ホールスラスタの地上試験におけるチャンバ背圧影響に関する数値感度解析

張科寅; 張科寅; 渡邊裕樹; 窪田健一; 船木一幸

文献

J-GLOBAL ID：201802262265991487 整理番号：18A1061778

ホールスラスタの地上試験におけるチャンバ背圧影響に関する数値感度解析

Numerical Sensitivity Analysis of Chamber Backpressure Effect in Hall Thruster Experiment

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資料名：
巻： 66 号： 3 ページ： 61-68(J-STAGE) 発行年： 2018年
JST資料番号： L3565A ISSN： 1344-6460 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

設備背圧効果はHallスラスタ開発での重要な未解決問題として残り,精密な軌道上でのスラスタ運転を予測することを困難にさせている。これまでの研究における測定が,背圧効果は理論との比較において予期せぬ高いスラストと放電電流増大の原因となることを示している。本研究においては,背圧効果をParticle-in-Cellプラズマシミュレーションを用いた感度分析によって調べた。静的圧力だけでなく動的圧力,あるいは背景のガス流の速度をパラメータ化した。結果が,もし動的背圧が存在すると,Hallスラスタ測定についての推奨される圧力基準を満足させても,>10%のスラストと電流の増加が観察できることを示している。このため,背景ガスの動的圧力は背圧効果課題の主たる理由の一つであるかもしれないことを示唆している。スラスト/電流増加の主因を取り込まれた背景ガスの流束であると同定している。また,シミュレーションにおいてチャネル壁体積エロージョン速度も取り込まれた流束と共に線形的に増加することも観察している。(翻訳著者抄録)

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ロケットエンジン

引用文献 (30件)：

1) Funaki, I., Iihara, S., Cho, S., Kubota, K., Watanabe, H., Fuchigami, K. and Tashiro, Y.: Laboratory Testing of Hall Thrusters for All-electric Propulsion Satellite and Deep Space Explorers, 52nd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Salt Lake City, AIAA 2016-4942, 2016.
2) 田代洋輔,他:全電化衛星向けホールスラスタの開発状況,第60回宇宙科学技術連合講演会,函館,1I05, 2016.
3) Hamada, Y., et al.: Hall Thruster Development for Japanese Space Propulsion Programs, Trans. Jpn. Soc. Aeronaut. Space Sci., 60 (2017), pp. 320-326.
4) 鳩岡恭志,久本泰慶:次期技術試験衛星の開発,平成28年度宇宙輸送シンポジウム,相模原,STEP-2016-010, 2017.
5) Hofer, R. R., Peterson, P. Y. and Gallimore, A. D.: Characterizing Vacuum Facility Backpressure Effects on the Performance of a Hall Thruster, 27th International Electric Propulsion Conference, Pasadena, CA, IEPC-01-045, 2001.

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