2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of analytical method for structural design of morphing wings with corrugated structures
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15K06598
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
横関 智弘 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50399549)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 航空宇宙工学 / 構造・材料 / 可変翼構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
航空機構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術（モーフィング技術）が注目を集める中、揚力等による主要な荷重を伝達し、形状を保持しながらも自由な変形が求められるという、一見矛盾した構造を成立させるために、コルゲート型モーフィング構造に焦点をあて、モーフィング翼の開発に必要な設計解析手法に関する研究を実施した。翼の後縁部分がシームレスに自在変形可能な可変キャンバーモーフィング翼構造を対象とし、コルゲート構造を有するモーフィング翼構造の空力・構造連成解析による簡易設計手法の確立を実施した。
モーフィング翼は空力荷重により形状が変化するため、構造解析と空力解析を連成させて解析する必要がある。解析時間の短縮化のため、空力と構造の簡易解析モデルとして、XFLR5と柔軟梁モデルを用い、連成させることで、モーフィング翼の変形形状を予測手法を構築した。その手法を用い、空力的に最適な形状および変形を実現するため、駆動機構を考慮したコルゲート構造について、構造パラメータ（コルゲート構造パラメータ）を変化させた場合の空力性能を指標として、モーフィング翼構造の最適化を行った。コルゲート構造パラメータを変化させることで、モーフィング翼構造の設計が可能であることを示した。最終年度においては、最適化したモーフィング翼構造の試作を行った。駆動試験を実施し、その変形評価を通じて、構築した設計解析手法の妥当性を検証した。
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