2008 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ加工技術を活用した羽ばたき型マイクロ飛翔体の開発
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19560182
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
飯田 明由 Toyohashi University of Technology, 工学部, 教授 (30338272)
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| Keywords | 流体力学 / 生物流体 / 航空力学 / 乱流 / 非定常流体計測 |
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| Research Abstract |
羽ばたき型MAVを実現するため,昆虫の運動を模擬した羽ばたき機構の開発を行った.開発した羽ばたき機構周りの流れの非定常計測を行い,羽の周りの流れと流体力の関係を明らかにし,トンボの飛翔状態との比較を行った.その結果,開発したMAVはトンボの羽ばたき運動を正確に模擬しており,発生する流体力もトンボの流体力にほぼ等しいことを確認した.
しかし,機構の重量はトンボに比べて重いため,実際に飛翔させることが難しい.MAVに関する多くの研究が,機体を固定した状態で実験を行っており,実際の飛翔条件と異なることが問題となっていた.そこで本研究では,羽ばたき機構の自重をヘリウムガスを重点したバルーンにより調整し,羽ばたき機構の重量を実際のトンボと同等にした場合に飛翔可能かどうか確認実験を行った.ヘリウムガスによって自重を調整した場合,羽ばたき機構が飛翔することを確認するとともに,発生する流体力が羽ばたき周波数の2乗に比例することを定量的に明らかにした.さらに自由飛翔常態におけるトンボと羽ばたき機構周りの流れ場を時系列PIVを用いて世界で始めて可視化し,両者がほぼ一致することも確認した.この実験結果により羽ばたき型MAVを製作するための設計指針を得ることができた.
また,羽ばたき機構の前翅と後翅の位相差を変えた実験を行い,前翅と後翅の位相差を制御することにより流体力の方向を制御できることを確認した.この技術は羽ばたき型MAVの飛翔制御にとって重要な技術であり,位相差制御による機体の制御方法を確立することができた.
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