| 研究課題/領域番号 |
12450393
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
荒川 義博 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50134490)
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| 研究分担者 |
犬竹 正明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90023738)
小林 鶴雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90215343)
小紫 公也 東京大学, 創成科学研究科, 助教授 (90242825)
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| キーワード | レーザー / 宇宙推進 / レーザー推進 / プラズマ |
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| 研究概要 |
本研究では、レーザー推進を実現させるための比例則を確立することを目的として、安定なレーザープラズマの生成に成功したこれまでの研究成果をさらに発展させ、そのレーザープラズマを光学的プラズマ診断法により計測し、推進剤ガスのレーザー吸収・加熱特性、電離・励起反応、伝熱・エネルギー散逸等の物理現象を調べた。さらにレーザー推進機を試作して、推進剤の種類とその流量、レーザー光出力など各種作動条件を変化させて推力を測り、レーザー推進の基本性能を求め、前述の物理現象との関わりを調べた。
半導体レーザー吸収分光法を用いて、プラズマの温度、密度、速度分布を計測する。プローブ等の接触型の測定は適さないので、作動ガスに応じて、発光分光、吸収分光計測を併用した。吸収ピーク波長のドップラーシフト温度は吸収線の広がり、吸収係数の空間速度を計測することによって、速度、温度、密度をそれぞれ評価することができる。これらの諸量の測定には、現有の半導体レーザー吸収分光システムも利用した。
プラズマ生成領域およびエネルギー散逸領域の物理現象をモデル化し、数値解析コードを構築した。圧縮性ナビエ・ストークス方程式を基本とし、数値流体力学を用いて流れ場の解析を行った。レーザー吸収領域の密度および温度の2次元分布測定結果と、数値解析コードを用いて得られた数値シミュレーションの結果を比較してきている。
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