A Multi pulse experiment of a microwave-beaming thruster

マイクロ波ビーミング推進器におけるマルチパルス実験

小田 靖久*; 小紫 公也*; 高橋 幸司; 春日井 敦; 坂本 慶司

Oda, Yasuhisa*; Komurasaki, Kimiya*; Takahashi, Koji; Kasugai, Atsushi; Sakamoto, Keishi

マイクロ波ビーミング推進器において、発生したプラズマはマイクロ波パワーを吸収しながら衝撃波に追随して伝搬することから、その解釈にデトネーションエンジンの推力生成モデルを適用した。その結果、推進器内の圧力変化を積分することで全推進力を評価することができ、推進器に取り付けた長さ180mmの円筒内でのそれは0.16Nsとなった。これは、飛行実験結果の2倍の大きさに相当するが、推進器内に新たな空気が入り込み、それがプラズマ生成のための燃料補給となったことから2倍のエネルギーが得られたと考えている。マルチパルス実験では、推力性能を維持するためにはパルス間隔を20Hz以下する必要があることを示唆する結果が得られた。

The thrust generation model of a pulse detonation engine (PDE) was applied to a microwave beaming thruster composed of a cylindrical tube, because an ionization front propagates in the tube absorbing microwave power following a shock wave. Total impulsive thrust was estimated by integrating the pressure history at the thrust wall. The thrust for a thruster with the tube length of = 0.18m was 0.16Ns. It was twice as large as that measured in the flight experiment. This discrepancy would be caused during the air-refilling process. Pressure histories under multi pulse operation were also measured at the frequency from 40Hz to 15Hz. The shock velocity and pressure in the thruster changed with the pulse repetition frequency. Although impulsive thrust was decreased with pulse repetition frequency, the decrease in thrust at the frequency lower than 20Hz was allowably small.