2004 Fiscal Year Annual Research Report
超小型高推力レーザーアブレーション推進機の基礎技術研究
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16760646
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Aeronautical Engineering |
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Principal Investigator |
中野 正勝 東京都立航空工業高等専門学校, 講師 (90315169)
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| Keywords | マイクロスラスタ / レーザーアブレーション / レーザー着火 / インパルス増強 |
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| Research Abstract |
1.推進機の設計及び製作
半導体レーザーを集光する光学系を構築し、半導体レーザーのアブレーションもしくは着火によってインパルスを発生する超小型レーザー推進機の設計製作を行った。従来のアブレーション推進機よりも高いインパルスの発生を目的としているために、高エネルギーで着火性の高いB/KNO_3(固体推進薬)を用いることとした。固体推進薬利用の効果の有無を確認するために、固体推進薬を含まない単純なアブレーションによる推力と固体推進薬による推力増強とを比較することが出来るよう、簡単に推進剤供給部が付け替えできる推進機ヘッド部分を設計・製作した。
2.微小なインパルスの測定装置の設計・製作・較正
半導体レーザーによって発生するインパルスは固体推進薬によるインパルス増強分を考慮しても、大きさが最大で数+mNs程度と極めて微弱であるので、そのような微弱なインパルスを測定するための推力測定装置(推力スタンド)を構築した。推力測定に際しては推力スタンドの較正が事前に必要であるが、それは推力スタンドに小球などを衝突させて既知のインパルスを発生させることで求めることとなる。これは高速現象であるため、高周波成分を測定可能なオシロスコープを購入し、較正データの取得を行った。これらにより正確な推力測定が可能となった。
3.推進機の作動実証・推力測定
推進機のインパルス取得実験を行った。固体推進薬を用いることで最大で3桁増となる40mNsのインパルスの発生に成功した。また、半導体レーザーの照射条件やノズル形状を変えて性能を取得した。着火範囲、再現性などのミッションに重要となるデータを取得し蓄積することで、推進機の最適化へとつなげるデータを得た。
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