時空間変動磁場下の微粒子プラズマの物理挙動解明と電磁加速型無電極推進への影響調査

时空变化磁场下颗粒等离子体物理行为的阐明及其对电磁加速无极推进的影响研究

• 批准号: 22K14027
• 负责人: 古川 武留
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14027/
• 关键词: 無電極高周波プラズマスラスタ; 回転磁場加速法; 磁気ノズル; 微粒子プラズマ; レーザー誘起蛍光法; 発光分光分析法; プローブ計測; 電気推進機; 高周波プラズマ生成

無電極高周波型スラスタの一つである回転磁場（Rotating Magnetic Field: RMF）を用いた無電極追加加速法の性能向上に向けた運転条件の最適化と，実利用における微粒子プラズマの挙動を鑑みたRMF法によるプラズマ加速効果を評価することを本研究課題の目的とする．本年度は，まず内直径30 mmを有する段付き放電管を使用したRMFスラスタ模擬装置の設計・制作に取り組んだ．当該模擬装置における電磁石コイルを使用した磁気回路による発散磁場条件と，高周波電源によるプラズマ生成条件を確認した．またRMF駆動用電源系統の配線等のセッティングを行い，放電中のRMF磁場印加も確認した．現在当該小型RMF装置おけるRMF駆動時におけるプラズマ加速効果を，計測実験により評価中である．特に先行研究から，RMF回転周波数やRMF磁場強度はRMF加速効果と磁場浸透効果にとって重要であることがわかっており，当該小型装置における検証を推進している．中部大学桑原准教授所有の内直径100～170 mmのテーパ形状を有する比較的大口径のRMF駆動試験装置にて，RMF加速効果の計測実験による評価を進めた．イオンマッハ数の2次元分布計測やダブルプローブ法による電子密度計測に加えて，レーザー誘起蛍光法によりRMF駆動時軸方向におけるイオン流の2次元速度ベクトルを取得し，RM駆動によるスラスタ排気方向速度増加を確認した．RMFによるイオン加速効果に加えて，高いプラズマ密度の増加も，プローブ探針法により得た．これら計測結果から，プラズマ圧力増大に伴う圧力勾配の増大が見られ，これによる高い軸方向加速効果を検証した．これらから，RMF加速法の実現に向けたスラスタサイズのスケーリング測導出に向けた知見を得つつあるが，今後更なるRMF駆動条件変化の依存性検証が期待される．

The Rotating Magnetic Field: RMF accelerates the performance of the magnetic field in the direction of the optimal conditions by using the accelerated method. The performance of this study is optimized by using the RMF method to accelerate the performance of this study. The device with an internal diameter of 30 mm is used to make a pickup device by using the device device of the RMF generator. When the model device is designed to use the magnet circuit, the conditions for the generation of high-cycle power sources are not verified. When the model device is designed to use the magnet circuit, the conditions for the generation of high-cycle power sources are not validated. When the model device is designed to use magnets, such as the magnet circuit, the conditions for the generation of high-cycle power sources are verified. RMF is used to automatically use power source system wiring and other electrical equipment. In the middle of the RMF magnetic field Inca confirmation. Now when the small RMF device turns on the RMF operation, it is necessary to increase the speed of the device. In this case, the cycle wave number of the RMF echo, the RMF magnetic field strength, the RMF magnetic field strength and the magnetic field penetration are very important. Professor Sangyuan of Central University has an internal diameter of 100,170 mm. The shape of a large caliber RMF engine is similar to that of a large caliber RMF engine, and the RMF accelerator is used to improve the performance of the device. The number of cycles is calculated by the second-order distribution method, and the density of the electronic density is calculated by the numerical method. The photoluminescence method does not change the direction of the RMF motion. The two-dimensional velocity is obtained. The speed of the direction of the train is increased by the speed of the RM. The RMF train speed is increased. The RMF train speed is increased, the density of the heavy load is increased, and the detection method is effective. The results of the calculation show that the results are effective. In order to increase the speed and speed in the direction of high speed, the RMF acceleration method shows that the information received from the customer has been detected by the RMF acceleration method, and the information received from the customer has been detected. In the future, there will be more information about the dependence of the movement conditions.

项目成果

Ion Flow Velocimetry in Radio Frequency Plasma Thruster Using Additional Rotating Magnetic Field Acceleration Method

使用附加旋转磁场加速方法的射频等离子体推进器中的离子流测速

• 发表时间: 2022
• 作者: Takeru Furukawa;Daisuke Kuwahara;Shunjiro Shinohara
• 通讯作者: Shunjiro Shinohara

Investigation of ion acceleration in electrodeless plasma thruster using rotating magnetic field acceleration method

采用旋转磁场加速法研究无电极等离子体推进器中的离子加速

• 发表时间: 2022
• 作者: Takeru Furukawa;Daisuke Kuwahara;Shunjiro Shinohara
• 通讯作者: Shunjiro Shinohara

回転磁場プラズマ加速を用いた無電極電気推進におけるイオン流速評価

利用旋转磁场等离子体加速评估无电极电推进中的离子流速

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Kisaki;K. Nagaoka;J. Slief;Y. Haba;R. Nakamoto;K. Tsumori;H. Nakano;K. Ikeda;M. Osakabe;波場泰昭;Y. Haba;波場泰昭;Y. Haba;Y. Haba;古川武留，桑原大介，篠原俊二郎
• 通讯作者: 古川武留，桑原大介，篠原俊二郎