| 研究課題/領域番号 |
19K22014
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪府立大学 (2021)
名古屋大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
森 浩一 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90375121)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 電気航空機 / 電気推進 / プラズマ / 高速気流 / 電気飛行機 / エアブリージング推進 / 超音速気流 / 航空推進 / 電動航空機 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プラズマジェット推進を用いて、高高度・高速で飛行する航空機の電動化を実現することを目標とし、その実現可能性を、シミュレーション研究を通じて、詳しく検討することが、本研究の目的である．第一に，高速気流におけるプラズマの生成・加速のシミュレーションにより、そのメカニズムと周辺環境によって変化する性能特性を明らかにする。本研究では、さらに、電動航空機の飛行高度、飛行速度、そして航空機の形状についても合わせて検討することで、革新的な航空機設計を目指す。
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| 研究成果の概要 |
ICP、電極間交流放電のいずれの場合も、超音速気流中において放電を維持できることがわかった。電極間交流放電の場合には、ピトー圧ならびにトリプルプローブを用いたプラズマの電子温度、電子密度の計測までを行った。その結果として、電極間放電では、電極から下流に向かって緩やかにピトー圧の上昇が見られることから、重粒子の温度が下流に向かって緩やか上昇していると推察される。一方、電子温度はほぼ一定のままであり、電子温度＞＞重粒子温度の状態で、電子から重粒子へのエネルギー伝達が緩やかに発生している非平衡流が生じていると考えられる。この非平衡性は、気流のマッハ数、放電電流によって影響を受けることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、超音速気流中で準定常プラズマを生成したものであり、外部流に比べて流速が遅くなる境界層内部でプラズマを生成した過去の研究とは異なり、超音速の速度をもつ外部流において、プラズマの生成・維持を実現できたという点において、新しい発見があった。この成果は、超音速電気航空機の研究開発に端緒を切り拓くものであり、大きな技術的、社会的意義をもたらしうるものであると考えている。
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