| 研究課題/領域番号 |
20K04918
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
得竹 浩 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (80295716)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 損傷検出 / マルチロータ機 / 吹き下ろし速度推定 / ロータ損傷 / 吹き下ろし速度 / 拡張カルマンフィルタ / 吹きおろし / むだ時間 / ドローンダイナミクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
異常時のドローンダイナミクスをリアルタイムモデリングし飛行制御に適用する技術の確立を目指す．ドローンの運動を決定する重要な要素はロータ吹きおろし速度分布である．そこで損傷や外部環境，ロータ間の干渉などの影響を表現したロータ吹きおろし速度のパラメトリックモデルを定式化し，飛行中にリアルタイムでモデルパラメータを決定する同定手法を開発する．さらに機体に搭載可能な超音波センサを使った吹きおろしのオンボード計測装置を構成し，それらを組み合わせることでより精密なリアルタイムモデリングを可能とする．得られたモデリング手法は，異常時にも安全な飛行を保障する耐故障制御へ適用することができる．
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| 研究成果の概要 |
マルチロータ機の安全な運用に資する損傷推定システムの開発を行った．まず小型超音波送受信機を用いたロータ吹き下ろし速度の推定システムを構築した．さらにロータ・ブレード先端が損傷した機体周りの可視化により損傷の流れ場への影響を解析し，超音波を使った吹き下ろし速度推定値を用いた損傷推定アルゴリズムを構築した．検証実験によりロータ直径の0.9%の損傷を推定アルゴリズムで検出可能であることが確認できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ドローン（マルチロータ機）が幅広く利用されるようになったが，同時に故障による墜落が発生し人的・物的損害が生じる危険性も高くなった．そこでドローンの飛行においてもっとも重要なデバイスであるロータ・ブレードの損傷検出技術を開発した．超音波を用いてロータ吹き下ろし速度を推定し，さらにそれから損傷を検出する新しい技術である．吹き下ろし速度は機体ダイナミクスを決定する重要なパラメータであり，事故防止のみならず飛行制御への応用など幅広い展開が期待できる．
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