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マルチコプターに主翼を付加した垂直離着陸機の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06952
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
研究機関熊本高等専門学校

研究代表者

葉山 清輝  熊本高等専門学校, 拠点化プロジェクト系地域協働プロジェクトグループ, 教授 (00238148)

研究分担者 入江 博樹  熊本高等専門学校, 拠点化プロジェクト系グローバルリーダーシップ育成グループ, 教授 (70249887)
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
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード垂直離着陸機 / 主翼付きマルチコプター / カイト翼 / ティルトローター / ドローン / 空中風力発電 / 航空宇宙工学 / リモートセンシング / 制御工学 / 固定翼
研究成果の概要

マルチコプターは垂直離着陸が可能で空中での自由度が高いが消費電力が大きく飛行時間の制約がある。一方,固定翼機は離着陸に滑走路が必要であり,空中での静止はできないが長時間飛行できる.本研究では,両者の利点を組み合わせ,主翼を持ったマルチコプターを開発した.機体の傾いても主翼を最適な迎角になるよう自動調整することで前進時に揚力を発生し低消費電力での飛行が可能となった.機体の安定性や低消費電力の機体構成を調べ,可搬性が高く離着陸時の風の影響が少ないカイト翼を付加した機体やティルトローター機なども製作し比較検討を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

無人航空機(ドローン)は空撮目的から測量・点検に用いられるようになり,今後は物流でも重要な働きを持つようになっていく.従来型のマルチコプターを利用した物流の実証試験が行われており,今後は省電力長距離飛行が可能な機体が望まれる.本研究の成果はマルチコプターの利便性と固定翼機の省電力性能を併せ持つ中距離輸送用の無人航空機の選択肢を提案できたと考えている.

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

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 5件) 備考 (3件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Trial Production of Kite Wing Attached Multicopter for Power Saving and Long Flight2019

    • 著者名/発表者名
      Kiyoteru Hayama, Hiroki Irie
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 10 号: 05 ページ: 405

    • DOI

      10.24507/icicelb.10.05.405

    • NAID

      40021897172

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Trial Production of Vertical Take-Off and Landing Aircraft Based on Y4 Quadcopter with Tilt Coaxial Rotors and Fixed Delta Wing2018

    • 著者名/発表者名
      Kiyoteru Hayama, Takaaki Ishibashi and Hiroki Irie
    • 雑誌名

      ICIC Express Lewtters

      巻: Vol. 9, Issue 3, ページ: 171-176

    • NAID

      40021546604

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Prototype of Multirotor Attached Variable Wing Kite for Airborne Wind Energy Generation2019

    • 著者名/発表者名
      Kiyoteru Hayama, Tomohiro Kudou, Hiroki Irie,
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Intelligent Unmanned Systems (ICIUS2019), Beijing, China, August 27 30 2019, PaperID=90
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Trial Production of Kite Wing attached Tricopter with Tilt Front Rotors2019

    • 著者名/発表者名
      Kiyoteru Hayama, Tomohiro Kudou, Kazuhiro Koshi, Hiroki Irie
    • 学会等名
      Proceedings of the 6th IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing 2019, pp.371-374
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高空風力発電に用いる可変カイト翼付きマルチコプターの検討2019

    • 著者名/発表者名
      葉山清輝,工藤友裕,入江博樹
    • 学会等名
      第8回高空風力発電研究会全体会議, 2019年3月19日
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] トライコプター型のカイト翼ティルトローター機の開発2019

    • 著者名/発表者名
      葉山清輝,入江博樹
    • 学会等名
      産業応用工学会全国大会2019, 2019年9月18-20日,GS2-1
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ローターにより姿勢制御を行う橋梁検査用レールカメラの試作2019

    • 著者名/発表者名
      葉山清輝,入江博樹,松家武樹,岩本達也
    • 学会等名
      2019年度(第72回)電気・情報関係学会九州支部連合大会, 2019年9月27-28日,08-1A-06.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 空中風力発電用の自律飛行可能な可変翼カイトの開発2019

