2014 Fiscal Year Research-status Report
空力浮上式鉄道「エアロトレイン」の機体設計パラメータと安定性に関する研究
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26420814
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| Research Institution | Kokushikan University |
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Principal Investigator |
菅原 雄介 国士舘大学, 理工学部, 准教授 (60373031)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊地 聡 岐阜大学, 工学部, 准教授 (40312665)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 特殊航空機 / 地面効果翼機 / エアロトレイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，地面効果を利用し浮上走行を行う鉄道であるエアロトレインに関して，風洞実験により地面効果域内での揚力や抗力，モーメントをモデル化し，機体の力学モデルを用いたシミュレーションにより翼配置・翼面積・重心位置などの機体の形状パラメータが制御性・安定性に及ぼす影響を考察することにより，機体形状の設計論を構築することを目的としている．この目的に対し本年度は，地面効果機の動力学モデルの構築，地面効果下での空力特性のモデリング，機体の設計パラメータと安定性の検討，機体設計仕様の検討を行う計画であった．
本年度の研究実績としては，まず地面効果機の動力学モデルの構築として，動力学シミュレーションソフトウェアMapleSimにおける環境上で機体の運動モデルを構築した．この運動モデルは，申請者らのこれまでの研究に基づき，航空機の運動を表す線形モデルに，地面効果が影響を与える空気力のみを非線形モデルとして加える事で構築したものである．
また地面効果下での空力特性のモデリングとして，地面効果が働いている状況下において翼後縁の稼動部である補助翼を動かした際に空力特性がどのように変化するかを風洞実験により調べた．その結果補助翼の稼動角が小さい場合には空力特性は角度にほぼ比例するが，角度が大きくなると比例関係からずれ空力特性の変化が小さくなることがわかった．
またこれらの統合に向けた準備を開始するとともに，これらに基づき機体の設計パラメータと安定性，機体設計仕様の検討を開始した．
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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
現在までに，地面効果機の動力学モデルの構築，および地面効果下での空力特性のモデリングについては一定のめどが立ち，これらについては順調に進展していると考える．
ただしこれらの統合，および機体の設計パラメータと安定性の検討，機体設計仕様の検討に関しては，若干の遅れが生じている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，機体の設計パラメータと安定性の検討を，まず縦の運動に関して継続する．これに続いて機体の動力学モデルを横・方向の運動を含むよう拡張し，これを用いて検討を続ける．これから縦および横・方向の運動の両方に関して，安定性に優れた機体の基本設計に関する知見を得る．
また，地面効果下での空力特性のモデリングを，引き続き風洞実験により継続する．動翼や前後対称翼型等の影響を含め調査し，近似式を導出し，適宜前述の動力学モデルに反映する．
またこれらと並行して，これらの知見を総合し，機体設計仕様の検討，機体設計論の構築を行ってゆく．
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| Causes of Carryover |
２６年度使用額が当初計画より少なかった理由は以下の2点による：
・動力学シミュレーション用ソフトウェアが１ライセンスで２台同時使用可能であったため，１ライセンスのみの購入としたこと．
・研究打合せの多くをオンラインで実施したが，不都合が生じなかったこと．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
２７年度はシミュレーション用ソフトウェアの年間保守更新契約を支払うことでシミュレーションによる検討の効率化を図るほか，実験用機械部品，材料を中心に支出し，実験の充実化に用いる．また研究打合せを密に行い研究の加速を図る．
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Research Products
(9 results)
