2002 Fiscal Year Annual Research Report
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11450379
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| Research Institution | The Institute of Space and Astronautical Science |
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Principal Investigator |
小川 博之 宇宙科学研究所, システム研究系, 助教授 (60311172)
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| 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, システム研究系, 助手 (40249933)
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| Keywords | ロケット / 排気プルーム / 電磁波 / プラズマ / 多相流 / 衝撃波 / 化学反応流 / 干渉 |
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| Research Abstract |
今年度は,前年度までに行なわれた宇宙開発事業団のH-IIAロケットのサブブースタロケットモータ:SRB-A,宇宙科学研究所のミューロケットモータ:M25(M-V-5号機型2段目),M14(M-V型,1段目),M24SIM(M-V-2号機型2段目)の各地上燃焼試験において得られたマイクロ波干渉試験データを整理し,ロケットプルームの数値シミュレーション,マイクロ波伝播の数値シミュレーションを行なって,実験データとの比較・検証を行なった.
実験データは,ロケットプルームによる電波減衰がプルーム中に含まれるプラズマの影響によるものであることを示している.1次元スラブ・プラズマ中を伝播する電磁波の理論的考察により,実験データを解析すると,各モータとも燃焼圧,推進薬,大きさ等が異なるにもかかわらず,電子密度や電子衝突周波数は同様の値となった.プルーム中に含まれる電子密度は10^<16>〜10^<17>[m^<-3>],電子衝突周波数は7×10^<10>〜2×10^<11>[Hz]と見積もられた.この値はロケットプルームの化学反応流れの数値シミュレーションで得られた値と整合しており,数値シミュレーションで用いた解析モデルが正しいことを示している.FDTD解析により多次元電波伝播解析を行ない,電波伝播の回折等の多次元効果は地上燃焼試験形態においては影響が小さいことを示し,1次元スラブ・プラズマの仮定が妥当であることを確認している.
電波減衰の周波数依存性や燃焼中および燃焼末期の減衰量の変動など,まだ説明のつかない現象も多くあり,今後解析を継続して明らかにする必要がある.
平成14年11月(後15年3月に延期)に予定されていたSRB-Aの地上燃焼試験においてもマイクロ波干渉試験を行なうべく準備を進めたが,地上燃焼試験が次年度に延期された.この試験にも参加してデータを取得する予定である.
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[Publications] Hiroyuki Ogawa, et al.: "Microwave Attenuation Measurement of Full-Scale Solid Rocket Motor Plumes"Proceedings of 23rd International Symposium on Space Technology and Science. ISTS2002e-48 (2002)
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[Publications] Ikkoh Funaki, Hiroyuki Ogawa et al.: "Microwave attenuation measurement of full-scale solid rocket motor plumes"Proceedings of 33rd Plasmadynamics and Lasers Conference. AIAA-2002-AIAA2241 (2002)
