| 研究課題/領域番号 |
20K22386
|
|---|
| 研究種目 |
研究活動スタート支援
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
森田 直人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10884661)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
|
|---|
| キーワード | 空力弾性 / 計測制御 / 無人航空機 / フライトシミュレーション / HILS / 数値計算 / 能動空力弾性制御 / 飛行試験 / 姿勢推定 / 空力弾性解析 / 高高度擬衛星 / ソーラープレーン / 偏微分方程式 / 能動的空力弾性制御 / 飛行実証 / 制御工学 / 数値解析 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では人工衛星の機能の欠点を補完し、リモートセンシングの更なる低価格化を実現するため、小型低価格な高高度滞空型のソーラープレーンの実現にむけたソフトウェア・ハードウェア研究を行う。ソーラープレーンが夜の時間帯を通して飛行を継続するためには、既存設計技術に対しより一層の軽量化が必要である。その解決策として突風荷重を低減する能動的な構造制御を前提とした機体を提案する。その実現に向け、柔軟航空機の構造制御解析ができる革新的なシミュレータの開発を行い、突風応答を改善する制御、さらにはより効率的な飛行を実現する制御の研究を行う。開発を行う中で、実証機の飛行試験を行い、精度検証を行う。
|
| 研究成果の概要 |
昼夜を問わず飛行可能な無人航空機である高高度滞空型擬衛星は、人工衛星の機能の一部を補完・代替することが期待されるが、現在の技術レベルにおいては翼幅が大きくならざるを得ず、さらなる小型化と低価格化が望まれる。HAPSの小型化には飛行時のバッテリー消費量を低減するため、軽量かつ細長い翼を備えた無人航空機を成立させる必要があるが、これには技術的なイノベーションが望まれる。本研究では、飛行中の翼の構造変位を予測・計測し、能動的にこれを制御する「能動空力弾性制御」に着目し、その実現に必要な技術を抽出することにある。このために数値シミュレーションを作成し、また実際に翼幅4mの技術実証機を製作・飛行させた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
能動空力弾性制御の技術実証機を実際に製作し、飛行させた報告は日本国内には存在せず、日本初の成果である。また複数カナードを持つ無人航空機の飛行例は世界的に見ても類がなく、この点では世界初の成果でもある。柔軟航空機の数値モデルを作成しただけでなく、実飛行環境でデータを取得できるようになったのは本研究の大きな成果であり、今後多くの学術的研究のテストベッドとなり、能動空力弾性制御の実社会実装に向けた大きな礎石となることができた意義は非常に大きい。
|
