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マイクロプラズマスラスタの研究開発:高温反応場と高速流れ場の競合現象の解明と制御

微型等离子体推进器研发：高温反应场与高速流场竞争现象的阐明与控制

基本信息

批准号：
18030007
负责人：
斧高一
金额：
$ 4.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

マイクロプラズマ源とマイクロノズルから成るマイクロ波励起の電熱加速型マイクロプラズマスラスタの具現化・実用化と,マイクロプラズマに特徴的な反応場と流れ場の競合現象の解明とその制御方法の創出をめざし,[1]これまでの数値解析モデル(マイクロ波電磁界,マイクロプラズマ生成・維持,マイクロノズル流れ,スラスタ推進性能)の高度化を推進し,マイクロプラズマ源からノズルに至る全領域に2温度流体モデルを適用して,マイクロプラズマ生成・維持とマイクロノズル流れの自己無撞着な数値解析モデル(統一シミュレーションモデル)を完成した.その結果,プラズマパラメータの空間分布がマイクロプラズマ源内でのマイクロ波電磁界の微細構造,ひいてはマイクロ波エネルギーのプラズマでの吸収効率に影響を及ぼし,プラズマ生成ひいては推力に大きな影響を及ぼすことがわかった.[2]さらに,これまで,数値解析および実験において推進剤として用いてきたArガスにかえて軽い分子性ガスH_2を用い,マイクロプラズマ生成を実証し,マイクロプラズマスラスタとしての推進性能を測定した.H_2を推進剤とした場合,その優れた熱伝導性のため,微小空間の壁でのプラズマ損失が顕著になるマイクロプラズマスラスタにおいては,大型のスラスタほど特徴が出ないことが危惧されたが,Arと比較して推力は約0.1mNと1桁程度低いが,比推力は約500sと1桁程度高く,H_2の高い熱伝導性による壁へのエネルギー損失は大きな問題にならず,電熱加速型マイクロプラズマスラスタの推進剤として使用できることを明らかにした.

The source and the generation of the electrothermal acceleration type of the excitation wave, the realization and application of the characteristics of the inverse field and the flow field, and the creation of the control method.(Wave electromagnetic field, generation, maintenance, flow, propulsion performance) to improve the propulsion, source, all areas of temperature fluid, applicable, generation, maintenance, flow, own collision-free number analysis (unified) to complete. As a result, the spatial distribution of the electromagnetic wave in the source has a fine structure, which affects the absorption efficiency of the electromagnetic wave in the source. [2]In this case, the numerical value analysis method is used to determine the propulsion performance of the propellant. H_2 is used to determine the thermal conductivity of the propellant. The loss of small space wall is about 0.1mN, the loss of large space wall is about 500s, the loss of large space wall is about 0.1mN, the loss of small space wall is about 0.1mN, the loss of large space wall is about 0.1mN Electrothermal acceleration type propulsion

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Numerical Analysis and Experiments of a Microwave-excited Microplasma Thruster

微波激发微等离子体推进器的数值分析与实验

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Proc. 30th Int. Electric Propulsion Conf. (30th IEPC), Florence, Italy, Sep. 2007
影响因子：
0
作者：
T. Takahashi;Y. Takao;K. Eriguchi;and K. Ono
通讯作者：
and K. Ono

Micro plasma thruster for ultra small satellites: Plasma chemical and aerodynamical aspects

用于超小型卫星的微型等离子体推进器：等离子体化学和空气动力学方面