2012 Fiscal Year Annual Research Report
電磁力による惑星大気飛行体周りの弱電離プラズマ流の制御技術の確立とその先端的展開
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24246139
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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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, 宇宙科学研究所, 特任教授 (60114849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大津 広敬 龍谷大学, 理工学部, 准教授 (20313934)
山田 和彦 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (20415904)
葛山 浩 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (80435809)
西田 浩之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60545945)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 大気突入飛行体 / 極超音速流れ / 流れの制御 |
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| Research Abstract |
惑星大気を高速で飛行する宇宙機は、地球低軌道からの再突入機や、惑星探査のための大気突入機など様々な応用がある。そのような機体では耐熱構造が必要不可欠であり、その軽量化、確実性の増大など、大幅な改善を必要とする。この研究では、そのような大幅な改善を可能とする、磁気を利用した高温流れの制御技術の解明と確立を目指す。
原理的には、宇宙機回りに磁気を配備 し、その磁気と宇宙機周りの高温弱電離気体流れの干渉を利用するが、適切な磁気の強度、配位に対する知識を獲得する必要があるのみなず、複雑形状を有する宇宙機周りの衝撃波‐衝撃波干渉などを含む複雑流れの適切な制御に積極的に利用する手段についても明らかにすることを目的とする
具体的研究では、流れ場を実飛行環境により近づける工夫を行い、試験模型周りの流れ場の詳細を計測するとともに、抗力や熱伝達についても把握する。また、小型超伝導マグネットも利用して多様な磁界配位の形態を実現できる模型を用いて、最適な磁気シールド効果の可能性を解明する。
今年度は、既設の小型アーク風洞を用いて、試験モデルに加わる抗力（抵抗、揚力等）を計測し、これまで知られていた揚力以外に、それに垂直方向の横力も発生することを確認した。これは、数値解析を通して予想されたものであるが、実験的な確認は今回の成果が初めてである。これにより、飛行体の姿勢制御力としての応用が広がるもとの考える。また、膨張波管（エクスパンションチューブ）による、より飛行環境に近い気流における実験においても、抵抗力の増強効果が確認された。これにより、実飛行環境での応用の目処がついたものと考える。また、飛行実験で必須となる搭載型の強磁場発生装置の開発を進め、この装置の要となる冷却装置開発の目処を付けている。
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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
当初もくろんでいた成果をほぼ達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究推進は、当初の研究計画にしたがって、包括的に進める。特に、飛行実験で必須となる搭載型の強磁場発生装置を開発するとともに、それが小型であることを利用して、大型衝撃風洞での実証試験を実施する。
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