高比推力・長寿命ホールスラスタの開発研究

• 研究課題/領域番号: 22360360
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 田原 弘一 大阪工業大学, 工学部, 教授 (20207210)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2012年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2010年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 宇宙推進 / 電気推進 / ホールスラスタ / 高比推力 / 長寿命 / 推進性能 / 損耗 / 高電圧作動

研究概要

本研究では、ホールスラスタの高電圧安定作動による高比推力化と長寿命化を目指し、5-25kW級ホールスラスタ開発のための基礎データを提供する。放電室直径100mmクラスのホールスラスタの放電電圧を高くすることで、小型でありながら高比推力化を試みた。耐久性に若干問題があったが、比推力3000秒以上、推進効率60%以上という数値を記録した。これは現時点で放電室直径100mmクラスのホールスラスタでは日本初となる。

研究成果

• [雑誌論文] Performance Characteristics of Very Low Power Cylindrical Hall Thrusters for the Nano-Satellite “PROITERES-3” (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ikeda, Kazuya Togawa, Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Vacuum 巻: 88 ページ: 63-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research and Development of High-Efficiency Hall-Type Ion Engines for Small Spacecrafts (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ikeda, Naru Sugimoto, Kazuya Togawa, Yohei Mito and Hirokazu Tahara
  • 雑誌名: Renewable Energy Research and Applications (ICRERA) 巻: Vol.1, No.1 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research and Development of High-Power High-Efficiency Hall-Type Ion Engines for Space Exploration (2012)
  • 著者名/発表者名: Yohei Mito, Tomoyuki Ikeda, Naru Sugimoto, Kazuya Togawa and Hirokazu Tahara
  • 雑誌名: Renewable Energy Research and Applications (ICRERA) 巻: Vol.1, No.1 ページ: 7-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance Characteristics of Very Low Power Cylindrical Hall Thrusters for Nano-Satellites (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ikeda, Kazuya Togawa, Yohei Mito, Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Asian Propulsion and Power (AJSPP) 巻: Vol.1, No.1
• [雑誌論文] Performance Characteristics of Direct-Current Arcjet Thrusters Using Clean Propellant "Hydroxyl Ammonium Nitrate" (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ikeda, Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Frontier of Applied Plasma Technology 巻: 5 ページ: 73-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低毒性推進剤を用いたアークジェットスラスタの基礎作動実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田知行, 藤田雄也, 松本和真, 杉村勇也, 田原弘一, 渡辺陽介
  • 雑誌名: プラズマ応用科学 巻: 20-1 ページ: 27-32
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of Hall Thruster Performance and Plasma Features (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ikeda, Tsuyoshi Fujita, Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Frontier of Applied Plasma Technology 巻: Vol.4, No.2 ページ: 70-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Operational Characteristics of Very Low Power Cylindrical Hall Thrusters (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Tahara, Takuma Tonari, Tsuyoshi Fujita, Tomoyuki Ikeda and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Frontier ofApplied Plasma Technology 巻: Vol.4, No.1 ページ: 6-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance Characteristics of Very Low Power Cylindrical Hall Thrusters for the Nano-Satellite PROITERES-3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ikeda, Kazuya Togawa, Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Advances in Applied Plasma Science 巻: Vol.8 ページ: 101-102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research and Development of Very Low Power Cylindrical Hall Thrusters for Nano-Satellites (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ikeda, Kazuya Togawa,Takahiro Nishida, Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Electric Propulsion (32nd IEPC) 巻: IEPC-2011-039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of Acceleration Channel Structure and Material for Magnetic-Layer-Type Hall Thrusters (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ikeda, Tsuyoshi Fujita, NaruSugimoto, Jun-ichi Ozaki, Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Electric Propulsion (32nd IEPC) 巻: IEPC-2011-038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of Acceleration Channel Structure and Material for Magnetic-Layer-Type Hall Thrusters (2011)
  • 著者名/発表者名: Naru Sugimoto, Makoto Nose, KazuyaTogawa, Takahiro Nishida, TomoyukiIkeda, Hirokazu Tahara and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Space Technology and Science (28th ISTS) 巻: ISTS 2011-b-18
• [雑誌論文] Basic Performance Characteristics of Anode-Layer-Type Hall Thrusters (2011)
