2016 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 – 2018-03-31
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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している。
研究4年目の平成28年度は、これまで行った、より高いレイノルズ数域での剥離泡崩壊制御板の効果についての風洞実験結果の考察をまとめた。これまでに行った風洞実験結果と考察より、剥離泡崩壊制御板の効果を更に高めるためには、失速状態と失速抑制状態の両者について、スパン方向に三次元的に変化する流れ場を計測して、流れ場特性を知ることと時間とともに変化する流れ場を時系列的を計測し、流れ場の違いを知る必要があることが判明していたので、失速状態と失速抑制状態について2点の実験を行った。まず翼面上の三次元剥離流れ場を既存のステレオPIV装置を用いて計測し、新たに導入した時系列PIV用カメラ装置、既存のPIV用レーザーとデータ処理装置を組み合わせて、流れ場の時系列測定を行った。これまでよりも低いレイノルズ数における流れ場であるものの、得られた三次元ならびに時系列測定結果をもとにして翼の失速にいたる剥離流れの特性に関する考察を行った。（李家、砂田）
数値解析面では、開発を進めている数値流体解析コードを用い、低レイノルズ数流中の翼型周りの非定常数値解析を実施した。低迎角時に実験で観察された非線形空力特性を確認した。（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、特に注目することとした翼面上の三次元剥離流れ場と非定常的に変動する剥離流れ場の両者を計測することができたため、研究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 |
これまでで、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効果を確認し、また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ある程度までは確認することが出来、更に剥離泡崩壊制御板の効果を高めるために必要な剥離流れ場の特性を三次元性ならびに非定常性の両面から探ることができたので、今後は得られた成果をまとめて発表していく。
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| Causes of Carryover |
予定していた計測等は、当初想定していたよりも少ない実験ケース数で望ましいデータを得ることができたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
補助事業期間延長を行い、これまでに得られた成果を論文にまとめて、学会で発表するとともに論文投稿を行う予定である。
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