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マイクロ波放電型イオンエンジンの磁場制御による性能変化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K06896
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関西日本工業大学

研究代表者

鷹尾 良行  西日本工業大学, 工学部, 教授 (60206711)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードマイクロ波放電 / イオンエンジン / 磁場可変型 / 宇宙電気推進 / 航空宇宙工学 / 推進・エンジン / 磁場可変
研究成果の概要

マイクロ波放電型イオンエンジンでは,永久磁石によって背景磁場を形成した放電室内にマイクロ波を導入し,電子サイクロトロン共鳴を用いてプラズマを生成する.このプラズマ形状は,放電室内の磁場形状で決定され,イオンエンジンの性能決定の主要因である.本研究では,5cm級イオンエンジンの円筒型放電室内の背景磁界を,固定磁石に加えて軸方向と半径方向に移動可能な6個の可動磁石を用いて変化させる,2次元背景磁場可変型イオンエンジンを開発した.更に本エンジンを用いて,背景磁場の変化に対するイオンエンジンの性能変化データを得ることが出来た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロ波放電型イオンエンジンはJAXA(ISAS)が開発した世界的にユニークな電気推進機であり,「はやぶさ」でその優秀さを証明した.そこで今後,日本で様々なスケールのエンジンの新開発が予想される.本研究成果は,このタイプのイオンエンジンの放電室内プラズマの形状を制御する研究であり,エンジンサイズの変更や推力可変型のイオンエンジン開発の基礎データとなる.また,プラズマ生成に熱陰極を使用しないので,寿命や不純物混入の問題を低減出来,様々な分野でのイオン源開発にプラズマ工学的な新しい知見を与えるものである.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Development of Microwave Discharge Ion Engine with Magnetic Field Arranged by Mover Permanent Magnets to Axial and Radial Directions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Takao, Ranma Kitou, Ryuuya Tujimoto, Ryuuji Isayama and Rakuraku Kyo
    • 雑誌名

      Advances in applied plasma science

      巻: 12 ページ: 70-70

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of Microwave Discharge Ion Engine of Variable Magnetic Field Type with Moving Permanent Magnets to Axial and Radial Directions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki TAKAO, Ranma KITOU, Ryuya TUJIMOTO
    • 学会等名
      Joint Symposium: The 32nd International Symposium on Space Technology and Science, and The 9th Nano-Satellite Symposium, Fukui, Japan, June 15-21, 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Microwave Discharge Ion Engine with Magnetic Field Arranged by Mover Permanent Magnets to Axial and Radial Directions2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki TAKAO, Ranma KITOU, Ryuya TUJIMOTO, Ryuji ISAYAMA, Rakuraku KYO
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Applied Plasma Science, Yamanashi, Japan, September 24- 28 , 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of Microwave Discharge Ion Engine Having Magnetic Field ControI Mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki TAKAO, Ranma KITOU, Ryuuya TUJIMOTO, Yuuki INOGUCHI, Koutaro KUMANO
    • 学会等名
      The 26th Annual Meeting of IAPS/ The 12th International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials, Okinawa, March 8- 11, 2019.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 直行移動磁石による背景磁場可変型イオンエンジンの開発2018

    • 著者名/発表者名
      木藤蘭真,辻本龍弥、鷹尾良行
    • 学会等名
      第62回宇宙科学連合技術連合講演会、日本航空宇宙学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Microwave discharge Ion Engine of Variable Magnetic Field Type with Mover Permanent Magnets2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki TAKAO, Yuki MOTOKAWA, Keita NASU
    • 学会等名
      The 25th Annual Meeting of IAPS/ The 11th International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials, Hanoi, March 9- 12, 2018.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Magnetic Field Configuration in an Ion Engine of Variable Magnetic Field Type2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki TAKAO, Shinichiro TAKASAKI and Yuuki NAKAMINE
    • 学会等名
      The 24th Annual Meeting of IAPS / The 10th International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials, Hanoi, March 10~13, 2017.
    • 発表場所
      ハノイ、ベトナム
    • 年月日
      2017-03-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance of Variable Magnetic Field Ion Engine of Microwave Discharge Type2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki TAKAO, Yuki MOTOKAWA, Kaka HAKU
    • 学会等名
      The 31th International Symposium on Space Technology and Science, Ehime Matsuyama, Japan, July 3-9, 2017.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Microwave Discharge Ion Engine with Biaxial Movable Magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki TAKAO, Yuki MOTOKAWA, Keita NASU
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Applied Plasma Science, WARSAW, POLAND, September 11- 25 , 2017.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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