大宇宙物流時代に向けた高周波プラズマと誘導加速を組合せた無電極推進機の研究

航天物流时代高频等离子体与诱导加速相结合的无极推进装置研究

• 批准号: 17J04669
• 负责人: 柳沼 和也
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J04669/
• 关键词: 電気推進; 無電極推進; 大電力電気推進; 深宇宙探査; プラズマ; 電磁誘導加速; 高周波プラズマ; 宇宙工学

将来的に計画されている有人の深宇宙探査ミッションや月-地球間の大規模宇宙輸送ミッションにおいては，100 kW級の大電力電気推進の実現が必要とされている．本研究では，100 kW級の大電力電気推進の実現に向けた「高周波プラズマをプラズマ源としながら，時間変動する磁場を外部から印加し誘導電流を誘起し，電磁加速によるプラズマ加速を行う電気推進」を提案し，その推進機の推力性能評価を2 kW級の装置を用いることによって実験的に行った．2kW級装置を用いた実験では，実施計画にあるように，推力スタンドを用いた推力測定と，プローブ法によるプラズマ診断を行った．これら実験に加えて，提案する推進機のプラズマ加速モデルを構築と加速モデルにおける推力と物理パラメータの関係を解析的に求め，実験で得られた推力性能特性との比較を行った．提案した推進機におけるプラズマ加速スキームにおいては，推力項はプラズマ中の周方向スワールと加速コイルが誘起する磁場によってなるが，この推力項は磁場の大きさに正の相関がある．一方で，先行研究で提案されるような反磁性電流と磁場の相互作用を利用した無電極推進機に比べて，大電力化した際に効率向上に有利であることを，電磁流体の方程式に基づきながら明らかにした．本研究によって，提案した推進機のプラズマ加速では，推力電力比を最大にする加速周波数があることを突き止め，さらに，大口径で短軸の低アスペクト比の推進機形状が推力電力比へ大きく寄与することを明らかできた．

In the future, it is planned that there will be people in deep space exploration, the lunar month-the large-scale universe between the earth and the earth. 100 kW large-scale power generation promotes the realization of the necessary power supply. In this study, 100 kW high-power power generation promotes the realization of high-cycle power transmission. On the outside of the magnetic field, the Inca induced current goes off, the magneto accelerates, the accelerator accelerates, and the propulsion engine pushes forward the proposal, the thrust performance of the propulsion machine, the thrust performance of the 2kW engine, the equipment of the vehicle, the equipment of the 2kW class, the engine engine, the thrust, the thrust. It is proposed that the propulsion machine do not speed up the operation of the train. The proposal is that the thrust force of the engine be accelerated. The solution of the analysis of the thrust force of the engine is better than that of the bank. It is proposed that the thrust performance characteristics of the engine are better than those of the bank. On the one hand, on the one hand, we should first study the proposal on how to improve the performance of anti-magnetic current magnetic field interaction (MFI). In the first place, we should first study the proposal to improve the performance of the anti-magnetic current magnetic field interaction by making use of the passive passive promotion of machine comparison, and it is beneficial for the big power to improve the performance of the magnetic field. The equations of electromagnetohydrodynamics (EMHD) are based on the theory of electromagnetic force. In this study, it is proposed that the propulsion engine accelerates the acceleration, the thrust

项目成果

誘導加速型無電極推進機における推力の静磁場分布依存性

感应加速型无极推进机推力对静磁场分布的依赖性

• 发表时间: 2019
• 作者: 畠山 昌則;龍野瑛，栁沼和也，関根北斗，小泉宏之，小紫公也
• 通讯作者: 龍野瑛，栁沼和也，関根北斗，小泉宏之，小紫公也

無電極プラズマ推進機の電磁誘導加速過程に関する実験的研究

无极等离子体推进机电磁感应加速过程实验研究

• 发表时间: 2018
• 作者: 齋藤由樹;石谷暖郎;小林修;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;Daisuke Haraguchi;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;小林 和幸編著（分担執筆：原口 大輔）;公益財団法人德川記念財団・静岡県富士山世界遺産センター編（分担執筆：原口 大輔）;寺内正毅関係文書研究会;原口 大輔;小林 和幸;柳沼和也，倉重宏康，関根北斗，小泉宏之，小紫公也;龍野瑛，柳沼和也，関根北斗，小泉宏之，小紫公也;龍野瑛，柳沼和也，関根北斗，小泉宏之，小紫公也;関根北斗，龍野瑛，柳沼和也，小泉宏之，小紫公也
• 通讯作者: 関根北斗，龍野瑛，柳沼和也，小泉宏之，小紫公也

誘導加速型無電極推進機のプラズマ生成アンテナ及び静磁場の形状と推力の関係，宇宙科学技術連合講演会

等离子体发生天线与感应加速无极推进飞行器静磁场形状和推力的关系，空间科技联盟讲座

• 发表时间: 2018
• 作者: 齋藤由樹;石谷暖郎;小林修;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;Daisuke Haraguchi;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;小林 和幸編著（分担執筆：原口 大輔）;公益財団法人德川記念財団・静岡県富士山世界遺産センター編（分担執筆：原口 大輔）;寺内正毅関係文書研究会;原口 大輔;小林 和幸;柳沼和也，倉重宏康，関根北斗，小泉宏之，小紫公也;龍野瑛，柳沼和也，関根北斗，小泉宏之，小紫公也;龍野瑛，柳沼和也，関根北斗，小泉宏之，小紫公也
• 通讯作者: 龍野瑛，柳沼和也，関根北斗，小泉宏之，小紫公也

Experimental Study for Effects of Plasma Density on the Performance in an Electrodeless Inductive Plasma Accelerator

等离子体密度对无极感应等离子体加速器性能影响的实验研究

• 发表时间: 2017
• 作者: Kazuya Yaginuma Toshihiro;Matsuguma;Sekine Hokuto;Shintarou Komatsu; Hiroyasu Kurashige;Hiroyuki Koizumi;Kimiya Komurasaki
• 通讯作者: Kimiya Komurasaki

Experimental Evaluation of Steady-State Electromagnetically Inductive Acceleration for Electrodeless Plasma Thruster and Fundamental Measurement of the Correlation between the Effective Current of Acceleration Coil and Thrust

无极等离子推进器稳态电磁感应加速实验评估及加速线圈有效电流与推力关系的基本测量

• DOI: 10.2322/jjsass.67.25
• 发表时间: 2019
• 期刊: JOURNAL OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES
• 作者: 齋藤由樹;石谷暖郎;小林修;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;Daisuke Haraguchi;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;原口 大輔;小林 和幸編著（分担執筆：原口 大輔）;公益財団法人德川記念財団・静岡県富士山世界遺産センター編（分担執筆：原口 大輔）;寺内正毅関係文書研究会;原口 大輔;小林 和幸;柳沼和也，倉重宏康，関根北斗，小泉宏之，小紫公也
• 通讯作者: 柳沼和也，倉重宏康，関根北斗，小泉宏之，小紫公也