2018 Fiscal Year Research-status Report
New concept "local joint coordinates" to break down the barrier of flexible deployable wing model between 2-D and 3-D dimensions
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18K18905
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
槙原 幹十朗 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60392817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
亀山 正樹 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (30302178)
永井 大樹 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70360724)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 局所ジョイント座標 / 柔軟展開翼 / 展開翼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
＜研究実施計画の概要＞ 研究体制と研究計画に従って３次元構造空力連成モデル構築と風洞実験を行った．風洞実験に用いる展開翼として矩形平板翼を用いた．実証実績のある翼の材質・寸法を用いるので風洞への設置がスムーズに行えた．入念な予備実験と数値解析を行ったうえで風洞実験に臨んだ．
＜供試モデル＞ 全長0.3 mの塩ビ平板翼供試モデル①②を用いた．①は折り畳み機構有で②は折り畳み機構無である．供試モデルは幅0.05 mで厚さ0.002 mである．
＜風洞実験と数値解析＞ 風洞実験を行う前に研究室内で実施する動的振動試験で平板翼の曲げ剛性などを計測した．計測にはレーザー変位計・ひずみセンサ・加速度センサを用いた．計測値を用いて突風変形量を概算し，実験での安全性を確保した．安全の為に振動が発散するフラッタ発生速度も解析で求めておき，風洞実験はフラッタ発生速度以下で行った．
＜実験内容＞ 治具で固定した供試モデルを鉛直に風洞測定部に設置した．米Duke大学の過去研究で実証実績のある「吹き出し口に可変翼列を設置する手法」で突風を生成した．翼列はリンク機構を介して手動で駆動した．まずは，翼列駆動速度と突風速度の関係を実験から求めた．次に，突風によって生じる翼根ひずみを貼付したひずみセンサで計測した．得られた翼根ひずみから突風耐性の指標となる曲げモーメントを算出した．レーザー変位計による測定値を含めた実験結果を数値解析結果と比較する事で，提案する解析法の信頼性を実証した．さらに，供試モデル①②に発生する曲げモーメントを比較することで，折り畳み機構で曲げモーメントが低減できるかどうかを実験的に検証した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
着実に研究計画通りに進んでいるから．特に難しいと予想されていた「２次元モデルの利点を維持したまま３次元に拡張し「局所ジョイント座標」を用いて３次元展開角を表現する」という大きな目標が達成できたから．
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| Strategy for Future Research Activity |
国際協力者が発展させた３次元空力モデルを導入する．「局所ジョイント座標」を用いて空力モデルを連成させる．風洞を用いて展開実験を遂行する．風洞で３次元モデルの妥当性を明らかにする．本風洞は模型を浮上させ，飛行挙動を含めた実機に近い３次元挙動を再現する．
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| Causes of Carryover |
当初購入を予定していた２つの翼列機構が今年度は１つで済むことになり，購入費が少なくすんだため．また学会の参加費と旅費が不要であった．今年度の使用計画としては，今年度の残金を活用して，自由度を高めた複雑な翼列機構の製作し，当初の計画よりも高度な研究実験を遂行する．
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