Nakashima, H.;Miyamoto, T.;Mii, K.;Nishijima, T.;Ijiri, H.
한국추진공학회:학술대회논문집
/
한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
/
pp.314-317
/
2004
On 9/5/2003, the planet probe “HAYABUSA” as MUSES-C project was launched by The Institute of Space and Astronautical Science. “HAYABUSA” has microwave discharge ion engines and these engines are characterized by their high efficiency and specific impulse in comparison with chemical engine. A large ion engine can be used as a planet explorer, while a small ion engine can be used as attitude control of small satellite. We have been developing a high thrust density microwave discharge ion engine using “Multi-Monopole Antenna”. The performance of this engine are: ion cost of 344W/A, propellant utilization efficiency of 52% and thrust density of 0.055mN/$\textrm{cm}^2$ for Kr gas flow rate of 2.5sccm, microwave(2.45㎓) power of 32W and acceleration voltage of l.4㎸.
This paper presents the trade-off study of conducting a survey of the weights for various kind of propulsion systems installed in the Smart Unmanned Aerial Vehicle TR-100, a tilt-rotor vehicle, which is developed by Korea Aerospace Research Institute, in order to predict the appropriate propulsion system for present and future Personal Air Vehicle, which has single mode and vertical take-off & landing. In order to perform the trade-off study, we set the requirements that the vehicle hovers for 1 hour with 1,000 kg maximum take off weights. In this study, the power systems are classified engine, which uses the fossil fuel - turboshaft engine, piston engine, diesel engine and rotary engine, and electric motor with fuelcell or Li-Ion battery. The results of trade-off study shows the power systems using fossil fuel are superior to using fuelcell or Li-Ion battery for weight of propulsion system. Also turboshaft engine is the best power system for the aspects of system weight, and the nexts are rotary engine, piston engine, diesel engine, electric motor with Li-Ion battery, and electric motor with fuelcell.
Natural gas possesses several characteristics that make it desirable as an engine fuel; 1)lower production cost, 2)abundant commodity and 3)cleaner energy source than gasoline. Due to the physics characteristics of natural gas, the volumetric efficiency and flame speed of a natural gas engine are lower than those of a gasoline engine, which results in a power loss of $10-20{\%}$ when compared to a normal gasoline engine. This paper describes the results of a research to improve the performance of a natural gas engine through the modification and controls of compression ratio, air/fuel ratio, spark advance and supercharging and method of measuring flame propagation velocity. It emphasizes how to improve the power characteristics of a natural gas engine. Combustion characteristics are also studied using an ion probe. The ion probe is applied to measure flame speed of gasoline and methane fuels to confirm the performance improvement of natural gas engine combustion characteristics.
In this study, we propose a novel micro-ion engine system. Single plasma source is used for both ion beam source and neutralizing electron source. By changing the electrical connection, either operation can be switched. This micro-ion engine system gives translation motion and attitude control to microspacecraft. The major objective of this study is verification of our concept. Small plasma source of 20 mm diameter was developed. Plasma was sustained by microwave power. Using this plasma source, ion beam extraction and electron emission was successively demonstrated.
Ion current in an S.I engine cylinder is measured with the spark plug as a probe. The peak values are confirmed to show a fair correlation with local air-fuel ration and engine speed which implies that the ion current measured at the spark plug may provide a signal for the local mixture strength which is the key parameter in precise fuel control for future engines especially of gasoline direct-injected lean burn engines.
The knock in a spark ignition engine has been investigated to avoid the damage to the engine and unpleasant feeling caused by the pressure waves propagating across the combustion chamber. Knock intensity and knock onset angle were used as physical parameters to quantify the knock characteristics. The knock intensity is defined as a peak to peak value of the bank pass filtered combustion pressure signal and the knock onset angle is determined as the crank angle at which this signal exceeded the threshold level on each cycle. The cyclic variation of knock in four valve single cylinder engine was investigated with these two parameters. The location of autoignition was also examined by ion probes in the cylinder head gasket and squish region in the combustion chamber. For this measurement, a single cylinder engine was modified to accept the pressure transducer, 18 ion probes in the squish region and 8 ion probes in the specially designed PCB (Printed \ulcornerCircuit Board) cylinder head gasket.
Spark plug ionization signal could be useful in an internal combustion engine as a feedback signal for combustion diagnostics such as misfire detection, knocking detection and lambda control, but the signal has high level of cyclic fluctuation in an internal combustion engine due to residual gas, pressure, temperature, mixture composition in the spark gap. Because of this reason it is very difficult to apply ion signal to commercial engine control. In this Study, a correlation between A/F and spark plug ionization signal was studied in a constant volume chamber. Constant volume chamber with gas phase fuel(Propane) has homogeneous fuel composition , no mixture flow, same pressure and temperature on each test. The results show that mean chemi-ion signal has the highest correlation with A/F and intial pressure change has on effect on the thermal-ion signal and not on chemi-ion signal.
The microwave discharge ion engine generates plasmas of both the main ion source and the neutralizer using 4㎓ microwave without discharge electrodes and hollow cathodes, so that long life and durability against oxygen and air are expected. The MUSES-C “HAYABUSA” asteroid explorer installing four microwave discharge ion engines “$\mu$10s” was launched into deep space by M-V rocket No.5 on May 9, 2003. After vacuum exposure and several runs of baking for reduction of residual gas the ion engine system established the continuous acceleration of the spacecraft toward the asteroid “ITOKAWA”. The Doppler shift measurement of the communication microwave revealed the performance of ion engines, which is 8mN thrust force for a single unit with 3,200sec specific impulse at 23mN/㎾ thrust power ratio. At the end of 2003 the accumulated operational time exceeded 8,000 hour and unit. HAYABUSA will execute the Earth swing-by on June 2004 and arrive at the asteroid in 2005 and return to Earth in 2007.
LPG has been a broad concern of pro-environmental alternative fuel for vehicles. Recently, the new Liquid Phase LPG Injection(LPLI) system extends the limit of power of LPG engine and gives a chance to substitute LPG engine for diesel engine of heavy duty vehicles that are the main resources of air pollution in urban area. Large bore size of heavy duty LPG engine derives a serious knock problem. To find an optimal MBT conditions, it is necessary to know how the flame develops in the combustion chamber and find where the knock positions are. In this study. the ion-probe head gasket was used to estimate the knock position. Inverse operation of the ion-probe signal provides the flame developing characteristics. The further the position is from the spark plug, the later the flame arrives and the more times knock occurs. The main factor that effects knock position is inferred a flor situation of mixed gas in the combustion chamber.
The Engineering Test Satellite VIII(ETS-VIII) of Japan Aerospace Exploration Agency(JAXA) uses a 20mN class xenon ion engine subsystem(IES) for North-South Station Keeping(NSSK). The IES was modified for a larger satellite with longer lifetime based on the former IES. ETS-VIII, a three-ton class geosynchronous satellite with 10 years bus lifetime, was launched 18 Dec. 2006 JST; it reached the planned orbit and all bus systems were checked out. The IES showed good results and is now under normal operation. The total accumulated operation time of the IES in orbit was about 2300 hours till $19^{th}$ Dec. 2007.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.