将来の惑星探査へ向けた大気突入飛行環境予測技術向上のための熱空気力学的研究

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惑星大気突入探査で重要となる大気突入飛行時の飛行環境予測技術の向上のために以下の研究を行った。1.強い衝撃波背後の熱化学的非平衡現象の理解へ向けた分光学的研究従来から問題となっていた回転並進温度間の非平衡性の理解へCARS分光による計測の検討を行った。特に、本手法と発光分光法により得られた結果との比較から本手法により回転温度等を算出する従来の方法の問題点と誤差の原因を明らかにした。2.強い衝撃波に伴う電離機構に関する研究強い衝撃波背後での電離の理解とモデル構築のため、衝撃波前後で電離度の計測を行った。本研究では現象理解の簡単化のため単原子分子のアルゴンを用いた。実験では衝撃波前方でも多量の電子が存在することが示され、数値シミュレーションとの比較からこれらの電子が衝撃波背後の電子生成速度に影響を及ぼすことも示された。3.大気突入飛行環境模擬装置としての膨張波管装置検討再突入時の空力加熱防御法の新概念として電磁場を用いた熱防御手法が注目を集めている。本手法についての実験は従来はアーク風洞を用いて行われていたが、実際の再突入条件との乖離が問題視されていた。そこで、より実飛行条件に近い状態を模擬するための地上実験装置としての膨張波管の特性検討を行った。従来衝撃波管として用いられた装置を膨張波管として駆動するための検討並びに、実際に装置を駆動し、圧力、衝撃波速度等の計測から試験時間、性能等の評価を行い、大気突入飛行の地上模擬実験装置としての膨張波管の有用性を示した。