| 研究課題/領域番号 |
21K04480
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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 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
金崎 雅博 東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (10392838)
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| 研究分担者 |
松野 隆 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (90432608)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 前進翼 / 超音速旅客機 / 低速高迎角特性 / 数値流体力学 / 体積力モデリング / 高揚力装置 / 低速高迎角 / 超音速前進翼 / 流れ構造の最適設計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，超音速旅客機を念頭に，高速巡行時に有意な性能を獲得することが期待できる前進翼を対象とし，離着陸に必要な低速高迎角特性とその改善について研究を行う．高速機の主翼は後退させることで，高速時の抵抗低減が達成されるが，前進させても同じ効果が得られることが分かっている．その一方で，前進翼と後退翼では低速時には空力特性が異なる．本研究では前進翼の低速飛行時の理想的な流れ構造の獲得を目指す．
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| 研究成果の概要 |
まず，後退させた一般的な形状，前縁は後退，後縁は前進角を持つテーパ翼を定義し，非構造格子ベースのCFDソルバによる，前進翼の低速高迎角時の流れ構造の調査を行った．この結果から，後縁渦仮説が実証された．次に，より詳細な翼面上流れ構造を調べた．高精度数値モデルと風洞試験により，揚力を高められる影響範囲を見出した．次に，前進翼に対して高揚力装置周りの最適な流れ構造を，Body force modelingに基づき，定量化したうえで，実際に効果的と思われる範囲にフラップを配置した形状の検討を行った．その結果，後縁でのフラップが後縁渦による上面での正圧領域形成を抑制，高揚力化につながることが理解された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，超音速前進翼を対象に，離着陸時の低速高迎角特性を調査した本研究では，前進翼の流れ構造に対して，事前検討で得た後縁での渦が寄与するものとの仮説を基本とし，より高詳細で体系的な分析を行った．また，体積力モデルにより，形状を形成する前に空力デバイスが実現すべき流れを求め，それに対応したフラップ検討も行った．
この研究において，まず，前進翼の空力知識を取得したこと，それに基づいて，前進翼のメリットを生かした超音速旅客機実現に必要な高揚力デバイスに関する知見を得たこと，体積力モデリングによる理想流れの検討が有効であることを示したこと，などが主たる研究成果である．
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