Bio-inspired Multidisciplinary Design of Flapping-wing Micro Air Vehicle with Flexible, Multifunctional Structures
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19K04838
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Nagasaki University (2020-2022)
Kyushu University (2019) |
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Principal Investigator |
Nagai Hiroto 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (50510674)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長崎 秀司 九州大学, 工学研究院, 助教 (00304741)
藤田 浩輝 日本文理大学, 工学部, 教授 (00315110)
有薗 仁 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (00371097)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 羽ばたき翼 / Micro Air Vehicle / 複合領域設計解析 / ドローン / 生物規範工学 / 空力弾性学 / 柔軟構造 / 飛行制御 / MAV / 複合領域設計 / 空力弾性 / 機構 / 最適化 / 制御 / 構造 / 流体 / モーフィング |
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| Outline of Research at the Start |
航空機の更なる小型化を考えると，生物のような羽ばたき飛行は超小型飛翔体にとっての最適な飛行形態の１つであるが，生物の飛行に匹敵するような機体の開発には至っていない．生物との差を埋める技術として，本研究では生物の柔軟多機能システムに注目する．すなわち，生物のように柔軟な構造システムを相互連成させることで，軽量かつコンパクトな構成で多くの機能を実現する設計である．そのためには，設計の初期段階から空力／構造／機構／運動／制御等の異なる分野を統合した解析技術（複合領域解析）が求められる．本研究では，羽ばたき型超小型飛翔体の柔軟多機能設計を実現するための複合領域解析技術を確立し，その有効性を実証する．
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| Outline of Final Research Achievements |
Biomimetic flapping-wing type micro air vehicles (FWMAVs) have been developed around the worlds as a human-friendly small drone. However, there is still a large gap of flight performances between the FWMAVs and flying animals, such as birds and insects. The key technologies to fill the gap are a biological design, which has flexible, multifunctional, compact structural systems. To attain such a biological flexible design in FWMAVs, it is important to consider the highly coupled phenomena among the configured systems, such as aerodynamics around the flapping wings, elastic deformation of the structures, flapping actuating mechanisms, flight dynamics and controls. In this study, we have developed the multidisciplinary design analysis for the coupling phenomena among the components of a FWMAV.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
現在の回転翼を用いた飛翔ドローンは人間との親和性が低く，都市空間での自由な飛行は制限されている．生物の柔軟で多機能な設計を取り入れた羽ばたき型ドローンは，高い安全性と静音性を有し，人間親和型ドローンとして，人々の生活に溶け込んだ運用が期待されている．本研究は，剛なパーツの組み合わせから成る従来の機械的な設計から脱却し，より生物に近づいた柔軟な設計を目指すことで，人とドローンとの共生社会の実現に貢献するものである．
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Report
(5 results)
Research Products
(21 results)
