2020 Fiscal Year Research-status Report
Design of Wing in Ground Effect Vehicle for High Flight Stability
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17K00744
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| Research Institution | Kurume Institute of Technology |
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Principal Investigator |
東 大輔 久留米工業大学, 工学部, 教授 (20461543)
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2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 航空機デザイン / 地面効果 / 飛行安定性 / 離島交通 / 海洋交通 / 航空交通 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度の研究ではSTOL機(Short Takeoff and Landing Airplane)などに見られる境界層制御装置に着想を得て、巡航状態にある地面効果翼機の主翼の上面に回転可能な支柱を取り付けて左右の主翼の境界層と揚力をそれぞれコントロールし、飛行安定性を高める新たな空力デバイス検討を進めたが、従前のフラップや垂直尾翼のようにローリングモーメントやヨーイングモーメントなどの飛行安定性を十分に高める効果を得ることはできなかった。
その一方で、従前の垂直尾翼で飛行安定性を高めようとすると、尾翼を機体の重心から十分に後方に配置せねばならず、海面近傍を飛行する地面効果翼機の場合、迎角を大きく取る必要がある低速飛行時に水面に着水し、大きく減速して失速に至る危険性がある。
そこで、2020年度はヨー方向の飛行安定性を高める垂直尾翼を機体前方に配置し、水平尾翼も合わせて前方に配する固定型空力デバイスの検討を行った。一般的に先尾翼と呼ばれるデザインに近くなるが、本事業で検討している機体の主翼が、翼下面の圧力を効率よく向上させる目的で前進翼で下反角のついたデザインとなっているため、機体全体のデザインとしては次世代航空機として十分に斬新な印象が得られている。また、巡航時の飛行安定性を高める効果も確認でき、低速高迎角時のリヤエッジの着水を避けることもできるため、地面効果翼機として機能とデザインを融合する重要な方向性を見出せたと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2019年度までの研究では、旅客機などで見られる従前の垂直尾翼や水平尾翼に頼らないアクティブエアロデバイスの研究に注力してきたが、センシングからデバイス制御までの時間遅れの課題や、実機に搭載する際のコストなどの点で課題が多く、2020年度は固定した空力デバイスで飛行安定性を高める手法を再検討した。具体的には研究実績の概要でも記したように、機体後方に配置する尾翼だと低速高迎角時にリヤエンドが着水して失速する恐れがあるため、機体前方に配置する垂直尾翼と水平尾翼の検討を行った。
2020年度の風洞試験ではピッチングモーメントなどの飛行安定性を高める結果が得られ、機能だけでなく斬新なデザインの印象を与える方向性も見出されたため、2021年度は地面効果翼機ならではの特徴的かつ斬新な機体デザインのブラッシュアップを進めたい。
このように機体デザインにおいては有意な成果が見られたものの、新型コロナウイルスの影響で、湾内や離島の海上・航空交通の国内調査や海外調査を実施することはできず、新たな海洋・航空交通サービスを検討する領域では成果をあげることができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度の研究で、地面効果翼機ならではの機能とデザイン性を融合した斬新な機体デザインの方向性が見い出せた。2021年度はさらに検討を進め、巡航時から離着水時までの飛行安定性を高める機体デザインの提案をまとめたい。
また、新型コロナウイルスの影響で実施できなかった湾内や離島の海上・航空交通の国内調査や海外調査を着実に実施し、本事業の重要なテーマであった新たな海洋・航空交通サービスの提案もまとめたい。
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| Causes of Carryover |
2019年度は新型コロナウイルスの影響で湾内および離島間の海洋・航空交通の現地調査が実施できず、予定していた旅費の支出がなかった。その一方で、風洞試験による機体デザインの研究は進めることができたが、2018年度までに購入していた部材などで風洞試験モデルの作成ができたため、予算の支出は発生しなかった。
2020年度は最終年度になるため、新型コロナウイルスの感染予防を徹底しつつ、湾内および離島間の海洋・航空交通の国内調査と海外調査を着実に進め、新たな海洋・航空交通サービスの提案を進めたい。また、機体デザインの領域においても、今年度はコンピュータの購入や、風洞試験用の部材を購入する必要があるため、予算を効果的に支出する予定である。
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