2021 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of Flow Control Device for Achieving Low-boom and High-lift Supersonic Aircraft
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20K14947
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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) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ビーム誘起プラズマ / ビーム誘起衝撃波 / 電子衝突電離 / 結合性電離 / 熱電離 / フリーフライト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビーム誘起衝撃波を利用して航空宇宙デバイス周りの流体場を変化させ，航空宇宙デバイスの性能を駆動させる試みとして，照射ビームとプラズマの相互作用，輻射過程を加味した加熱，詳細化学反応過程による重粒子加熱過程を加味した数値モデルを作成し，ビーム照射時に形成されるプラズマ及び衝撃波構造を調査した．照射ビーム強度を下げていくと，支配的な電子生成過程が電子衝突電離から結合性電離，熱電離へと遷移していくことが世界で初めて明らかとなり，それに伴ってプラズマ構造と衝撃波伝搬速度も変化した．加えてビーム誘起衝撃波が実際に流体機器にどのように作用して力を与えるかを評価すべく，実際に航空宇宙機模型を作成してビーム照射を行い，模型周りに形成される電磁場分布をプローブ，吸収体及び赤外線カメラを用いて計測した．機体形状を適切に設計することでビーム誘起プラズマを生成可能な高強度電場を形成可能であるという事が分かり，照射ビームエネルギーを増大させて実際に気体ブレイクダウンを引き起こし，衝撃波を誘起して飛翔体に作用させた．この衝撃波-機体相互作用によって獲得出来る三自由度の力を振り子型天秤を用いて計測したところ，飛翔体の飛行性能を改善可能である事が示された．その後，繰り返しパルス照射を前提としたフリーフライト模型と機体マウントステージを作成して繰り返しパルス照射を行い，ビーム照射によって飛翔体の飛行性能が改善され，フリーフライトが可能となる事を示した．
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Research Products
(25 results)
