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有人将来深宇宙ミッションへ向けた高出力MPDスラスタシステムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 26289328
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
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

船木 一幸  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50311171)

研究分担者 堀澤 秀之  東海大学, 工学部, 教授 (30256169)
奥野 喜裕  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (10194507)
研究協力者 大塩 裕哉  東京農工大学, 工学研究科, 助教 (80711233)
窪田 健一  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究員
川崎 央  名古屋大学, 大学院工学研究科, 助教
宮崎 兼治  東海大学, 大学院・工学研究科, 大学院生
外岡 学志  総合研究大学院大学, 物理科学研究科, 大学院生
田内 思担  総合研究大学院大学, 物理科学研究科, 大学院生
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2014年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード航空宇宙工学 / プラズマ・核融合 / 宇宙機推進 / MPDアークジェット / 有人惑星探査
研究成果の概要

有人火星探査を目指すにあたり、地球から火星までの軌道遷移を担う推進系の役割は重要である。大量の物資を効率良く運ぶための貨物船には、小惑星探査機はやぶさ等で用いられた電気推進を大型化した大電力電気推進を採用することで、優れたペイロード率の達成が可能となる。本研究では、100N級電磁プラズマ力学(MPD)アークジェットスラスタシステムの設計ならびにスラスタの試作、パルス動作試験を実施し、MW(メガワット)級の大電力電気推進システムの成立可能性を得た。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 11件)

  • [雑誌論文] 水素MPDスラスタの放電電流経路に関する数値的検討2016

    • 著者名/発表者名
      川崎央,窪田健一,船木一幸,奥野喜裕
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 136 号: 3 ページ: 141-146

    • DOI

      10.1541/ieejfms.136.141

    • NAID

      130005132226

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MPDスラスタ内の放電電流経路と推進性能に関する数値的検討2016

    • 著者名/発表者名
      川崎央,窪田健一,船木一幸,奥野喜裕
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 136 号: 3 ページ: 135-140

    • DOI

      10.1541/ieejfms.136.135

    • NAID

      130005132229

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MHD Simulation and Thermal Design of an MPD Thruster2014

    • 著者名/発表者名
      Akira KAWASAKI, Kenichi KUBOTA, Ikkoh FUNAKI, Yoshihiro OKUNO
    • 雑誌名

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

      巻: 12 号: ists29 ページ: Pb_19-Pb_25

    • DOI

      10.2322/tastj.12.Pb_19

    • NAID

      130003395407

    • ISSN
      1884-0485
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thrust Measurement of Magnetoplasma Sail in Laboratory Experiment2014

    • 著者名/発表者名
      Yuya OSHIO, Kazuma UENO, Ikkoh FUNAKI, Hiroshi YAMAKAWA
    • 雑誌名

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

      巻: 12 号: ists29 ページ: Pb_45-Pb_51

    • DOI

      10.2322/tastj.12.Pb_45

    • NAID

      130004548635

    • ISSN
      1884-0485
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 惑星間磁場環境が磁気プラズマセイル宇宙機性能に及ぼす影響解析2017

    • 著者名/発表者名
      古川裕介,船木一幸,西田 浩之,大塩裕哉,山極芳樹
    • 学会等名
      第57回航空原動機・宇宙推進講演会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 先端プラズマ推進チャンバを利用した磁気プラズマセイル実験2017

    • 著者名/発表者名
      上野一磨,大畠真,村山裕輝,大塩 裕哉,船木 一幸
    • 学会等名
      平成28年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水素MPDスラスタにおける推進性能の陽極形状依存性に関する数値的検討2017

    • 著者名/発表者名
      田内思担,窪田健一,川﨑央,船木一幸,中根昌克
    • 学会等名
      平成28年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 自己誘起磁場型MPDにおける推進特性および陰極温度計測実験2017

    • 著者名/発表者名
      外岡学志,船木一幸,大塩裕哉
    • 学会等名
      平成28年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 磁気圏拡大用噴射プラズマパラメータが磁気プラズマセイル宇宙機の推進特性に及ぼす影響評価2017

