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地球超低軌道環境模擬のための高速原子状酸素風洞の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25289302
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関帝京平成大学 (2014-2015)
東京大学 (2013)

研究代表者

荒川 義博  帝京平成大学, 現代ライフ学部, 教授 (50134490)

研究分担者 小紫 公也  東京大学, 工学系研究科, 教授 (90242825)
松井 信  静岡大学, 工学部, 准教授 (90547100)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2014年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2013年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワード航空宇宙流体力学 / レーザー / プラズマ計測 / 高速原子状酸素 / 地球低軌道 / レーザー維持プラズマ / プラズマ診断 / 原子状酸素
研究成果の概要

本研究では地球低軌道上の高速原子状酸素流を模擬するためにレーザー駆動プラズマ風洞を開発した.レーザー分光による気流診断の結果,純酸素で作動させた場合,流速と並進温度はそれぞれ6.1 km/s,1216 Kであり,流束は1.3 × 1025 atom/m2sであった.流速を向上させるためにヘリウムをモル分率で0.23混合したところ6.6 km/sまで増加した.これよりヘリウムのモル分率を0.58で作動させれば軌道速度である7.8 km/sを得られる可能性がわかった.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] シュツットガルト大学航空宇宙システム研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomic-oxygen-flow Generation by Laser-driven Plasma Wind Tunnel as Low-earth-orbit Environment Simulator2014

    • 著者名/発表者名
      Matsui, M., Yoneda, S., Komurasaki, K., Yamagiwa, Y., and Arakawa, Y
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 52 号: 8 ページ: 1806-1810

    • DOI

      10.2514/1.j052991

    • NAID

      120005461452

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Modulation Frequency on Sensitivity Enhancement of Wavelength Modulated Integrated Cavity Output Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Morita, R., and Matsui, M.
    • 雑誌名

      Frontier of Applied Plasma Technology

      巻: 7 ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic-oxygen-flow Generation by Laser-driven Plasma Wind Tunnel as Low-earth-orbit Environment Simulator2014

    • 著者名/発表者名
      Matsui, M., Yoneda, S., Komurasaki, K., Yamagiwa, Y., and Arakawa, Y.
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: なし

    • NAID

      120005461452

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Plasma Fluctuation and Size on Reduction Efficiency of Alumina2013

    • 著者名/発表者名
      2. Fukuji, N., Matsui, M., Nakano, M., Komurasaki, K., Arakawa, Y., Goto, T., and Shirakata, H.
    • 雑誌名

      Frontier of Applied Plasma Technology

      巻: 6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spatial Resolution of Combined Wavelength Modulation Spectroscopy with Integrated Cavity Output Spectroscopy for Atomic Oxygen Detection2015

    • 著者名/発表者名
      ①Matsui, M., and Nakajima, D.
    • 学会等名
      9th International Conference on Reactive Plasma
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center,米国・ホノルル
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次高調波の波長変調幅依存性を利用した並進温度測定法の検証2015

    • 著者名/発表者名
      山田透, 佐藤裕亮, 松井信
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] High Sensitive Laser Absorption Spectroscopy for Number Density Measurement of Atomic Oxygen in Atmospheric Pressure Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      Matsui, M., and Morita, R.
    • 学会等名
      30th International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      Kobe Convention Center,神戸市
    • 年月日
      2015-07-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー吸収分光法を用いた酸素原子数密度測定システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      松井信, 森田陵
    • 学会等名
      第47回流体力学講演会
    • 発表場所
      東京大学、東京都目黒区
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アルゴンプラズマを用いた波長変調分光法による並進温度測定法の検証2015

    • 著者名/発表者名
      山田透, 佐藤裕亮, 松井信
    • 学会等名
      第47回流体力学講演会
    • 発表場所
      東京大学、東京都目黒区
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 禁則遷移を用いた超高感度レーザー吸収分光法による酸素原子数密度測定2015

    • 著者名/発表者名
      松井信, 森田陵
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県 平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Collection efficiency measurement of reduced aluminum using laser sustained plasma2015

    • 著者名/発表者名
      Sato, Y., Matsui, M., Nakano, M., Komurasaki, K., Arakawa, Y., Goto, T. and Shirakata, H.
    • 学会等名
      8th International Workshop on Hybrid Functionally Materials
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Number Density Measurement of Ground State Atomic Oxygen in Microwave Discharge Plasma Tube by High Sensitive Laser Absorption Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Matsui, M., and Morita, R.
    • 学会等名
      8th International Workshop on Hybrid Functionally Materials
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レーザー維持プラズマを利用したレゴリス還元における粉体供給量と還元量の評価2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕亮, 松井信, 中野正勝, 小紫公也, 荒川義博, 後藤徹也, 白形弘文
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第51回中部・関西支部合同秋期大会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県 名古屋市)
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レーザー維持プラズマによるアルミナ還元法における粉体定常供給の評価2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕亮, 松井信, 中野正勝, 小紫公也, 荒川義博, 後藤徹也, 白形弘文
    • 学会等名
      応用物理学会SC東海地区学術講演会2014
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県 名古屋市)
    • 年月日
      2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Plasma Position on Reduction Efficiency of Alumina2014

    • 著者名/発表者名
      1. Fukuji, N., Matsui, M., Nakano, M., Yamagiwa, Y., Komurasaki, K., Arakawa, Y., Goto, T., and Shirakata
    • 学会等名
      7th International Workshop on Hybrid Functionally Materials
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Influence of laser sustained plasma oscillation on reduction efficiency of alumina2013

    • 著者名/発表者名
      2. Fukuji, N., Matsui, M., Nakano, M., Yamagiwa, Y., Komurasaki, K., Arakawa, Y., Goto, T., and Shirakata, H.
    • 学会等名
      9th International Symposium on Applied Plasma Science
    • 発表場所
      Istanbul
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] レーザープラズマによるアルミナ還元法における二焦点レンズを用いたプラズマ領域拡大による還元効率向上の検討2013

    • 著者名/発表者名
      3. 福路直大, 松井信, 中野正勝, 山極芳樹, 小紫公也, 荒川義博, 白形弘文, 後藤徹也
    • 学会等名
      応用物理学会SC東海地区学術講演会2013
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] レーザープラズマを用いたアルミナ還元におけるプラズマ振動及びF値の影響2013

    • 著者名/発表者名
      4. 福路直大, 松井信, 中野正勝, 山極芳樹, 小紫公也, 荒川義博, 白形弘文, 後藤徹也
    • 学会等名
      第57回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      米子コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] プラズマ風洞を用いた還元法の酸化物供給法による還元効率への影響2013

    • 著者名/発表者名
      5. 福路直大,松井信, 中野正勝, 山極芳樹, 小紫公也, 荒川義博, 後藤哲也, 白形弘文
    • 学会等名
      第45回流体力学講演会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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