2015 Fiscal Year Research-status Report
浮遊粒子採取ターボジェットUAVシステム構築に向けた要素技術の開発
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26340047
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
松平 雄策 新潟大学, 工学部, 技術専門職員 (50377149)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松原 幸治 新潟大学, 自然科学系, 教授 (20283004) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 小型ターボジェットエンジン / 騒音 / シェブロンノズル / 燃焼の可視化 / UAV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度において,小型ターボジェットエンジンの基礎的なデータ(推力,排気温度,燃料消費率,燃焼効率等)収集方法を確立した．さらにエンジンが発する〈音〉にも着目し，騒音対策としてサイレンサーを開発した．サイレンサーの出口にシェブロンノズルを取り付け，付けない状態との比較も行った.150,000rpmで運転した時は125dBの音を発していたのに対し,サイレンサーを使用した場合105dBと20dBも減衰させることができた.またサイレンサーを取り付けたにも関わらず,燃料消費率は無しの時と比較しても0.1g/sec/kgfと差ほど変化せず,このサイレンサーは最適であると言えるのではないか.
またエンジンの最適設計を試みるにあたり,別の側面からのアプローチも行った.アニュラ型燃焼器を等比平板形状にした．通常,小型ジェットエンジンは円筒状を成しているが敢えて，矩形にし１面に耐熱ガラスを設置することにより内部燃焼の可視化に成功，さらに燃料を噴霧させるに必要な蒸発管ノズル形状の最適化にも着手した．現在【多孔式蒸発管】を開発，特許申請中である．このノズルを用いる事により,安定燃焼の限界を希薄領域に広げる事が出来た．
これらの研究は,平成27年9月9日「第43回 日本ガスタービン学会」(鳥取),平成27年10月17日「日本機械学会 山梨講演会2015」にて発表させて頂いた.
上記と同時に,新潟スカイプロジェクト(ＮＳＰ：新潟県内の産,官,学 共同プロジェクト)ではUAVの本体を製作しテスト飛行の段階まで来ている.平成28年度には,我々のエンジンを搭載したUAVの試運転が出来ると思われる.それと浮遊粒子採取は,市販のUAVを購入させて頂き,簡易的な収集装置を製作,実験飛行を繰り返している.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者は研究室に所属する技術専門職員であり,研究室に配属された卒研生,院生,ドクターの研究に対し技術的にサポートしなければなりません.さらに週8コマある学部生に対しての講義もサポートしなければならず,これらは通常業務であることは十分承知しているのですが,なかなか本研究に時間を費やす事が出来ず,もう少し時間配分に対して計画を練り直さないといけません.
さらに本研究課題は季節・気象にも左右され,新潟では冬季間研究を遂行することが難しく,このこともやや遅れている原因になっていると思います．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度本年が当研究の最終年度となるため，開発中の小型ターボジェットエンジンの性能測定を行ったデータや，最適な燃焼器の設計等を新潟スカイプロジェクト(NSP)に反映させたいと考えている.その為には，エンジンの基礎データをさらに収集し，新潟市やNSPの代表企業であるYSEC株式会社と綿密な連携を図りながら研究を進めて行く．さらに，NSP製小型ジェットエンジンも同時にデータ収集していく予定である．
今年度NSP製UAV機にNSP製小型ジェットエンジンを搭載し，テスト飛行をする予定である．(平成27年度のテスト飛行の際は，市販のターボプロップエンジンを搭載した．)その際に，研究代表者の考案した簡易的な浮遊粒子採取装置を搭載してもらい，実際に粒子を収集したい．
また研究代表者も単独で，市販されているUAVに浮遊粒子採取装置を搭載し，装置の精度向上も行っていく．
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| Causes of Carryover |
今回の研究成果を，ガスタービン学会あるいは日本機械学会に投稿，発表しました．ガスタービン学会は米子で行われ，機械学会は山梨で行われ，当新潟市から移動するとなると遠方であるため旅費が加算してしまいました．今年度は参加を予定している学会が，隣県で行われる予定であり昨年度のように，旅費で大幅に使用すると言うことはないと思います．
物品費に関しては，平成27年度までに実験装置，方法を確立させようとしたため，値の張る物を購入しました．このことにより，平成27年度中に実験方法がある程度確立出来ました．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
旅費に関して，今年度参加を予定している学会は「ガスタービン学会」と「日本機械学会」です．ガスタービン学会は山形県で行われる予定です．隣県と言う事もあり，昨年度に比べて支出は抑えられると思います．機械学会は関東大会なので昨年同様，山梨県で行われ，支出に関しては同様の金額になる予定です．
物品費に関しては，平成27年度までに装置はある程度完成し，実験方法も確立しているので，高価な測定装置や実験装置の購入は無いと思われます．従って最終年度となる当研究は，細かな物品の購入で予算消化できるものと思っています．
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