    • 著者名/発表者名
      古川裕介,荒井啓之,山極芳樹,西田浩之,船木一幸,大塩裕哉
    • 学会等名
      平成28年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Analysis of Equatorial Ring Current Developed by Magnetoplasma Sail2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Koizumi, Yuya Oshio, Ikkoh Funaki
    • 学会等名
      Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology 2016 (APISAT-2016)
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素MPDスラスタの推進性能の陽極形状依存性に関する数値解析2016

    • 著者名/発表者名
      田内思担,中根昌克,川崎央,窪田健一,船木一幸
    • 学会等名
      第60回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 自己誘起磁場型MPDスラスタの電磁流体・熱連成シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      川崎央,窪田健一,船木一幸,奥野喜裕
    • 学会等名
      第60回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] LaB6熱陰極プラズマ源を用いた磁気ノズル型プラズマセイルの推力測定実験2016

    • 著者名/発表者名
      梶村好宏,萩原達将,大塩裕哉,船木一幸
    • 学会等名
      第60回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Thrust Performance and Cathode Temperature Evaluation of MW Class Quasi-Steady MPD Thruster2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Oshio, Satoshi Tonooka, Ikkoh Funaki
    • 学会等名
      52nd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference
    • 発表場所
      Salt Lake City
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Investigations of High Power Quasi- Steady MPD Thruster2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Oshio, Satoshi Tonooka, Ikkoh Funaki
    • 学会等名
      Asian Joint Conference on Propulsion and Power
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thrust Measurement of Magneto Plasma Sail combined with a Magnetic Nozzle2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kajimura, Tatsumasa Hagiwara, Yoya Oshio, Ikkoh Funaki, Hiroshi Yamakawa
    • 学会等名
      Asian Joint Conference on Propulsion and Power
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大電力電気推進機(MW 級自己誘起型 MPD スラスタ)の推進性能取得実験2016

    • 著者名/発表者名
      外岡学志,船木一幸,大塩裕哉
    • 学会等名
      平成27年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-02-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 磁気プラズマセイルの3次元磁気圏構造に関する実験的研究2016

    • 著者名/発表者名
      大畠真,大塩裕哉,船木一幸,堀澤秀之
    • 学会等名
      平成27年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 惑星間磁場環境における磁気プラズマセイル宇宙機の姿勢安定に関する3次元電磁流体解析2016

    • 著者名/発表者名
      古川裕介,大塩裕哉,船木一幸,山極芳樹
    • 学会等名
      平成27年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] MW級準定常MPDアークジェットの陰極表面温度計測2015

    • 著者名/発表者名
      大塩裕哉, 船木一幸
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 壁面の等温性を考慮した水素を推進剤とするMPDスラスタの放電室形状最適化2015

    • 著者名/発表者名
      梶川恵広,中根昌克,石川芳男,窪田健一,船木一幸
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] MPDスラスタの電磁流体・熱連成シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      川崎央,窪田健一,船木一幸,奥野喜裕
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 三次元電磁流体解析を用いた磁気プラズマセイルの性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      古川裕介,大塩裕哉,船木一幸,山極芳樹
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] MHD and Thermal Coupled Simulation of an MPD Thruster2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Kawasaki, Kenichi Kubota, Ikkoh Funaki, Yoshihiro Okuno
    • 学会等名
      51st AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference
    • 発表場所
      Orlando
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma Flow Simulation of an MPD Thruster with an Electrode Model2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Kawasaki, Kenichi Kubota, Ikkoh Funaki, Yoshihiro Okuno
    • 学会等名
      Joint Conference: 30th ISTS, 34th IEPC & 6th NSAT
    • 発表場所
      神戸
    • 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] Increase in Thrust of Magneto Plasma Sail using Solid or Deployable Superconducting Coil2015