  • 著者名/発表者名: Makoto Nose, Naru Sugimoto, Kazuya Togawa, Takahiro Nishida, Tomoyuki Ikeda, Tomoyuki Ikeda, Hirokazu Taharaand Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Space Technology and Science (28th ISTS) 巻: ISTS 2011-b-60p
• [雑誌論文] Influence of Channel Structure and Material on Hall ThrusterPerformance (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Tahara, Tsuyoshi Fujita, Tomoyuki Ikeda and Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Plasma Application andHybrid Functionally Materials 巻: Vol.1, No.1 ページ: 1-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of Hall Thruster Performane and Plasma Features (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Ikeda, Tsuyoshi Fujita, Hirokazu Tahara, Yosuke Watanabe
  • 雑誌名: Frontier of Applied Plasma Technology 巻: 4-2 ページ: 70-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Operational Characteristics of Very Low Power Cylindrical Hall Thrusters (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Tahara, T.Tonari, T.Fujita, T.Ikeda, Y.Watanabe
  • 雑誌名: Frontier of Applied Plasma Technology 巻: 4-1 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [学会発表] 軌道間輸送に向けたホールスラスタエンジンの開発研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉本成,池田知行,戸川和也,三藤陽平,加藤優貴,山本怜,田原弘一,渡辺陽介
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第88期定時総会講演会,1212
  • 発表場所: 大阪工業大学大宮キャンパス(大阪府大阪市).
  • 年月日: 2013-03-18
• [学会発表] 大電力高比推力ホール型イオンロケットエンジンの性能特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤優貴,山本怜,三藤陽平,杉本成,戸川和也,池田知行,田原弘一
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部関西学生会平成24年度学生員卒業研究発表講演会,11P22
  • 発表場所: 大阪工業大学大宮キャンパス(大阪府大阪市).
  • 年月日: 2013-03-17
• [学会発表] TAL及びSPTホールスラスタの高電圧作動・高比推力化実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三藤陽平,加藤優貴,山本怜,杉本成,戸川和也,池田知行,田原弘一
  • 学会等名: 平成24年度宇宙輸送シンポジウム,STEP-2012-026
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市).
  • 年月日: 2013-01-19
• [学会発表] 高比推力大電力ホールスラスタの性能特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤優貴,山本怜,杉本成,戸川和也,三藤陽平,池田知行,田原弘一
  • 学会等名: 第49回日本航空宇宙学会中部・関西支部合同秋期大会,C5
  • 発表場所: 名城大学タワー75(名古屋市天白区).
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] SPT及びTALホールスラスタの大電力・高比推力作動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本成,池田知行,戸川和也,加藤優貴,山本怜,田原弘一,渡辺陽介
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会,1J20
  • 発表場所: 別府国際コンベンションセンター(ビーコンプラザ)(大分県別府市).
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] 大阪工業大学における宇宙航行用ホール型イオンロケットエンジンの開発研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田原弘一,池田知行,戸川和也,杉本成,三藤陽平
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 岩手大学(岩手県盛岡市)
  • 年月日: 2012-08-08
• [学会発表] ホール型イオンスラスタの大電力・高比推力作動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三藤陽平,杉本成,加藤優貴,山本怜,田原弘一
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学ベンチャービジネスラボラトリー(愛知県豊橋市).
  • 年月日: 2012-05-10
• [学会発表] ホールスラスタの高電圧・高比推力作動特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本成,池田知行,戸川和也,三藤陽平,林泰志,田原弘一
  • 学会等名: 平成23年度宇宙輸送シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
  • 年月日: 2012-01-19
• [学会発表] ホールスラスタの高電圧・高比推力作動特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本成、池田知行、戸川和也、三藤陽平、林泰志、田原弘一
  • 学会等名: 平成23年度JAXA宇宙輸送シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所
  • 年月日: 2012-01-19
• [学会発表] ホールスラスタの加速チャネル構造・材質の最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田原弘一,藤田剛,杉本成,戸川和也,西田隆寛,野瀬真,渡辺陽介
  • 学会等名: 第51回航空原動機・宇宙推進講演会
  • 発表場所: 広島YMCAホール(広島県広島市).
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] マグネティッレイヤー型ホールスラスタのプラズマ粒子シミュレーションとその実験的検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田剛, 戸川和也, 西田隆弘, 杉本成, 野瀬真, 田原弘一, 渡辺陽介
  • 学会等名: 第54回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター「グランシップ」(静岡県)
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] 軌道間輸送に向けたホールスラスタエンジンの開発研究
  • 著者名/発表者名: 杉本 成, 池田知行, 戸川和也, 三藤陽平, 加藤優貴, 山本 怜, 田原弘一, 渡辺陽介
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部 第８８期定時総会講演会
  • 発表場所: 大阪工業大学（大阪府）
• [学会発表] 大電力ホールスラスタ開発目標性能
  • 著者名/発表者名: 田原弘一
  • 学会等名: 平成２４年度宇宙輸送シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所（神奈川県）
  • 招待講演
• [学会発表] ＴＡＬ及びＳＰＴホールスラスタの高電圧作動・高比推力化実験
  • 著者名/発表者名: 三藤陽平, 加藤優貴, 山本 怜, 杉本 成, 戸川和也, 池田知行, 田原弘一
  • 学会等名: 平成２４年度宇宙輸送シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所（神奈川県）
• [学会発表] SPT及びTALホールスラスタの大電力・高比推力作動
  • 著者名/発表者名: 杉本 成, 池田知行, 戸川和也, 加藤優貴, 山本 怜, 田原弘一, 渡辺陽介
  • 学会等名: 第５６回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 別府国際コンベンションセンター（大分県）
• [備考]
  • URL: http://www.oit.ac.jp/med/~tahara/top.html