希薄気体力学効果を用いたレーザ光マイクロタービンに関する研究

利用稀气体动力学效应的激光微型涡轮机研究

• 批准号: 06805017
• 负责人: 太田 正廣
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06805017/
• 关键词: 希薄気体力学; マイクロマシン; マイクロタービン; 赤外線温度計; 非接触式温度計; レーザ光加熱

近年、人間が入り込むことのできない極限環境下で作動する、微小機械要素で構成された"マイクロマシン"が国内外で注目されている。その中でも試行錯誤が特に繰り返されている要素の一つ、駆動装置がある。本研究では、その駆動装置の候補として、希薄気体環境下で作動する"光マイクロタービン"を取り上げ、マイクロタービンへのエネルギ伝送方法の開発とタービン特性計測方法の獲得を目的とした。本研究における光マイクロタービンは、厚さの薄い正方形のアルミニウム翼4枚をガラス製軸受に接合させ翼の片面のみにカーボンブラックをコーティングした小型ロータ等から構成されている。作動方法はこのロータをニードル型ステンレス製の軸上に乗せ、真空チャンバ内に設置する。その後、チャンバ内を減圧し、ロータの翼にレーザ光を照射する。この時、カーボンブラックはエネルギ吸収率が非常に高い為、カーボンブラックをコーティングした面の温度が上昇する。また、カーボンブラックの熱伝導率が非常に小さい為、熱がロータの翼の裏側まで伝わらず、翼の表裏で温度差が発生する。この現象が低圧中で生じると、希薄気体特有の効果が得られ、この効果によりカーボン面が押される方向に力が発生し、光マイクロタービンは回転した。本研究においては、レーザ光の入射を光学的に遮断し赤外線のみを計測する光ファイバ付きのマイクロセンサを開発し、マイクロタビーンが回転することによりセンサに入射をする赤外線光量の増減により回転数と翼表面温度を計測する(非接触式温度回転数測定装置)ことを試みた。その結果、静止翼面上に設置した熱電対温度計との比較検討およびオシロスコープの出力結果により、本非接触式温度回転数測定装置は高精度を有していることが明らかになった。

In recent years, in the limited environment, human activities and micro-mechanical elements have become the focus of attention both at home and abroad. In the middle of the train, the error code is returned. The elements of the system and the mobile device are not available. In this study, the equipment of this study is expected to be used in the environment of the aircraft. in this study, the equipment and equipment of this study are expected to be used in the environment of the environment. In this study, four wings are connected, such as thin square, thin square, thin square, The method of operation is to set the internal device of the vacuum machine and the vacuum machine on the machine. After the weather, the light is illuminated in the air. At the same time, the absorption rate is very high, and the temperature of the air temperature is very high. The temperature distribution rate is very low, the temperature difference in the surface of the wing is very low, and the temperature difference in the surface of the wing is very low. In the middle of the day, it's like a baby in the middle, a light in the direction, a light in the direction, a light in the back. In this study, the optical interruption system of incident optics is used to measure the temperature of the wing surface temperature (non-contact temperature return measurement device). The results of the test, the temperature gauges on the static airfoils are set, the temperature gauges are compared, the output results are compared, and the non-contact temperature feedback measuring device is equipped with high precision temperature measurement equipment.

项目成果

太田正廣,他: "レーザ光マイクロエンジン付近に誘起される希薄気体流れ" 日本機械学会第72回期通常総会講演会講演論文集. (1995)

Masahiro Ota 等人：“激光微型发动机附近引起的稀释气流”日本机械工程师学会第 72 届普通大会记录（1995 年）。