2014 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) |
今村 太郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30371115)
砂田 保人 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50216488)
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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、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している。
研究2年目の平成26年度は、研究の第2段階として、翼の姿勢が非定常的に変化、すなわち迎角が増大したり減少したりする場合の失速抑制装置の効果を調べるための実験を主に行った。本年度は、前年度に構築され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に関して、迎角が減少していく場合でもシステムの動作制御が可能になるように、翼面上に設けられた表面圧力孔からの圧力情報を適切に活用できるソフトウェアの改修を行った。その改修されたシステムを用いて風洞実験を行い、迎角が増大したり減少したりする場合でも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できた。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実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前年度に引き続き行った。また次年度に行う予定のより高いレイノルズ数域での風洞実験に関する検討も行った。（李家、砂田）
一方、前年度に予備的に整備した二次元ならびに三次元Navier-Stokesコードを用いて、剥離泡崩壊制御板付きの翼型まわりの流れ場の解析も行い、その結果を実験と比較することも平行して行った。(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
今年度は、第1段階で構築され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に関して、翼の迎角が増大ならびに減少した場合でも制御可能なシステムを完成させることが主目的であったが、その点は全て達成できたため、計画はおおむね順調に進んでいると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の第二段階までで、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う事が出来た。今後は、本研究のもう一つの主目的である、より実際の飛行に近い状態でも剥離泡崩壊制御板を用いた失速抑制装置の効果があることを確認していく。そのために、より高いレイノルズ数域（速度域が高い状態）を実現する大型の低速風洞を用いた実験を行っていく。
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| Causes of Carryover |
開発したシステムが的確に作動するためには、失速現象の予兆を捉える必要があるが、その予兆を捉える模型表面圧力計測は、迎角変化の角速度が小さい場合は、既存の圧力変換器でも十分に機能することが確かめられたことにより、当初考えていたよりも費用がかからずにシステムが構築できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、より高いレイノルズ数域での風洞実験を行うので、そのために大型の風洞を外部機関から借用することとしている。その風洞での実験のために、スパン方向により大型の剥離泡崩壊制御板を用意する。また事前に流れ場解析を行うことで、異なるレイノルズ数下での流れ場の特性を把握した上で、試験条件を検討しておく。
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Research Products
(8 results)
