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無尾翼機にTrirotorを組み込んだVTOL機Hamming Wingの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06247
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

滝田 好宏  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 教授 (60546050)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードVTOL機 / 無尾翼機 / チルト式マルチロータ / UAV / 風洞実験 / 自律飛行 / 災害対応 / VTOL / マルチロータ
研究成果の概要

研究開始当初において重要であった無尾翼機は,レフレックス翼型,20度前後の後退角および重心後方の垂直翼によって,安定した飛行が可能であるこという設計指針を得た. Trirotorを無尾翼機に内蔵するために,機体に穴をあけることは,揚力の低下と抗力の増加を招くために今後のVTOL機設計に使用しないことにした.Quad-tilt-rotorを無尾翼機に用いた場合,(1)機体の剛性がホバリング時な安定性に大きく影響すること,(2)水平飛行時ピッチングの安定性は翼とエレボン(エルロンとエルロン)の剛性に関わるために,機体構造の設計において高剛性化と軽量化を両立する必要があることが分かった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はマルチロータと固定翼機の利点を兼ね備えたVTOL型UAVの機体設計を行い,飛行実験と風洞実験により提案機体の評価を行った.最終的なVTOL機は無尾翼機にチルト式クワッドロータを組み合わせることで離陸,転換飛行,水平飛行,転換飛行から着陸と一連の飛行を実現した.機体の剛性を高め飛行安定性を高めより実用的な段階となり,今後はカメラや測量機器を搭載することで,計測精度等の総合的な評価を行う必要がある.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Creating a 3D Cuboid Map Using Multi-Layer 3D LIDAR with a Swing Mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takita
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 30 号: 4 ページ: 523-531

    • DOI

      10.20965/jrm.2018.p0523

    • NAID

      130007437408

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2018-08-20
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generated Trajectory of Extended Lateral Guided Sensor Steering Mechanism for Steered Autonomous Vehicles in Real World Environments2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Takita
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 29 号: 4 ページ: 660-667

    • DOI

      10.20965/jrm.2017.p0660

    • NAID

      130007519806

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2017-08-20
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 3D-LIDARに揺動機構をもちいた高精細環境情報取得とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      滝田 好宏
    • 学会等名
      応用物理学会第63回光波センシング技術研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無尾翼機にチルトロータを持つVTOL型UAVの水平飛行における抗力低減2019

    • 著者名/発表者名
      滝田 好宏,蓑星 知浩,樫谷 賢士
    • 学会等名
      日本機械学会D&D2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 無尾翼機にQuad Tilt Rotorを組み込んだVTOL型UAVの積載量を考慮した設計2019

    • 著者名/発表者名
      滝田 好宏, 樫谷 賢士
    • 学会等名
      第37回日本ロボット学会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 1kgペイロードを考慮したTailless Quad Tilt Rotor 機の飛行実験2019

    • 著者名/発表者名
      滝田 好宏, 樫谷 賢士
    • 学会等名
      日本機械学会第16回MoViC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 揺動機構付3D-LIDARとRTK-GPSを用いた測量システムの研究2019

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏,新行内優
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第25期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 無尾翼機にQuad tilt rotorを有するVTOL UAVの空気抵抗低減に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      滝田 好宏, 蓑星 友浩,樫谷 賢士,田口 正人
    • 学会等名
      第56回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D-LIDARに揺動機構を用いた測量システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      新行内 優,滝田 好宏
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Tailless Quad Tilt Rotor VTOL UAVの開発 第1報:飛行実験2018

    • 著者名/発表者名
      滝田 好宏,ファウジ ヌルプラント,蓑星 友浩,新行内 優,樫谷 賢士
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Tailless Quad Tilt Rotor VTOL UAVの開発 第 2 報:無尾翼機の風洞実験と CFD による評価2018

    • 著者名/発表者名
      蓑星 友浩,滝田 好宏,樫谷 賢士
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 揺動機構を用いた3D-LIDARによる地表面地図作成システムの開発 ー反射鏡による俯角の拡張ー2018

    • 著者名/発表者名
      新行内 優,滝田 好宏
    • 学会等名
      日本機械学会D&D2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 転換機構を有するVTOL UAVの研究 -Tailless Quad Tiltの飛行実験-2018

    • 著者名/発表者名
      滝田 好宏,ファウジ ヌルプラント,蓑星 智浩,新行内 優
    • 学会等名
      日本機械学会D&D2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] つくばチャレンジ2017 における防衛大学校情報工学科 ロボット工学研究室チームSkipper の取り組み2018

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏,新行内 優,蓑星 友浩
    • 学会等名
      つくばチャレンジ2017 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D-LIDAR と揺動機構による平坦度評価システムの 研究2018

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏,新行内優
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第24 期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] VTOL 型UAV の開発-無尾翼機の穴の有無による空 力特性-2017

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏,樫谷 賢士
    • 学会等名
      日本機械学会MOVIC2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 操舵式自律移動ロボット車両の屋外におけるSSM 軌道 誘導特性2017

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏
    • 学会等名
      日本機械学会MOVIC2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D-LIDAR に揺動機構を用いた測量システムの研究2017

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏,新行内優
    • 学会等名
      第35 回日本ロボット学会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボットドライバーの研究第3報水陸両用車ARGO の実験走行2017

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏
    • 学会等名
      第35 回日本ロボット学会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] VTOL 性能を有するUAV の研究2017

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏,蓑星友浩,樫谷賢士
    • 学会等名
      第35 回日本ロボット学会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] VTOL 型UAV のための無尾翼機の研究―風洞実験 による特性評価―2017

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏, 蓑星友浩,樫谷賢士,田口正人
    • 学会等名
      第55 回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] VTOL 性能を有するUAV の研究 第5報無尾翼機 のCFD 解析2017

    • 著者名/発表者名
      蓑星友浩,滝田好宏,樫谷賢士
    • 学会等名
      第18 回システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] つくばチャレンジ2017 における自律移動ロボットAR Skipper の走行実験2017

    • 著者名/発表者名
      滝田好宏,新行内優,蓑星友浩
    • 学会等名
      第18 回システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] トランジスタ技術 2018年2月号「最短コース&最短時間 UAVドローン・トランスポータ」2019

    • 著者名/発表者名
      滝田 好宏
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      CQ出版
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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