高周波放電式マイクロイオン推進機の放電特性およびイオンビーム引き出し機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23760769
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 鷹尾 祥典 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80552661)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: プラズマ / 推進機 / 高周波 / マイクロ / 人工衛星 / モデリング / イオンエンジン

研究概要

高周波放電式マイクロイオン推進機に対して回路モデルと粒子計算モデルを用いた数値計算,および,イオン源のプラズマ密度測定とイオンビーム電流測定を行うことでイオン源の放電特性およびビーム引き出し機構の解析を行った.その結果,低電力で高いプラズマ密度を得るには RF 周波数 200-300 MHz での放電が適当であり,容量結合の効果が無視できないこと,また,イオンビームを引き出すのに最適な流量が存在し,これらの傾向は数値解析結果と合致することが分かった.

研究成果

• [雑誌論文] Effect of capacitive coupling in a miniature inductively coupled plasma source (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Takao, K.Eriguchi, and K.Ono
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 112 号: 9 ページ: 93306-93306
  • DOI: 10.1063/1.4764333
  • NAID: 120004920433
  • URL: http://hdl.handle.net/2433/161047
  • 査読あり
• [学会発表] 超小型高周波イオン推進機の回路シミュレーションと実機特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阪本将隆,鷹尾祥典, 江利口浩二,斧高一
  • 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(神奈川県相模原市)
  • 年月日: 2013-01-18
• [学会発表] 誘導結合型プラズマを用いた超小型イオン推進機における容量結合の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鷹尾 祥典， 阪本 将隆，江利口 浩二，斧 高一
  • 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(神奈川県相模原市)
• [学会発表] 超小型高周波イオン推進機の回路シミュレーションと実機特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阪本 将隆，鷹尾 祥典， 江利口 浩二，斧 高一
  • 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(神奈川県相模原市)
• [学会発表] 外部回路を考慮した超小型高周波イオン推進機の粒子シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 鷹尾祥典, 阪本将隆,江利口浩二,斧高一
  • 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(大分県別府市)
  • 年月日: 2012-11-21
• [学会発表] Miniature Ion Thruster using a Cylindrical Micro ICP (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takao, K. Eriguchi, and K. Ono
  • 学会等名: 48th AIAA/ASME/SAE/ASEEJoint Propulsion Conference & Exhibit
  • 発表場所: Atlanta, GA, USA, AIAA-2012-3950
  • 年月日: 2012-07-21
• [学会発表] Miniature Ion Thruster using a Cylindrical Micro ICP (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Takao, Koji Eriguchi, and Kouichi Ono
  • 学会等名: The 48th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit
  • 発表場所: Atlanta, GA, USA
• [学会発表] Particle simulation of a micro inductively coupled plasma source including an external circuit (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Takao, Masataka Sakamoto, Koji Eriguchi, and Kouichi Ono
  • 学会等名: The 65th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Austin, TX, USA
• [学会発表] Two-Dimensional Particle-in-Cell Simulation of a Micro RF Ion Thruster (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takao, K. Eriguchi, and K. Ono
  • 学会等名: 32nd International Electric Propulsion Conference
  • 発表場所: Kurhaus, Wiesbaden, Germany, IEPC-2011-076
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 超小型高周波イオン推進機におけるプラズマ源の周波数依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鷹尾 祥典、江利口 浩二、斧 高一
  • 学会等名: 電気学会 プラズマ研究会
  • 発表場所: 大阪工業大学 大宮キャンパス (大阪府)
• [学会発表] 超小型誘導結合型プラズマ源における容量結合の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鷹尾 祥典、江利口 浩二、斧 高一
  • 学会等名: 第72回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学 小白川キャンパス (山形県)
• [学会発表] Two-Dimensional Particle-in-Cell Simulation of a Micro RF Ion Thruster (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Takao, Koji Eriguchi and Kouichi Ono
  • 学会等名: The 32nd International Electric Propulsion Conference
  • 発表場所: Kurhaus, Wiesbaden, Germany
• [学会発表] Numerical analysis of inductive and capacitive coupling in radio-frequency micro discharges (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Takao, Koji Eriguchi and Kouichi Ono
  • 学会等名: The 64th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, Utah, USA