太陽風アシストによるプラズマセイル‐磁気ノズル複合推進機の性能最適化と実証実験

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760669
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 明石工業高等専門学校
• 研究代表者: 梶村 好宏 明石工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (20403941)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 電気推進 / 磁気ノズル / 磁気プラズマセイル / 数値シミュレーション

研究概要

本研究では、近年、実用化に向けた研究が進められている磁気ノズルスラスターと太陽風から磁気帆を介して推進力を得る磁気プラズマセイルの推進技術を融合した「プラズマセイル-磁気ノズル複合推進機」を提案し、実証実験を行う。はじめに、推進性能を最適化する為の3次元数値シミュレーションを行い、次にその結果を利用して、地上真空チェンバー実験による直接推力測定を行い、推進機の性能実証を行った。数値解析による最適化パラメータを用いて実験を行った結果、提案した「プラズマセイル-磁気ノズル複合推進機」の推進力は、磁気ノズルの推力に対し、約３倍に増加することを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Numerical Simulation of Dipolar Magnetic Field Inflation by Equatorial Ring-current (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kajimura, I. Funaki, I. Shinohara, H. Usui, M. Matsumoto, H. Yamakawa
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 巻: 9 ページ: 2405008
  • URL: http://www.jspf.or.jp/PFR/PDF/pfr2014_09-2405008.pdf
• [雑誌論文] The Use of Dipole Plasma Equilibrium for Magnetic Sail Spacecraft (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Funaki, Y. Kajimura, Y. Ashida, H. Nishida, Y. Oshio, I. Shinohara, H. Yamakawa
  • 雑誌名: Transactions of Fusion Science and Technology 巻: Vol.63, No.1T ページ: pp.168-171
• [雑誌論文] Thrust Performance of a Magneto Plasma Sail with a Magnetic Nozzle (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro KAJIMURA, Ikkoh FUNAKI, Kazuma UENO, Yuya OSHIO and Hiroshi YAMAKAWA
  • 雑誌名: Proceedings of ISTS 巻: ISTS-2013-b-06
  • URL: http://archive.ists.or.jp/upload_pdf/2013-b-06.pdf
• [学会発表] Thrust Performance of a Magneto Plasma Sail with a Magnetic Nozzle (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Kajimura, Ikkoh Funaki, Kazuma Ueno, Yuya Oshio, Hiroshi Yamakawa
  • 学会等名: 29th ISTS
  • 発表場所: Nagoya(2013-b-06)
  • 年月日: 20130602-09
• [学会発表] Numerical Simulation of Plasma Flow around a Magnetized Plasma Sail with a magnetic Nozzle (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kajimura, I. Funaki, I. Shinohara, K. Ueno, Y. Oshio, H. Yamakawa
  • 学会等名: 2013 Asia-Pacific Radio Science Conference (AP-RASC'13)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan(HGb-3)
  • 年月日: 20130000
  • 招待講演
• [学会発表] プラズマセイル-磁気ノズル融合推進機の性能最適化と推力測定実 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梶村好宏
  • 学会等名: 第57回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: (1I08)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Numerical Simulation of Dipolar Magnetic Field Inflation by Equatorial Ring-current (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kajimura, I. Funaki, I. Shinohara, H. Usui, M. Matsumoto, H. Yamakawa
  • 学会等名: 22nd International Toki Conference, P4-6
  • 発表場所: Toki
  • 年月日: 20121100
• [備考] ホームページアドレス
  • URL: http://www.akashi.ac.jp/contents/Electric/kajimura/research.html