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カスプ磁場型磁気ノズルスラスタのスケーリング則確立

尖点磁场型磁力喷管推进器标度律的建立

基本信息

批准号：
22KJ1232
负责人：
馬祥
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

電気推進機の寿命制限問題に対するアプローチとして，プラズマと電極が直接接触しないカスプ磁場型磁気ノズルスラスタが提案されている．本研究課題では，推進効率40%以上の実用可能なカスプ磁場型磁気ノズルスラスタの設計条件を示すことを目的とする．本年度では，カスプ磁場型磁気ノズルスラスタの推進効率向上メカニズムを解明するため，プラズマの電荷分離を捉えることが可能なシミュレーションコードの開発，および放電管外へ排気されたプラズマも含めたスラスタ全体を計算可能なシミュレーションコードの開発を行った．初めに，プラズマの電荷分離を捉えることが可能なシミュレーションコードの開発を行った．プラズマの電荷分離は放電管外に存在する磁気ノズル部で生じており，推進効率向上メカニズムの解明のためには電荷分離を捉えることが必須である．一方で，放電管内ではプラズマ密度が高いことから，電荷分離を捉える必要がなく，電子とイオンの数密度を等しいとする準中性条件を使用しても，十分実プラズマを再現可能である．そのため，コードの妥当性を検証するため，放電管内で準中性条件を使用した計算結果と，放電管内で準中性条件を使用せず電荷分離を捉えた計算結果を比較した．その結果，両者の密度分布は定性的に一致し，シミュレーションコードの妥当性が確認された．次に，放電管外へ排気されたプラズマも含めたスラスタ全体を計算可能なシミュレーションコードの開発を行った．これまでシミュレーションしていなかった磁気ノズル部も計算領域に含まれるため，スラスタの電磁推力が計算可能となる．過去に得られた実験結果と同様の磁場形状・アンテナ位置でシミュレーションを行ったところ，スラスタの推力は実験結果とシミュレーションで定性的に一致した．

The life limitation problem of electric propulsion engine is discussed in detail. The purpose of this study is to demonstrate the design conditions of magnetic field type magnetic field for propulsion efficiency of more than 40%. This year, the propulsion efficiency of magnetic field type magnetic field is improved, and the charge separation of magnetic field type magnetic field type magnetic field type In the beginning, the charge separation of the film was carried out. The charge separation of the discharge tube exists outside the magnetic field. In one case, the density of electrons in the Li tube is high, the charge separation is necessary, the number density of electrons is equal, and the quasi-neutral condition is used. The calculation results of the quasi-neutral condition in the discharge tube are compared with those of the quasi-neutral condition in the discharge tube. As a result, the density distribution of the samples was qualitatively consistent, and the appropriateness of the sample was confirmed. In the second place, Li Guoguan's external exhaust system includes all kinds of calculation methods. The calculation of electromagnetic thrust in the field of magnetic field includes the calculation of electromagnetic thrust in the field of magnetic field. In the past, we obtained the same magnetic field shape, position, thrust, and qualitative results.