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山口 敏和*; 福成 雅史*; 小松 怜史*; 小紫 公也*; 小田 靖久; 坂本 慶司; 船木 一幸*
no journal, ,
大気吸込式電磁デトネーションエンジン「マイクロ波ロケット」は、機体外部からのマイクロ波ビーム照射によりエネルギーを投入し、パルスデトネーション機構により推力を得る機関である。マイクロ波放電によるプラズマの電離波面と衝撃波面とで構成されるデトネーション波を用いる点以外は、PDEに似た要素を持つ。この機関は地上に繰り返し使用する高価な設備を残し、構造が簡素で安価な機体を使い捨てることで、宇宙空間への低コスト大量物資輸送機としての利用が期待される。大気吸込式とすることで飛躍的なペイロード比の向上も想定され、吸込部構造の検討を行った。実証へ向けた要素実験結果と大量物資輸送機としての展望について議論する。
小松 怜史*; 福成 雅史*; 山口 敏和*; 小紫 公也*; 荒川 義博*; 小田 靖久; 坂本 慶司; 船木 一幸*
no journal, ,
In order to construct huge space infrastructures, like Space Solar Power System (SSPS), low cost space transportation systems should be applied for transportation of these infrastructures because transportation cost a will be very expensive if conventional chemical rockets are used. One of the prospective solutions is a Microwave Rocket. This rocket can use the atmospheric air as a propellant during the flight in dense atmosphere. Thrust is generated by exhaust process of the compressed air by microwave detonation. Microwave detonation is a process in which a shockwave and an ionization wave front propagate together which begins with breakdown in the air by a high power microwave beam. A key to realize Microwave Rocket transportation system is developing high performance air-breathing system. CFD calculation was conducted to get the detail information of microwave detonation. Moreover, we developed thruster with reed valves and generated impulse using gyrotron. The effect of reed valves is discussed along with the calculation result.
山口 敏和*; 武市 天聖*; 小松 怜史*; 福成 雅史*; 小紫 公也*; 小田 靖久; 梶原 健; 高橋 幸司; 坂本 慶司
no journal, ,
マイクロ波ロケットの推進性能に寄与するミリ波駆動デトネーションの伝播速度はレーザー推進の場合に比べ速いことが知られている。この速すぎる伝播により電離領域の加熱率が低く、十分にデトネーション波背後の圧力が上昇し流体のエンタルピーに変換されていないと考えられる。したがって、その伝播を最適な速度に制御できれば、推進効率が向上すると期待される。この伝播速度制御のため、ジャイロトロンから照射されるミリ波のビームプロファイルを位相補正鏡により変換し、伝播速度を遅くして推進性能を向上させた。
斎藤 翔平*; 小松 怜史*; 福成 雅史*; 小紫 公也*; 小田 靖久; 坂本 慶司
no journal, ,
マイクロ波ロケットは宇宙への次世代大量物資輸送手段として期待されている。周辺大気を吸気し推進薬とするため、高ペイロード比・低コストを実現すると期待されており、その吸気機構の開発が重要となる。そこで、軽量・簡素なリードバルブを導入し、推力発生過程で生じるロケット内部の圧力振動に対するリードの応答を再現し、計測した。さらに圧力変化の測定結果とCFDの結果を比較することで、リードからの吸気が推力向上に寄与する可能性を示した。
小松 怜史*; 斎藤 翔平*; 福成 雅史*; 山口 敏和*; 小紫 公也*; 小田 靖久; 梶原 健; 高橋 幸司; 坂本 慶司
no journal, ,
マイクロ波ロケットは宇宙への大量物資輸送手段として期待されている。周辺大気を推進薬とするため、高いペイロード比・低コストを実現すると考えられており、その吸気機構の開発が重要となる。本研究では吸気機構として推力発生過程で生じる圧力変動に合わせて自発的に開閉するリードバルブを採用した。さらにマイクロ波発振源ジャイロトロンを用いてロケットを作動させ、発生した高圧空気の圧力を計測することで吸気機構の推力への影響を算出した。その結果推力はリードがない場合に比べ2倍以上となり、マイクロ波の照射繰り返し周波数を増加させることでさらに推力を増加させることが可能であることがわかった。
福成 雅史*; 山口 敏和*; 斎藤 翔平*; 栗田 哲史*; 小松 怜史*; 小紫 公也*; 小田 靖久; 梶原 健; 高橋 幸司; 坂本 慶司
no journal, ,
筒状の推進機にマイクロ波を照射し、集光することで推進機内部空気を放電させ、その放電プラズマによる衝撃波を利用して推進力を得ることができる。このマイクロ波ロケットは推進機周辺空気を推進剤として使え、また単純な構造を持つため宇宙開発の低コスト化を実現する次世代の打ち上げ機として期待されている。マイクロ波の照射繰返し周波数を上げると本来の着火点以外でプラズマが着火し、推力性能を大きく低下させる。本研究ではリード弁を用いて吸気性能を上げ、この問題の改善を行った。
平井 敬三*; 小松 雅史*; 赤間 亮夫*; 野口 享太郎*; 長倉 淳子*; 大橋 伸太*; 齋藤 哲*; 川崎 達郎*; 矢崎 健一*; 池田 重人*; et al.
no journal, ,
土壌から樹木への放射性セシウムの移行吸収とカリウム施肥による移行抑制効果の検討のため、福島県川内村のヒノキ新植地で長期モニタリング試験を開始した。福島第一原子力発電所事故当時はアカマツ・落葉広葉樹混交林で、第4次航空機モニタリング(2011年11月)による推定放射性物質沈着量は685k Bq m
(
Cs+
Cs)である。2014年5月に8つの50
50mプロットを設け、ヒノキ植栽後の8月にKとして100kg ha
のKClを施肥し、11月に苗木を採取した。8月の平均空間線量率(
Sv h)は10cm高で1.18、1m高で0.94であった。土壌の平均Cs濃度(kBq kg)はリターで50.0、10-20cm深で0.1と下層へと低下した。またリターから20cm深までの存在量のうち58%がリター中に存在していた。11月に採取したヒノキ針葉の移行係数(土壌0-5cmに対する針葉のCs濃度[Bq Bq])は処理間に有意差はなかったが、土壌のCs濃度が8kBq kg以下では施肥区で小さい傾向にあった。