2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development and Application of Fluidic Thrust Vectoring Technique for Aircraft Attitude Control
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17K06940
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
畠中 和明 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30749320)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣田 光智 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50333860)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 航空機姿勢制御 / 流体的推力方向制御（FTV） / 飛行実証 / 自律飛行 / FTV性能評価システム構築 / 数値解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，流体力学的推力偏向（Fluidic Thrust Vectoring: FTV）技術をモデル航空機に組み込み，有効な姿勢制御機構として従来の姿勢制御手法と同等以上に機能することを示すことを目的として実施された。令和元年度の研究実績の概要を以下に示す。
１．前年度までに，ダクテッドファン型のモデル航空機に自律飛行システムとロギングシステムを搭載した飛行試験が終了した。今年度はそのモデル航空機にFTVノズルを搭載して飛行試験を実施した。自動飛行中にエレベータによる姿勢制御からFTVによる姿勢制御に切り替え，安定した水平飛行が行えることを確認した。
２．計算機上でFTVノズルの性能評価を行うため，またFTVノズルの最適な形状を数値解析によって効率的に探索するために，シミュレーションによる現象の再現に取り組む中で，シミュレーションにおける主流の偏向角が実験値よりも小さくなるという課題を抱えていた。昨年度はダクテッドファンによって引き起こされる旋回流を模擬することによって推力偏向角が増加することを見出していた。本年度は更に旋回の強さをパラメータとして計算を実施し，旋回強度が増すと偏向角も増加することが確認された。また，シミュレーション結果を詳細に解析し，旋回によって引き起こされる遠心力によって主流が二次流路へ効率的に導入され偏向角が増加する原因になっていることを明らかにした。
３．５孔ピトー管を使用してダクテッドファンの排気を測定し，どのような旋回が発生しているのかを確認した。今後は，実験によっても旋回流の強さを振り，偏向角に及ぼす影響を調べるとともに，測定した旋回流の情報をシミュレーションの境界条件として用い，より実際に近い条件でのシミュレーションを実施する。
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