    • 著者名/発表者名
      志水亮平,國安昭良,入江博樹,葉山清輝
    • 学会等名
      第27回電子情報通信学会九州支部学生会講演会論文集, 2019年9月, C-26
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ローターにより姿勢制御を行う橋梁検査用レールカメラの提案2019

    • 著者名/発表者名
      國安昭良,志水亮平,入江博樹,葉山清輝
    • 学会等名
      第27回電子情報通信学会九州支部学生会講演会論文集, 2019年9月,C-27
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 空中風力発電に用いる自立離着陸可能な可変カイトの研究2019

    • 著者名/発表者名
      葉山清輝,工藤友裕,入江博樹
    • 学会等名
      第41回風力エネルギー利用シンポジウム論文集, 2019年12月4-5日.pp.142-145.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Trial Production of Kite Wing Attached Multicopter for Power Saving and Long Flight2018

    • 著者名/発表者名
      Kiyoteru Hayama, Hiroki Irie
    • 学会等名
      13th International Conference on Innovative Computing, Information and Control (ICICIC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 省電力飛行を目的とした翼付きドローンの動的挙動の考察2018

    • 著者名/発表者名
      松野拓海,田平 健,葉山清輝, 入江博樹
    • 学会等名
      第26回電子情報通信学会九州支部学生会講演会論文集, 2018年9月, B-20
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 省電力飛行を目的としたカイト翼付きティルト型トライコプターの開発2018

    • 著者名/発表者名
      田平 健,松野拓海,葉山清輝, 入江博樹
    • 学会等名
      第26回電子情報通信学会九州支部学生会講演会論文集, 2018年9月, B-22
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 全方向ケーブルカムの試作2018

    • 著者名/発表者名
      葉山清輝,入江博樹
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集, 2018年9月, 03-2a-02
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SfM/MVS による樹木位置および幹周の推定2018

    • 著者名/発表者名
      入江博樹,緒方大樹,葉山清輝
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・第23回GPS/GNSSシンポジウム2018 , 2018年10月30-11月1日, OS2-5
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高空風力発電に用いる可変カイト翼付きマルチコプターの検討2018

    • 著者名/発表者名
      葉山清輝,工藤友裕,入江博樹
    • 学会等名
      第40回風力エネルギー利用シンポジウム論文集, 2018年12月4-5日.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] カイト翼によるティルトローター型垂直離着陸機の試作2018

    • 著者名/発表者名
      葉山清輝,入江博樹
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 2018年12月13-15日
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Trial Production of Vertical Take-Off and Landing Aircraft Based on Y4 Quadcopter with Tilt Coaxial Rotors and Fixed Delta Wing2017

    • 著者名/発表者名
      Kiyoteru Hayama, Takaaki Ishibashi, Hiroki Irie
    • 学会等名
      12th International Conference on Innovative Computing, Information and Control (ICICIC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Trial Production of Variable Pitch Wing Attached Multicopter for Power Saving and Long Flight2017

    • 著者名/発表者名
      Kiyoteru Hayama, Hirofumi Ohtsuka and Hiroki Irie
    • 学会等名
      Proc. of The 5th IEEE/IIAE International Conference on Intelligent Systems and Imge Processing 2017 (ICISIP 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カイト翼を有するマルチコプターの試作2017

    • 著者名/発表者名
      葉山清輝、宇佐 啓,本田 涼,入江博樹
    • 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] 熊本高専・葉山研究室のホームページ

    • URL

      https://cpu4edu.net/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 熊本高等専門学校 教員紹介-葉山清輝

    • URL

      http://www.kumamoto-nct.ac.jp/gyouseki/1000037.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 自作飛行体いろいろ(youtubeプレイリスト)

    • URL

      https://www.youtube.com/playlist?list=PLf2CE858d8UUpaxSzMD8luKJiHHSHGD6k

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 全方向ケーブルカム2018

    • 発明者名
      葉山清輝,入江博樹
    • 権利者名
      葉山清輝,入江博樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 可変翼カイト2018

    • 発明者名
      葉山清輝,入江博樹
    • 権利者名
      葉山清輝,入江博樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 垂直離着陸機2017

    • 発明者名
      葉山清輝,入江博樹
    • 権利者名
      葉山清輝,入江博樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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