2020 Fiscal Year Research-status Report
Conceptual design research of electric aircraft systems using plasma jet propulsion
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19K22014
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
森 浩一 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90375121)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | プラズマ / 電気飛行機 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度は、実験装置の整備を行い、連続的な希薄超音速気流の生成を実現し、この中で定常的なプラズマ生成実験を行える体制を整えた。令和元年度までは、間欠的（瞬間的）な気流生成しかできなかったので、プラズマの維持、ならびに、定常的な特性を調査する体制を実現できていなかった。
実験研究の成果としては、超音速噴流を含む希薄窒素雰囲気中（圧力１０-100Pa程度）において、高周波放電（13.6MHz,100W）によってプラズマを定常的に生成することに成功した。このように、壁面上でない自由空間の超音速気流中における定常的なプラズマの生成は、我々の知る限り初めての成果である。さらに、超音速気流中に生成されたプラズマの様子を可視化した結果、超音速気流中の衝撃波における発光が強い生じていることから、衝撃波近傍における電離の促進されていることがわかった。今後、定量的な計測により、プラズマの特性ならびに、プラズマ生成に伴う超音速流れへの影響を、定量的に評価する計画であり、令和２年度中に、定量計測手法の準備、ならびに、予備実験を行った。計測方法としてはピトー法によって流れ場における全圧の変化を計測する。さらに、プラズマ諸量の計測を行うために、静電プローブ計測を試みている。前者に関しては、プラズマ生成前の超音速気流の計測は実現できているが、プラズマを生成させた時の電磁ノイズがセンサーの信号を侵害しており、プラズマを伴う気流における圧力計測は未達成である。静電プローブに関しても、電磁ノイズ対策が未だ不十分で、未達成である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
定量計測に関しては、令和2年度内に、ピトー測定による流れ計測については達成し、方法に関してもある程度完成したが、プラズマの静電プローブ計測に関しては、準備が遅れている。
また、推進システムに関する評価研究については、まだ十分に行われておらず、令和3年度中に実施する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
静電プローブを用いたプラズマの定量計測に関しては、何人かの専門家にノウハウを教えていただいている段階。また、ハードルの高い高周波放電の前に、グロー放電による予備計測を実施することで、方法に習熟する予定である。
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| Causes of Carryover |
実験装置の整備に使用する予定であったが、コロナ禍によって実験装置の整備が十分に行えなかったため、次年度に後ろ倒しすることにした。
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