2022 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of interference physics and optimization of interference anode-layer cluster using racetrack-shaped heads
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22H01679
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
宮坂 武志 岐阜大学, 工学部, 教授 (60303666)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朝原 誠 岐阜大学, 工学部, 准教授 (40633045)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 推進・エンジン / 電気推進 / ロケット / 航空宇宙流体力学 / プラズマ計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トリプルプローブ、イオンプローブ、エミッシブプローブから構成される高速掃引プローブシステムを構築し、キセノンを推進剤とした場合のレーストラック形状ヘッド２基による干渉効果実験評価と単体作動によるレーストラック形状特有のプルーム形状特性の評価を実施した。またFull-PIC法による数値解析により、レーストラック形状ヘッド内部の解析による性能向上指針の導出および周方向の非一様性が及ぼす電子特性への影響についての評価、干渉場解析コードの開発を進めた。
その結果、レーストラック形状の半円部と直線部とのプルーム特性の比較によりレーストラック形状効果がプルーム、特にイオン流束分布に影響を及ぼしていることを明らかにした。また、主に数値解析結果により電子特性の周方向の非一様性が存在する可能性を指摘し、そのことがプルームへの影響として現れる可能性を示した。この結果は２基作動時において単に円環上ヘッドよりも強干渉場が得られるだけでない効果が表れることを示唆しており、２基作動評価時の条件設定だけでなく、この効果を陽的に取り入れることによる性能向上の可能性を示している。
また、ヘッド内数値解析により陽極形状が推進性能に及ぼす影響を予測し、実験に適用するなど性能向上化の検討を開始した。
２基作動評価ではレーストラック形状を用いることで、磁場の印加方向の組み合わせが放電特性、推進性能に及ぼす影響をより明確に得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
プルーム測定については高速掃引装置がデータを得られるところまできた。また、当初想定していなかった非一様性についても実験、解析の両面から評価することができた。コロナ感染等で多くの条件下での測定はできなかったが、おおむね順調に進展している
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度構築した高速掃引プルーム測定システムを改良し測定、また、構築中のプルーム干渉場の解析コード開発を完了し評価することで、プルーム干渉場の基本的な電子特性への影響を明らかにする。
また、ヘッドの熱対策等を実施し、長時間の作動を可能にし、より幅広い条件下での測定を行い、性能向上指針の基本的な方向性を探る
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