Dynamic Flow Control of Model Aircraft with Electric Micro Device and the Flight Demonstration

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H03816
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 24:Aerospace engineering, marine and maritime engineering, and related fields
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: FUJII KOZO 東京理科大学, 工学部情報工学科, 教授 (50209003)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤松 浩 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10370008) ; 関本 諭志 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50783817) ; 米田 洋 帝京大学, 理工学部, 教授 (60734506) ; 藤田 昂志 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (80774471)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 流体制御 / プラズマアクチュエータ / 飛行試験 / 数値シミュレーション / 風洞試験 / 失速

Outline of Final Research Achievements

This study proves the effectiveness of the well-recognized flow control authority by the small device called DBD plasma actuator in the real flight under atmospheric conditions. Small model airplane was used for the flight and amount of obtained data identified flow control authority of this device both for avoiding stall phenomena which improves safety of the flight of UAV/MAV and increase of lift-to-drag ratio which improves flight performance. The elemental research (i. e. the development of small power supply ) associated with the flight was also carried out and that enhanced applicability of DBD plasma actuator and elucidated important features of the DBD plasma actuator.

Free Research Field

航空宇宙工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

軽量，薄型でかつ動的な流れを可能とするプラズマアクチュエータへの期待は大きい．これまで風洞試験や数値シミュレーションといった理想的な環境条件下での制御効果は広く検証されてきたが，気流方向の変化や多様な乱れを含む大気の中でもプラズマアクチュエータが有効に機能することを示すことができた．大型の航空機における利用はまだこれからではあるが，UAV/MAVといった小型の航空機や飛翔体での利用につながる成果となったと考えている．関連して進められた要素研究や基礎研究はそれぞれ新たな知見につながり，このデバイスの社会的利用に向けたさらなる研究の前進となった．