2013 Fiscal Year Annual Research Report
スマートセンサーを活用した翼型失速回避制御システムの高度化
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25289303
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
李家 賢一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20175037)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
砂田 保人 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50216488)
今村 太郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30371115)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 航空宇宙工学 / 流体工学 / 剥離流 / 流体制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の究極的な目標は、航空機の失速を防止し、これによって、重大な航空機事故を防ぎ、社会的な重要課題である航空安全の向上に寄与することを目指すことである。そのために、失速の原因とされる翼型上に生じる層流剥離泡の制御を行うことで、効果の高い失速抑制を可能とする剥離泡崩壊制御板を用いる失速抑制装置を開発してきたが、本研究では、これを更に発展させ、航空機の姿勢が突風等の影響により非定常的に変化する場合でも翼の失速抑制制御が可能になる制御装置を開発することと、より実際の飛行に近い状態でも失速制御が可能になるような剥離泡崩壊制御板を用いた失速抑制装置の効果を確認することを目的とする。
研究初年度の平成25年度は、研究の第1段階として、翼の姿勢が非定常的に変化した場合の失速抑制装置の効果を調べるための実験の準備を主に行った。まず翼型の迎角が変化することを模擬するために、翼型計測用風洞（既存）の模型取り付け部分を改修し、模型迎角を動的に変更する駆動装置の製作を行った。その上で、動的模型迎角変化装置の動作を確認する試験を行い、迎角が増大していく場合のシステムの機能を確認した。なお、これに関連して、補助金の繰越を行い、適切な迎角変更ができるように自動型迎角駆動制御システムへの改修も行った。さらに前縁セレーションと呼ばれる剥離制御板の効果を調べる風洞試験ならびに固有直交分解と呼ばれる手法により剥離流れの構造を把握するための計測も並行して行った。（李家、砂田）
一方、二次元Navier-Stokesコードを三次元に拡張して翼まわりの流れ場を解析し、その結果を実験と比較するための予備解析も平行して行った。(今村）
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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
迎角の動的変更を行う装置を製作したが、迎角の変更のコントロール自体は手動で行っていたため、望ましい迎角動的変更は行えなかった。この点については追加作業で修正することとしたが、本研究の第1段階の目的であった動的模型迎角変化装置を組み込んだ剥離泡崩壊制御板付き翼型模型システムの構築に関しては、迎角が増大する場合のシステムの機能を確認することができ、計画は順調に進んでいると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の第2段階に移り、動的模型迎角変化装置を組み込んだ剥離泡崩壊制御板付き翼型模型システムの動作確認を行い、本システムが適切に動作することで失速抑制を達成していることを風洞実験において実証していく。
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| Causes of Carryover |
失速抑制のためには、失速に近づいていることを正確に予測する必要がある。また迎角を下げるときには、その予測精度を高める必要がある。その判定に翼面上の圧力変化を計測することとして、そのための圧力計測機器の整備を25年度に予定していた。しかし自動型迎角駆動制御システムの整備に時間が要したので、圧力計測関連の詳細な検討は26年度に行うこととしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、動的模型迎角変化装置を組み込んだ剥離泡崩壊制御板付き翼型模型システムの動作実証を行うが、迎角を増大だけではなく減少させた場合でも適切に失速に近づいていることが判定できるようにシステムが動作するように改修を行うことに使用し、失速抑制を達成する風洞実験を行っていく。
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