2016 Fiscal Year Annual Research Report
Attempts to construct flying toy "Taketombo" technologies as a PBL education focusing on advanced technology elements
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26350207
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| Research Institution | Nishinippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高藤 圭一郎 西日本工業大学, 工学部, 教授 (10461485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白山 晋 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10322067)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 竹とんぼ / 竹とんぼ型飛翔体 / PBL / 工学教育 / Rotorcraft / Launching Device |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ものづくりの大切さを伝える竹とんぼを若い世代に認知してもらうため、竹とんぼの性能評価手法構築の構想から機材構築及び実験を行い、以下の知見を得た。
１．竹とんぼ型飛翔体用発射台による性能実証手法の確立：これまで一般的な竹とんぼに対しては人の手による発射しか出来なかったことに対して、竹とんぼに改修を加えること無く、飛翔現象を何度でも再現可能な機械式発射台を構築した。この発射台は人の動作や行動の模倣の研究成果により人体の発生させる回転トルクを大まかに再現し、かつ角度調節機構により自由自在な仰角で発射出来る．特に飛距離競技や対空時間競技では客観的な記録や飛行経路を計測することが可能となった．
２．低Re数領域での翼評価：遅い流れの中での翼断面での現象を明らかにするため、３Dプリンターでの竹とんぼ形状の製作が出来るようになり，竹細工の高度な技術を必要とせずに再現性の高い飛行現象の確認が可能となった．
３．竹とんぼに対する現象理解の整理及びその内容説明講義の試行：本研究において古典的竹とんぼに対して逆テーパー角を持つ竹とんぼが如何に優れているかを専門家以外への一般人から小中学生まで慣性モーメントの考え方を説明出来る簡便なまとめを行い，基礎的な部分のみではあるが聴講者のレベルに合わせて飛翔時の物理現象も説明し，理解を得られた．
４．竹とんぼ性能評価装置開発のPBL及びその成果の学童への活用：飛行状態や性能を明らかにするため、竹とんぼ本体だけでなく、可視化用光源やパーティクル発生装置等も構想・設計から３Dプリンター製作までPBLとして行い、竹とんぼの周りの空気の流れとして、翼端渦の可視化など可能となった。更にこれらの機材を用いた応用例として空気砲で発生させた渦輪断面の可視化を児童対象の科学教室で行ったところ、これまで見た事が無いなどの物理現象への興味を引き出し、当該小学生達からも好評を得た。
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