2014 Fiscal Year Annual Research Report
世界初の火星飛行探査実現に向けた基盤研究と高高度飛行試験
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24246136
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
永井 大樹 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70360724)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 聖 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (10373440)
得竹 浩 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (80295716)
竹内 伸介 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (20353419)
豊田 裕之 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (00415895)
大槻 真嗣 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (50348827)
野々村 拓 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (60547967)
安養寺 正之 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (70611680)
米本 浩一 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80404101)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | Mars airplane / 低レイノルズ数 / 剥離泡 / 高高度試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、火星大気中を飛行しながら探査を行う火星飛行機の2020年代前半の実現を目指して，火星飛行機実現の鍵を握る基盤技術の研究開発（空力，推進，制御，構造，電源，熱など）の実施と、高高度飛行試験にかかる準備を行った。
基盤技術に関しては、昨年度に行った低レイノルズ数でにおける高性能翼の風洞試験の実施と、更なる向上に関する翼型の探索を実施した。加えて、プロペラ後流が主翼に及ぼす影響に関して、アスペクト比を変えた翼型に対しての性能調査を行った。その結果、プロペラの主翼に対する位置を変化することで、主翼に対する影響が大きく変化し、特に翼端に設置した場合には翼端渦とプロペラ後流との干渉により、性能向上の可能性も示唆された。また火星用の太陽電池の検討、推進用モータの軽量化、機体構造の軽量化に対しても一定の目処が得られた。姿勢制御用センサに関しては、試作機を製作し、その性能検証とゾンデを用いた実証試験を実施し、その性能が確認された。
以上を纏めると、火星飛行機を実現させるための個別の基盤技術に関しては、一定の目処が立ったといえる。
高高度飛行試験に関しては、個々の技術を組み合わせて得られる空力性能と飛行制御能力が、大気球を用いた試験において飛行安全を完全には担保できないという理由から延期された。本件に関しては、空力性能の改善（具体的には舵面の可動範囲確保）、飛行制御則の改良などを行い、実施を行うものとする。これらはすでに目処が立っており、実施は可能であるといえる。ただし、複合領域システムとして考えた際の空力性能に関しては、低レイノルズ数と行った特殊な環境下での剥離泡の挙動が関係しており、今後、研究を発展させる必要があり、新規の課題として提案したい。
これまでに得られた成果に関しては、積極的に学術論文、国内・国外論文として外部に発信していくこととする。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Experimental and Numerical Investigations of Three-Dimensional Flows around Propellers in Low-Reynolds Number Flows2014
Author(s)
Yonezawa, K., Goto, Y., Hayashida, T., Sunada, S., Anyoji, M. and Tsujimoto, Y.
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Journal Title
Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan
Volume: 12
Pages: Pk_65-Pk_70
DOI
Peer Reviewed
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