ロケット排気プルームと電磁波の干渉に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450379
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Institute of Space and Astronautical Science
• Principal Investigator: 小川 博之 宇宙科学研究所, 次世代探査機研究センター, 助手 (60311172)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 康徳 宇宙科学研究所, 次世代探査機研究センター, 教授 (10132995) ; 平木 講儒 宇宙科学研究所, 保安工学部門, 助手 (40249933)
• Keywords: ロケット / 排気プルーム / 電磁波 / プラズマ / 衝撃波 / 多相流 / 化学反応流 / 干渉

Research Abstract

1)ロケット排気プルーム中による電波干渉の直接の原因として、I)アルミナ粒子、ii)電子の両面から調査した。その結果、アルミナ粒子による影響は極めて小さく、電子による影響が支配的であることが判明した。
2)ロケット廃棄プルームのプラズマ状態を1次元反応流解析より見積もった。この解析では、ロケット実験時に観測される電波減衰量を説明するに足る電子密度には及ばなかった。プルーム中で電子密度が上昇する要因として、I)推薬中の不純物(ナトリウムやカリウム等)の影響、ii)プルームと外気の燃焼反応、iii)プルーム中の衝撃波および衝撃波干渉、iv)アルミナ粒子の影響(粒子の熱容量による冷却速度減少、プルーム形状への影響)、が考えられる。
3)平成12年2月に打ち上げられたM-V-4号機の電波データを取得、解析中である。
4)平成11年5月にφ50程度の小さいロケットモータのプルームの電波干渉測定を実施した。概ね予測どおりの結果を得た。
5)ロケット燃料室からノズルまでの、燃焼ガス中のアルミナ粒子の影響を考慮した2相流解析を実施している。粒子によるノズル内流れ場への影響は無視できないことが判明した。科学反応を含めた解析を今後行う予定である。ノズル流れの解析後、プルーム解析を行なう。
6)平成12年7月実施予定のM-V型ロケットモータの地上燃焼試験において、プルームと電波の干渉実験を行う為の準備を開始した。