超小型高推力レーザーアブレーション推進機の基礎技術研究

超小型大推力激光烧蚀推进机基础技术研究

基本信息

批准号：
16760646
负责人：
中野正勝
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology (2006)Tokyo Metropolitan College of Aeronautical Engineering (2004-2005)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、推進機の省電力化ならびに推進剤の成分比の変更による性能向上をテーマに研究を実施した。具体的な成果は以下の通り。最小レーザー着火パワーの取得真空下において、レーザー光のパワーをパラメータとし、B/KNO_3推進薬の着火確率データを取得した。レーザー光のパワーを変更しながらB/KNO_3火薬の着火率を取得することにより、着火に必要な最小パワーを実験的に取得することが出来た。着火に必要な最小パワーは約300mWと推定され、昨年度まで用いていたレーザー光のパワーの約1/3であることが確認された。すなわち、これは実ミッションにおいて大きな質量を占める電源系を1/3に小型化できることを示している。推進剤の成分比の変更による着火性能の向上B/KNO_3推進薬の配合割合を変えることによって着火性能を変化させ、着火に最適な推進薬組成を求めた。使用した混合比は、B/KNO_3/binder=8/90/2,18/80/2,28/70/2,38/60/2及び48/50/2である。実験の結果、ボロンの混合比率が低いB/KNO_3/binder=8/90/2及び18/80/2は,レーザーを照射したものの着火に至ることなく有意なインパルスを発生しなかった.また,これらの混合比では大気圧下でのレーザー照射でも着火に至らなかった.一方で,ボロンの混合比の割合がこれらよりも高くなるB/KNO_3/binder=28/70/2及び38/60/2,48/50/2では全ての着火に成功し,インパルスも考慮して最適な混合比B/KNO_3/binder=28/70/2〜38/60/2を得た.以上により、最適な組成の推進剤を用い、なおかつ、レーザー出力を可能な限り抑えることで、超小型衛星のみならず、電力要求の更に厳しい深宇宙探査のプローブにも適用可能な、超小型高推力レーザーアブレーション推進機の基礎技術の習得を実現した。

今年，我们对推进飞机节省动力的主题进行了研究，并通过改变推进的组件来提高性能。具体结果如下。在最小激光点火功率的真空度下，将激光的功率用作参数，并获得了B/KNO_3推进药物的火概率数据。通过更改激光光的功率，获得了B/KNO_3火药的点火率。点火所需的最小功率估计约为300兆瓦，并且可以证实，直到去年，激光光的功率约为1/3。换句话说，这表明在实际任务中占据较大质量的电源系统可以较小到1/3。通过更改比例代理B/KNO_3的组件比例来改善点火性能，通过改变推进药物的比率改变了点火性能，并称为点火最佳的比例组成。所使用的混合比率为B/KNO_3/Binder = 8/90/2,18/80/80/28/70/70/70/70/2,38/60/2和48/50/2。由于实验，B/KNO_3/BINDER = 8/90/2和18/80/2的硼混合物比，并未引起在没有点火比的情况下引起明显的激光刺激。另一方面，气压下的激光辐射不被点燃。成功，最合适的混合物比B/KNO_3/Binder = 28/70/2-38/60/2。而且，更严格的功率可以通过使用组成推动剂并尽可能地减少激光输出。