| 研究概要 |
本年度は,まず多層膜コーティングプローブによるホールスラスタの壁面損耗量計測を行った.特に,測定法の信頼性向上のため,コーティング膜と通常のセラミック壁面材の結晶構造の違いによる損耗特性の相違の検証を行った.これにより,本計測法の絶対値測定における測定精度を評価することができた.これは,本手法の,高速,絶対値測定,高空間分解能を兼ね備えるというユニークな特徴を活かすために,非常に重要であった.
次に,数値解析コードの開発を行い,推進機寿命の模擬を行った.具体的には,開発したプラズマ粒子シミュレーションコードを用いて,推進機内部のプラズマの状態の変化に伴う損耗量の変化を模擬した.この結果,上記の多層コーティング法による測定結果とよく一致する計算結果が得られた.さらに,計算された壁面損耗率にしたがって,放電室形状の更新を行うことで,放電室壁面が完全に損耗しきる状態まで,推進機寿命の模擬を行った.これにより,多層コーティング法による計測と組み合わせることで,推進機寿命を短時間で評価することが可能になった.実際に本手法を異なる作動条件や推進機設計に適応し,ホールスラスタの長寿命化のためには,強磁場領域を放電室出口付近に集中させること,磁力線の壁面に対する傾斜をなくすこと,などが効果的であることを見出した.
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の研究計画どおりに,ホール型推進機の寿命評価を行うことができるプラズマシミュレーションコードを開発し,さらに実験との比較によりコードの検証を行うことができた.また,それのみならず,これを用いて様々な作動条件や推進機設計に適応することで,ホールスラスタの長寿命化に関して有益な知見を得ることができたため.
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| 今後の研究の推進方策 |
まず,開発した数値解析コードを用いて,ホール型推進機の長寿命化に関する知見をさらに深める.また,得られた指針をもとに,推進機の再設計を行い,多層コーティング法などの実験によって評価を行うことで,実際に寿命性能が改善されているか検証を行うことが望ましい.
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