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電気推進機推進剤の希薄動圧計測評価

研究課題

研究課題/領域番号 18K04573
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

中山 宜典  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (80532770)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード宇宙推進工学 / 電気推進 / 推進剤 / 希薄気体 / 圧力計測 / 真空工学 / 宇宙工学 / 可視化
研究成果の概要

地上試験装置(真空装置)内作動時と宇宙空間作動時との推進性能差を知るため、電気推進機推進剤の希薄流れに着目し、光ファイバを利用した希薄動圧計測器の小型化および高精度化を図り、設置姿勢によらず計測できるように改良を行った。この計測器を用いて真空装置内の推進剤流れを3次元計測した結果、真空装置壁面反射による影響、および真空ポンプ排気による影響が真空装置内全域にわたり影響を与えており、それが推進性能に差異を生む原因となることが確かめられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、真空装置内における推進機の位置や設置方向によって推進性能に影響を与えることだけでなく、推進機の性能を評価する様々な計測器もその位置や設置方向によって計測妥当性に影響を与えることが直接的に確かめられた。また真空ポンプ排気の可視化にまで成功しており、電気推進機推進性能の妥当評価に貢献できるだけでなく、真空装置の設計や数値解析等、宇宙工学以外にも寄与できると十分推察される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Rarefied Propellant Flow Vector Measurement within a Vacuum Chamber2020

    • 著者名/発表者名
      NAKAYAMA Yoshinori
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      巻: 18 号: 5 ページ: 174-179

    • DOI

      10.2322/tastj.18.174

    • NAID

      130007896446

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 真空ポンプ近傍の希薄動圧分布計測2020

    • 著者名/発表者名
      中山 宜典
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 86 号: 889 ページ: 20-00167-20-00167

    • DOI

      10.1299/transjsme.20-00167

    • NAID

      130007907782

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 真空排気装置内における電気推進機推進剤流の3次元計測2020

    • 著者名/発表者名
      中山 宜典
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 68 号: 5 ページ: 204-211

    • DOI

      10.2322/jjsass.68.204

    • NAID

      130007922521

    • ISSN
      1344-6460, 2432-3691
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Propellant Flow Analysis within Electric Propulsion Test Facility2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Nakayama
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      巻: 17 号: 3 ページ: 276-281

    • DOI

      10.2322/tastj.17.276

    • NAID

      130007642472

    • ISSN
      1884-0485
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rarefied Propellant Flow Vector Measurement within a Vacuum Chamber2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Nakayama
    • 学会等名
      32nd International Symposium on Space Technology and Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional Vector Measurement of EP Propellant Flow within a Vacuum Chamber2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Nakayama
    • 学会等名
      36th International Electric Propulsion Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気推進機推進剤希薄流の3次元計測2019

    • 著者名/発表者名
      中山宜典
    • 学会等名
      第63回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気推進機推進剤流れの真空槽内多点計測2019

    • 著者名/発表者名
      中山宜典
    • 学会等名
      第 59 回航空原動機・宇宙推進講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気推進機推進剤流れ評価用希薄動圧計測装置の改良2018

    • 著者名/発表者名
      中山宜典
    • 学会等名
      第 62 回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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