新型ホール推進機の作動特性とビーム発散に関する実験的研究

新型霍尔推进器工作特性及光束发散度实验研究

• 批准号: 10750657
• 负责人: 平川 美晴
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750657/
• 关键词: 宇宙用電気推進; ホール推進機; 実験; 作動特性; ビーム発散

宇宙用電気推進機の一種であるホール推進機は、静電場と静磁場を用いてイオンを加速し推力を得る機構を持つ。電気推進機の中で現在までに最高の推進効率を示しているイオン推進磯と比較すると、ホテル推進機は推力が大きく、より地球近傍での使用に適していると考えられるため、近年各国で注目を集めている。ホール推進機はSPT型とTAL型という二種類大別されているが、双方の特性の定量的な比較が十分に行われていないために、性能や作動の安定性を考慮した場合にどちらがより実用に適しているかということが不明確である。また本研究以前には、日本国内においてTAL型についての実験的研究が行われたことはない。したがって、将来的に両者の長所を取り入れた最適なホテル推進機を設計する準備として、本研究ではTAL型の作動特性やビーム発散などを調べることとし、TAL型に近い新型ホール推進機を設計及び製作した。ホール推進機の排気プラズマは低密度で圧力が低いため、地上で実験を行うためには、適した真空条件を作り出す真空チャンバが必要である。本研究機関が所有していた真空チャンバの気密性を上げ、また作動に必要な電力・推進剤をチャンバ内に導入するため、新たなフランジを製作し、推進剤供給系・電力供給系を整えた。その後、新型ホール推進機の作動を行った結果、磁場の強度が作動に影響を与えることが確認された。また、ビームの発散角や推力を測定するための機器を製作していた段階であり、今後、定量的に作動特性やビーム発散、それらへの磁場形状の影響等を評価する予定である。

A Kind of Electric Propulsion Machine for Universe: Electrostatic Field and Static Magnetic Field The highest propulsion efficiency of electric propulsion machines is now shown in comparison with the thrust of electric propulsion machines, which are suitable for use near the earth. SPT type and TAL type of propulsion machine are different from each other. Quantitative comparison of characteristics of both types is very important. Performance and stability of operation are considered. This study was previously conducted in Japan. The design and manufacture of TAL type propulsion system are studied in this paper. The exhaust pump of the Hohl propulsion machine has low density, low pressure, and can actually move on the ground. However, it is necessary to provide suitable vacuum conditions. This research institute has improved the tightness of all vacuum systems, improved the operation of propulsion systems, and improved the power supply systems. After the new type of propulsion, the results of the operation, the strength of the magnetic field and the influence of the operation are confirmed. The influence of the machine's manufacturing, stage, and future quantitative operating characteristics, dispersion, and magnetic field shape on the measurement of the engine's dispersion angle and thrust force is evaluated.