    • 著者名/発表者名
      Yoh Nagasaki, Ikkoh Funaki, Taketsune Nakamura, Hiroshi Yamakawa
    • 学会等名
      Joint Conference: 30th ISTS, 34th IEPC & 6th NSAT
    • 発表場所
      神戸
    • 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] Thrust Performance of Magneto Plasma Sail with a Magnetic Nozzle2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kajimura, Yuya Oshio, Ikkoh Funaki, Masaharu Matsumoto, Hiroshi Yamakawa
    • 学会等名
      Joint Conference: 30th ISTS, 34th IEPC & 6th NSAT
    • 発表場所
      神戸
    • 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] Experimental and Numerical Investigation of Magnetosphere Inflation of Magnetoplasma Sail2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Oshio, Kazuma Ueno, Tatsurou Sano, Ikkoh Funaki
    • 学会等名
      Joint Conference: 30th ISTS, 34th IEPC & 6th NSAT
    • 発表場所
      神戸
    • 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] Thrust Measurement of Magneto Plasma Sail with a Magnetic Nozzle by using Thermal Plasma Injection2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsumasa Hagiwara, Yoshihiro Kajimura, Yuya Oshio, Ikkoh Funaki
    • 学会等名
      Joint Conference: 30th ISTS, 34th IEPC & 6th NSAT
    • 発表場所
      神戸
    • 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] Thrust Evaluation of Magneto Plasma Sail Injecting Thermal Plasma by using 3D Hybrid PIC Code2015

    • 著者名/発表者名
      Ryu Yamashita, Yoshihiro Kajimura, Tatsumasa Hagiwara, Ikkoh Funaki, Hiroshi Yamakawa
    • 学会等名
      Joint Conference: 30th ISTS, 34th IEPC & 6th NSAT
    • 発表場所
      神戸
    • 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] 大電力MPDスラスタの数値設計-大電力MPDスラスタの設計ツール開発と実験的検証-2015

    • 著者名/発表者名
      船木一幸,窪田健一,上野一磨,大塩裕哉,池山卓,奥野喜裕,川﨑央,堀澤秀之,宮崎兼治,安藤晃,高橋和貴
    • 学会等名
      大型 In-space propulsion ワークショップ
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 深宇宙探査用宇宙推進機とその要求2015

    • 著者名/発表者名
      船木一幸
    • 学会等名
      テクノ・シンポジウム名大,極超音速燃焼デトネーションの航空宇宙推進機への応用シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] パルス作動MPDスラスタの放電室形状最適化に向けた研究2015

    • 著者名/発表者名
      後藤拓也,中根昌克,石川芳男,窪田健一,船木一幸
    • 学会等名
      平成26年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2015-01-15 – 2015-01-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電極現象を考慮したMPDスラスタの電磁流体シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      川崎央, 窪田健一, 船木一幸, 奥野喜裕
    • 学会等名
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Plasma Flow in a Self-field MPD Thruster Coupled with Electrode Sheath2014

    • 著者名/発表者名
      A. Kawasaki, K. Kubota, I. Funaki, Y. Okuno
    • 学会等名
      AIAA Propulsion and Energy
    • 発表場所
      Cleveland, United States
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Investigation of Magnetoplasma Sail with High Beta Plasma Jet2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Oshio, I. Funaki, K. Ueno, H. Yamakawa
    • 学会等名
      AIAA Propulsion and Energy
    • 発表場所
      Cleveland, United States
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Self-field MPD Thrusters for Designing a Megawatt-class In-space Propulsion System2014

    • 著者名/発表者名
      I. Funaki, K. Kubota, A. Kawasaki, Y. Okuno, K. Miyazaki, S. Takenaka, H. Horisawa
    • 学会等名
      AIAA Propulsion and Energy
    • 発表場所
      Cleveland, United States
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電極現象を考慮した電磁流体シミュレーションによるMPDスラスタの性能予測2014

    • 著者名/発表者名
      川崎央,窪田健一,船木一幸,奥野喜裕
    • 学会等名
      第46回流体力学講演会/第32回航空宇宙シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      弘前
    • 年月日
      2014-07-03 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MPDアークジェットを用いたプラズマ風洞のプラズマ流計測2014

    • 著者名/発表者名
      大塩裕哉,上野一磨,堀江優之,船木一幸
    • 学会等名
      第46回流体力学講演会/第32回航空宇宙シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      弘前
    • 年月日
      2014-07-03 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 1MW級準定常自己誘起磁場型MPDスラスタのプルーム計測2014

    • 著者名/発表者名
      武中駿,宮崎兼治,船木一幸,堀澤秀之
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会年会講演会
    • 発表場所
      東京大学 山上会館
    • 年月日
      2014-04-10 – 2014-04-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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