| 研究課題/領域番号 |
17K14874
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
大塩 裕哉 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (80711233)
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| 研究協力者 |
西田 浩之
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 電気推進 / RFプラズマ / 無電極スラスタ / 進行磁場 / プラズマ加速 / ホローカソード / プローブ計測 / 無電極プラズマ加速 |
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| 研究成果の概要 |
ホローカソードの電位分布計測を種々の動作条件で実施した。非常に低い空間電位を持ち陽極近傍において電子シースが生じる動作モードが存在することが示された。これは、高い流量によりプラズマ不安定性が抑制されたからであると考えらえれる。
進行波磁場印可装置の更なる改良を実施し、高い加速効率が期待できるシステムを構築した。RF放電で形成したプラズマに進行磁場を印可した結果、最大30%を超えるのプラズマ加速が確認され、進行磁場によるプラズマ加速が示された。一方で、進行磁場による電子温度と電子数密度の増加も同時に確認され、電位勾配によるプラズマ加速と圧力増加によるプラズマ加速の割合は今後の課題である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究でのホローカソードプルームの計測により、プラズマ中の電位勾配が流量や電流により大きく変化することが示され、電位が低く電位勾配が生じない新しい動作モードを発見した。これは、ホローカソードの長寿命化につながる発見である。
進行磁場を用いた無電極のプラズマ加速手法が本研究で初めて実証された。この加速手法は、既存の無電極加速手法に比べ高い加速効率が理論的に期待されており、今後の研究により高い効率を実証することにより、既存の電気推進機より遥かに長寿命な推進機の実用化が期待できる。これは、衛星の長寿命化や更なる高度な宇宙ミッションの実現へつながる成果である。
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