• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

誘導結合型プラズマを応用した低圧環境下におけるレーザー推進

研究課題

研究課題/領域番号 16656263
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関東京大学

研究代表者

荒川 義博  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50134490)

研究分担者 小泉 宏之  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40361505)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2005年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードレーザー推進 / 誘導結合プラズマ / レーザー支持プラズマ / 大気吸い込み式ロケット / 中和器 / イオンビーム源 / 誘導結合型プラズマ / 大気吸込み式ロケット
研究概要

連続発振のレーザーをエネルギー源とするレーザー推進は,プラズマ推進機と異なり電源を搭載する必要がないため,電力-重量比を極めて小さくできることに加え,大きな推力密度が期待される推進システムである.このような特徴から,軌道間輸送ミッションや,地球や惑星の大気を利用した推進ミッションなどへの応用が期待される.このレーザー推進の実現のためには,レーザーからのエネルギーを効率よく作動流体に与え,いかに高いエンタルピーの流れを達成できるかが鍵となっている.
本年度は,平成十六年度に確立されたレーザープラズマと誘導結合型プラズマの安定化手法を用いて,旋回流の導入がエネルギー変換効率に与える影響について調べた.ソニックフロー法およびレーザー吸収分光法を用いた測定の結果,以下のことがわかった.
・旋回流の流量割合が少ないほど,誘導結合型プラズマがより下流に生成され,気流のエンタルピーが高まる.
・旋回流の導入割合を少なくすることで,気流中心のエンタルピーが30%程度増加する.この結果,最大2MJ/kgのエンタルピー流を得た.
・高エネルギーレーザーを誘導結合型プラズマに応用することで,プラズマ生成条件が拡大しエネルギー変換効率が高められる.
また,本研究で得た誘導結合型プラズマ生成技術をイオンビーム源の中和器として応用する実験を行った.イオンビーム中和器は,プラズマ推進機への応用のほか,各種プラズマプロセッシング技術に不可欠なものとして,その開発が産業界から期待と需要が高まっている.無電極放電である誘導結合型プラズマを用いる事により,クリーンかつ高い寿命を誇る中和器の開発が可能となる.実験の結果,従来に比べ電子生成コスト,推進剤利用効率が高い中和器の開発を実証した.

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2006

すべて 雑誌論文 (2件)

  • [雑誌論文] CWレーザー推進におけるエネルギー変換過程2006

    • 著者名/発表者名
      井上孝祐, 上原 進, 小紫公也, 荒川義博
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集 54・627

    • NAID

      10017625651

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Swirl Flow on an Atmospheric Inductively Coupled Plasma Supersonic Jet2006

    • 著者名/発表者名
      T.Inoue, M.Matsui, H.Takayanagi, K.Komurasaki, Y.Arakawa
    • 雑誌名

      Vacuum to be published

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi