| 研究課題/領域番号 |
16K17843
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
プラズマ科学
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| 研究機関 | 中部大学 (2018)
東京農工大学 (2016-2017) |
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研究代表者 |
桑原 大介 中部大学, 工学部, 講師 (60645688)
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| 研究協力者 |
篠原 俊二郎
古川 武留
石上 雄一
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ヘリコンプラズマ / 高周波放電 / 電気推進機 / 中性粒子 / ラバールノズル / プラズマ計測 |
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| 研究成果の概要 |
宇宙用推進機であるヘリコンプラズマスラスタの推進性能を制限しているプラズマ中心の中性粒子枯渇の問題を解決するため、枯渇部に中性粒子を選択的に供給する超音速ガスパフ法と内部供給法を提案し、これらの評価を行った。超音速ガスパフ法については集束ビームが得られることを実験で実証できたが、中性粒子供給量を従来法と同等に抑えることが困難であることが判明した。一方、プラズマ中心に直接ガスパイプを挿入し供給を行う本提案の原理実験を行ったところ、従来のガス供給と比較して推力が1.5倍に向上することが判明した。プラズマ中の中性粒子挙動は不明な点が多い現象だが、本研究はこの挙動の解明に繋がる成果と言える。
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| 自由記述の分野 |
プラズマ工学、電気推進工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ヘリコンプラズマスラスタの放電部における燃料ガス枯渇現象は推進性能を制限している可能性があり、本研究はこれの改善による推進性能向上を狙ったものである。高密度な集束ガスビームを生成することで中性粒子が枯渇するプラズマ中心軸に選択的に中性粒子を供給する超音速ガスパフ法を考案し、この評価を行ったが、推進機に適用するにはガス供給量が多すぎる問題が明らかになった。一方、プラズマ中心にアルミナパイプで直接中性粒子を供給する内部供給法を考案し、この実験から推力が1.5倍程度に増加することが確かめられた。プラズマ中の中性粒子の挙動は不明な点が多いが、本研究はこの現象の解明の一助になると考えられる。
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