並列タイトル等Experimental Investigation of a 12 cm Diameter Kaufman Xenon Ion Thruster
タイトル（掲載誌）航空宇宙技術研究所報告 = Technical Report of National Aerospace Laboratory TR-1099
一般注記本研究は,ビーム噴射口径12cmのカウフマン型キセノンイオンエンジンの性能向上の研究の一環として,放電室部品の形状,寸法等が放電性能に与える影響を明らかにすることを目的とした。このため,放電室部品のうち特に放電に関係の強いポールピースの形状および高さ,ポールピース内の主陰極の位置,バッフル径,放電室磁場の強さ等を変更してエンジン作動試験を行った。その結果,次のことがわかった。つば無し形状のポールピースは,つば付き形状のものに比較しイオン生成コストは低く,放電電圧は高いが,差は小さい。主陰極バッフル径を大きくすると放電電圧が上がる。つば付きポールピースでは,バッフル径の変更が推進剤利用効率対イオン生成コスト特性に与える影響が,つば無しポールピースに比較して大きい。ポールピース高さの最適値は,30mm程度である。主陰極をバッフルに近づけるにしたがって,放電電圧は上がり,エンジン性能は向上する。放電室磁場の強化はイオン生成領域を放電室中心部に集中させる。また,本エンジンを実用に供する場合に適切と考えられる放電室形状を選定した。
An experimental investigation was performed on discharge performance improvement of a 12cm diameter Kaufman-type xenon ion thruster to study the effects of dixcharge chamber configurations of discharge performance. Various discharge chamber configurations were constructed by changing the shapes and heights of the pole piece, the positions of the main hollow cathode, the cathode braffle diameters, abd the discharge chamber magenets. These parameters were selected becouse they are relativery easy to change and have a large influence on discharge performance. Thruster operation tests were then conducted using each of these experimental configurations. Results revealed that a straight cylinder type pole piece provided lower ion production costs and higher discharge voltages than an inside brim pole piece, although differences only slight. Larger diameter cathode baffles gave higher discharge voltages, with the effects of baffle diameter changes on the characteristics of ion production cost with respect to propellant utilization efficiency, being larger in the brim pole piece than in the straight cylinder one. A 30mm high brim pole piece gave the best discharge performance. As the main cathode was placed nearer to the baffle, the discharge voltage increased and the discharge performance improved. Stronger discharge chamber magnetic fields subsequently concentrated the ion production regions in the center of the chamber. Discharge chamber configurations appropriate for operational use ion thrusters were selected based on these results.
資料番号: NALTR1099000
レポート番号: NAL TR-1099
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連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