2017 Fiscal Year Annual Research Report
Aerodynamics Caused by Attitude Rates of a Supersonic Vehicle with a Cranked-Arrow Main Wing
| Project/Area Number |
15K06596
|
|---|
| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
溝端 一秀 室蘭工業大学, 工学研究科, 准教授 (00271875)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 超音速機 / クランクトアロー翼 / 空力微係数 / ローリング / ピッチング / ヨーイング / 風洞試験 / CFD |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究者は、マッハ２程度までの速度で飛行する小型飛行実験機において、亜音速および超音速空力性能を両立できるクランクトアロー平面形状とダイヤモンド翼型の組み合わせを提案している。クランクトアロー翼まわりの流れは前縁剥離による大規模渦流れとなり、その全機空力特性には未解明要素が多い。そこで本研究では、姿勢変化レートによる空力微係数に焦点を絞り、動的風試、非定常CFD解析、および縮小機体による飛行試験によって、クランクトアロー主翼を有する超音速機形状の姿勢変化レートによる空力微係数を定量的に明らかにすることを目指している。平成29年度の実施内容と成果は以下の通りである。
１．前年度に引き続き、機体模型にロール、ピッチ、およびヨーレートを与える機構を用いて、これら姿勢変化レートによる空力特性を風試によって計測した。駆動機構の剛性改良、ノイズ対策の一層の徹底、および複数回計測による再現性評価によって計測データの信頼性を改善した。
２．前年度に引き続き、風試と同等の条件でCFD解析を実施し、姿勢変化レートによる空力微係数を推算した。
３．以上によって、これまで実測が希有であった姿勢変化レートによる空力特性が明らかになった。この成果は、有翼飛行体の自律的誘導制御則の構築に大いに資すると期待される。
４．ヨーレートによる空力について、主翼による渦流れと尾翼の干渉、および尾翼での流れの剥離の可能性を、風試（オイルフロー法）およびCFD解析（流線描画）によって検証した。今後、ロールおよびピッチレートによる空力を含めて、スモークワイヤ法やPIV法による空間的な流れ構造の解明が必要である。
５．飛行試験用の縮小機体（翼幅80cm、全備質量3.5kg程度）を複数機製作した。安全確実な飛行試験のためには推進器および降着装置の一層適切な設計・製作を要することから、本研究期間の後に飛行試験を実施することとした。
|
