Propulsive Impulse Measurement of a Microwave-Boosted Vehicle in the Atmosphere

マイクロ波推進機の大気中における力積測定

中川 樹生*; 三原 与周*; 小紫 公也*; 高橋 幸司; 坂本 慶司; 今井 剛

Nakagawa, Tatsuo*; Mihara, Yorichika*; Komurasaki, Kimiya*; Takahashi, Koji; Sakamoto, Keishi; Imai, Tsuyoshi

マイクロ波推進機のモデルを製作し、110GHzジャイロトロンから出力される110GHz, 1MWのマイクロ波を用いて打ち上げ実験を行い、打ち上げ時の力積を測定した。マイクロ波(RF)を推進機のパラボラ形状のノズルに入射すると、フォーカス点付近でプラズマが生成、そしてマイクロ波により加熱される。その時、衝撃波が発生し、その衝撃力により推進機を押し上げるというのが打ち上げのメカニズムである。今回の実験における衝撃力の打ち上げエネルギーへの結合係数は395N/MWで、これはレーザー推進機と同レベルである。実験でのRFのパルス幅は0.175msecで、今のところ結合係数はそのパルス幅の長さで制限されており、パルス幅をより短くすることで、結合係数が増加する可能性がある。

A launching experiment of a microwave-boosted vehicle model was carried out using the 110GHz, 1MW gyrotoron and a propulsive inpulse to lift up the vehicle was measured. The rf power and pulse was 1MW and 0.175 0.8msec. The launching mechanism is as follows. Plasma is produced in the nozzle of the vehicle model when the rf beam is injected toward it. The plasma heated by the rf beam can produce a shock wave that gives a propulsive impulse to the vehicle. Maximum momentum coupling coefficient from the impulse to the vehicle is 395N/MW which is comparable to that of a laser boosted vehicle. The rf pulse was 0.175msec. The coupling coefficient is limitted by the gyrtron operation in pulse length and can increase if the pulse length is shorter than 0.175msec.