電気推進機の内部現象の解明と性能解析

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04302025
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 荒川 義博 東京大学, 工学部, 教授 (50134490)
• 研究分担者: 佐宗 章弘 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (40215752) ; 都木 恭一郎 宇宙科学研究所, 助教授 (40172142) ; 藤原 俊隆 名古屋大学, 工学部, 教授 (90023225) ; 西田 迪雄 九州大学, 工学部, 教授 (10025968) ; 吉川 孝雄 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (00029498)
• キーワード: 電気推進 / プラズマ現象 / 性能解析 / 加速機構 / 総合研究 / イオンエンジン / アークジェット / MPDスラスタ

研究概要

電気推進機には、静電加速型、電磁加速型、電熱加速型といくつかの型の推進機が存在するが、それらの推進機に共通していることは、エネルギー変換効率が充分でないこと、長時間作動を可能にするような耐久性のあるものに到っていないこと、さらに推進機の設計の指針となる基本性能を表わす比例則も確立していないことである。このような点を克服するためには、推進機内部の解離、電離、加速過程、アーク及びプラズマの挙動やエネルギー、熱輸送現象等を明らかにする必要があり、これらを理論解析、実験の両面から調べる必要がある。
本研究はこうした目的のために、大学を中心とした研究者が意見、情報交換を重ねて共同して研究を進めることを基本としている。本年度は平成4年9月末に関西地区において、第1回目の総合研究のための会合をもち、研究分担者各々の研究状況を述べ、これまでの問題点と今後遂行すべき研究課題について討論を行った。またそれぞれのはたすべき研究の役割分担を確認し、今後進める研究方針と研究計画を話しあった。その結果、実験的研究においては、1)推進機の加速機構の解明と推進性能の向上、2)アーク及びプラズマから固体壁への熱及びエネルギーの輸送過程の解明、3)プラズマ計測による電離、加速過程を含めたプラズマ流れ場を明らかにすることが主たる目的であり、理論的研究面においては、1)推進機の性能解析モデルの作成、2)エネルギ輸送の数値計算、3)プラズマ流れ場の数値シミュレーションを中心に研究を進めていくことに合意した。各研究分担者は、それぞれ上記のテーマの1,2を担当することになり、現在研究進行中である。