| 研究課題/領域番号 |
17K14875
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
青柳 潤一郎 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (10453036)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | エレクトロスプレー / グリーンプロペラント |
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| 研究実績の概要 |
当初の研究計画を基に、大気中にてエレクトロスプレー微細噴射実験を実施した。実験装置には市販のシリンジとキャピラリを用いて、キャピラリ先端から6 mm先の対向接地電極への噴射を試みた。この際、ステッピングモータを使ってシリンジポンプを製作し、液体をキャピラリ先端へ供給した。
最初に、純水を使って大気中における連続噴射の作動確認実験を行った。その結果、キャピラリ先端と対向電極間の印加電圧3.6 kVのとき、約200 μs間隔で噴射と思われる電圧（電流）上昇を確認した。またこの噴射間隔は液体供給量や印加電圧で変化することも確認した。次に30 %過酸化水素による連続噴射実験では、純水と同様の噴射特性が得られた。
次に大気中における、パルス電圧印加による噴射実験も実施した。高電圧のパルス印加制御にはMOSFETを用いた。純水における試験の結果、印加電圧3.2 kVのとき、印加時間300 μs以上では噴射したが、200 μs以下では噴射しないことを確認した。当初想定していたスラスタのパルス放電は数10 μs程度であり、現在の噴射可能な最短時間300 μsと10倍程度の差がある状態は好ましくないと考えられるため、印加時間がより短い場合でも噴射可能な条件を検討したり、放電時間を延ばす検討を継続している。
また真空中での噴射実験は簡易的な作動確認はできた。今後の詳細なデータ測定に向けて、真空チャンバの整備と、バルブを含んだ液体推進剤供給制御システムの構築、パルス放電型反応機構の電源系および電流波形測定系の改修を進行させている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
大気中でのパルス電圧印加による噴射実験の結果、200 μs以下での噴射が確認できなかったため、引き続き大気中での噴射実験を継続し、パルス噴射可能時間を短くできるか検討しているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
・パルス電圧印加実験において、数10 μs程度の噴射が可能かを検証する。
・真空環境下での液体推進剤供給制御システムを完成させ、真空下でのグリーンプロペラントのエレクトロスプレー噴射実験を行う。
・エレクトロスプレーを内蔵したパルス放電型反応機構を製作し、真空中作動実験を行う。
・パルス放電を用いたグリーンプロペラントロケットを設計・製作、作動実験する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた理由は、当初計画からの遅れにより、パルス放電型反応機構の設計・製作と真空中試験の環境構築が進められなかったからである。
この遅れた分は次年度に実施予定であり、当初の計画どおり反応機構の設計・製作や真空実験のための実験環境整備に使用する計画である。
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