必要があるが，従来機体では角度方向復元力は獲得出来ない．従って本研究では，センタリング復元力に加えてチルト復元力を獲得可能な新しいビーム推進機を提案し，数値流体力学計算を実施する事で性能を評価した．数値流体力学計算によると，角度方向オフセットを持たせてビームを照射した場合，放物ミラーによって斜めに反射されたビームより大気絶縁破壊が誘起され，プラズマ及び衝撃波を駆動し，角度方向復元力を獲得出来る事が示された．またビーム照射系及び機体を製作して放電実験を実施し，高速度カメラ，ナイフエッジ，及びシュリーレンレンズを使用して流体場のシュリーレン撮影を実施した所，ビーム照射によって誘起される衝撃波を捉える事が出来た．ばね，ベアリング，及び支持棒を組み合わせた横方向力積・角力積計測装置を構築し，ビーム推進機が獲得出来る力積を調査した所，センタリング復元力と角度方向復元力を獲得する事が出来，提案機体により飛行安定性改善が可能である事が示された．また機体後部に新たに放物面ミラーを設置する事で集光点でのビーム強度を高め，従来機体と比較しておよそ 3 倍の軸方向力積を獲得出来る事が示された．この提案機体を確立出来れば，ビーム推進機によるペイロード輸送効率を改善可能である．
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Research Products
(25 results)
