Research on the enhancement of the safety and assessment of the influences on the surroundings for the manned and unmanned multiple-rotor-type aircraft
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19H02344
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
得竹 浩 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (80295716)
田辺 安忠 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主幹研究開発員 (80724799)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
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| Keywords | ドローン / 空飛ぶクルマ / 騒音 / 風 / 安全 / オートロ―テーション / マルチロータ機 / 風圧 / オートローテーション |
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| Outline of Research at the Start |
ドローン，ドローンタイプ空飛ぶクルマを我々の生活空間に取り込むために，安全性向上と周辺への影響評価を取り入れた設計指針を確立する．そのために以下の２つ課題に取り組む．
（課題１:安全性向上）飛行試験とシミュレーションを組み合わせて，上記飛行体においてオートローテーションが安全性向上の有効な手法になりうるかを明らかにする．
（課題２：周辺環境への影響評価）ドローン周辺での風速，騒音の測定，及び数値計算を用いて，ドローン周辺の風速，騒音の評価式を提案する．その結果を利用し，風速・騒音を考慮した際の，上記飛行体の設計指針を整理する.
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| Outline of Final Research Achievements |
(1)It was revealed that the peak value of downwash and its position were affected by the damage level of rotor. The method estimating downwash has been newly proposed.(2)Vertical autorotation was proposed as an emergency landing technique for a multirotor drone suffering a total loss of one motor. The vertical autorotation consists of two phases. In phase 1, all rotors operate in windmill mode. In phase 2, two rotors, including a damaged one, operate in windmill mode while the other two operate in propeller mode.(3)It was revealed that the ground effect of the quadrotor drone shows different trend compared to the conventional single-rotor helicopter. The outwash from each rotor mainly flows along the ground and decays proportional to the individual rotor size, while the outwash from the gap of the rotor is strong up to a higher altitude. This outwash feature should be paid attention to keep the personals or objectives on the ground safe.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
(1)吹き下ろしの提案推定手法を利用することで，損傷の直接推定や損傷や飛行環境の変化によるダイナミクス変化を補償する新しい飛行制御則の実現が期待できる．(2)クアドロータドローンにおいて1モータの故障が飛行に与える影響は大きい．クアドロータドローンにおける１モータ故障時の安全着陸の手法を提案した．(3)マルチロータ型eVTOLやドローンが，離着陸する際に地面の影響を受け飛行が不安定になりやすいこと，ロータの間の断面においては高高度まで強い風が横に噴き出しており地上人員・物資への影響に注意が必要であることを示した．以上の成果は，マルチロータ型eVTOLやドローンの安全な利用に貢献できる．
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Report
(4 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Quadrotor Drone Hovering in Ground Effect2021
Author(s)
Yasutada Tanabe, Hideaki Sugawara, Shigeru Sunada, Koichi Yonezawa, and Hiroshi Tokutake
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Journal Title
Journal of Robotics and Mechatronics
Volume: 33
Issue: 2
Pages: 339-347
DOI
NAID
ISSN
0915-3942, 1883-8049
Year and Date
2021-04-20
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Peer Reviewed
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