JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
48138000.pdf3.17 MB
titleビーム偏向によるイオンエンジンの推力ベクトル制御
Other TitleIon thruster thrust vectoring by ion beam deflection
Author(jpn)大川 恭志; 早川 幸男; 宮崎 勝弘; 北村 正治
Author(eng)Okawa, Yasushi; Hayakawa, Yukio; Miyazaki, Katsuhiro; Kitamura, Shoji
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部
Author Affiliation(eng)Japan Aerospace Exploration Agency Institute of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Institute of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Institute of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Institute of Space Technology and Aeronautics
Issue Date2005-03-14
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
宇宙航空研究開発機構
Publication date2005-03-14
Languagejpn
AbstractAn experimental and numerical investigation of ion beam deflection by grid translation was performed. The ion beam deflection technique is useful for ion thrusters because it can eliminate the need for conventional gimbaling devices and thus reduce propulsion system mass. High repeatability in beam deflection characteristics was produced by a grid translation mechanism consisting of a piezoelectric motor and carbon-based grids. A numerical simulation reproduced the beam deflection characteristics both qualitatively and quantitatively. The maximum beam deflection angles obtained were comparable to those from ordinary gimbaling devices. Therefore, beam deflection by grid translation is a promising method to direct the thrust vector of ion thrusters.
イオンビーム偏向によるイオンエンジンの推力ベクトル制御の有効性を示すため、電極微小移動によるイオンビーム偏向に関する実験的・数値的な検討を行った。この推力ベクトル制御法は、イオンエンジンのイオン加速部電界に偏りを与えることでイオンビームの排出方向を操作するものであり、従来のジンバル機構に比較して大幅な小型軽量化が期待できる。実験には、低熱膨張率を特徴とするカーボンカーボン複合材電極と小型ピエゾモータを組み合わせた電極移動機構を用い、これにより繰り返し精度の高いビーム偏向特性が得られた。実験結果とParticle-in-Cell法による数値計算結果との比較から、実験結果の妥当性が確認され、種々の条件におけるビーム偏向状態が再現された。ビーム偏向特性およびドレイン電流の増加特性から見積もられた有効イオンビーム偏向能力は、代表的な電気推進ミッションの推力ベクトル制御範囲と同等であり、電極微小移動によるイオンビーム偏向がイオンエンジンの推力ベクトル制御手段として有効であることが示された。
DescriptionJAXA Research and Development Report
宇宙航空研究開発機構研究開発報告
Keywordsdischarge chamber; ion beam deflection; numerical analysis; ion propulsion; piezoelectric motor; plasma acceleration; electric discharge; gimbal; 放電チェンバー; イオンビーム偏向; 数値解析; イオン推進; ピエゾモータ; プラズマ加速; 放電; ジンバル
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
ISSN1349-1113
SHI-NOAA0048138000
Report NoJAXA-RR-04-029
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/52865


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