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航空機姿勢制御における流体力学的推力偏向技術の性能評価システムの開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K06940
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 航空宇宙工学
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

畠中 和明  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30749320)

研究分担者 廣田 光智  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50333860)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード航空機姿勢制御 / 推力偏向 / 流体工学 / 流体的推力方向制御(FTV) / 飛行実証 / 自律飛行 / FTV性能評価システム構築 / 数値解析 / 航空宇宙工学 / 制御工学
研究成果の概要

流体力学的推力偏向(Fluidic Thrust Vectoring: FTV)技術をモデル航空機に組み込み,有効な姿勢制御機構として従来の姿勢制御手法と同等以上に機能することを示すことを目的として研究を実施した。再現性を確保した飛行試験によってFTVシステムの定量的な性能評価を行うことを可能とするために,既定の周回コースを自動的に飛行するシステム及び各種飛行データを収集・保存するロギングシステムを構築した。FTVノズルの開発過程に飛行試験による性能評価を組み込むことにより,風洞試験や数値解析では得られない課題の抽出が可能となり,FTVシステムの開発サイクルを加速することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の特色は,学術的には圧縮性ノズル流れの制御に関する流体工学と制御工学の融合およびその応用として位置づけられる。ノズル流れのFTVによる偏向特性について,偏向制御用二次流(入力)と偏向角(出力)の関係は,極めて非線形な流体現象に依存している。本研究は,この複雑なノズル流れに対して高度な制御を行うことによって,FTVを航空機の姿勢制御という実用レベルの応用へ引き上げるという点で,非常に独創的なものである。本研究によってFTV機構の開発サイクルが強化された結果,より高性能なFTV機構が短期間で実現されると予想され,FTV機構の実用化に向けて,本研究の工学的・社会的意義は大きい。

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

    (9件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] 亜音速FTVノズルの特性とその飛行実証2018

    • 著者名/発表者名
      廣田 光智,畠中 和明,齋藤 務,Srisha M. V. RAO
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 66 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.2322/jjsass.66.1

    • NAID

      130006337713

    • ISSN
      1344-6460, 2432-3691
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 亜音速FTVの偏向角に対する旋回流の効果の数値解析的研究2018

    • 著者名/発表者名
      三浦 航
    • 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] 亜音速FTVノズルにおけるノズル絞り比が推力と偏向角に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      村井 礁,三浦 航,バトルオフ チュルーンドルジ,畠中 和明,廣田 光智,齋藤 務
    • 学会等名
      日本機械学会第96期流体工学部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 亜音速FTVノズルにおける二次流路形状が偏向角に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      村上 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
  • [備考] 流体的推力方向制御(Fluidic Thrust Vectoring : FTV)に関する研究

    • URL

      https://pel.mech.muroran-it.ac.jp/research/compressible/ftv.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 第56回飛行機シンポジウムで研究成果の発表を行いました

    • URL

      https://pel.mech.muroran-it.ac.jp/research/activities/as2018.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 日本機械学会第96期流体工学部門講演会にて研究成果の発表を行いました

    • URL

      https://pel.mech.muroran-it.ac.jp/research/activities/fedconf18.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 第55回飛行機シンポジウムで研究成果の発表を行いました

    • URL

      https://pel.mech.muroran-it.ac.jp/research/activities/as2017.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 流体的推力方向制御(Fluidic Thrust Vectoring : FTV)

    • URL

      https://pel.mech.muroran-it.ac.jp

    • 関連する報告書
      2017 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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