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火星探査飛行機用低レイノルズ数、高マッハ数プロペラの研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360381
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

砂田 茂  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70343415)

研究分担者 米澤 宏一  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00362640)
石田 良平  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30145817)
野中 聡  宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (40332150)
橋本 敦  宇宙航空研究開発機構, 航空本部, 研究員 (30462899)
連携研究者 坂上 昇史  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70244655)
浅井 圭介  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40358669)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2012年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2011年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード火星飛行機 / プロペラ / 低レイノルズ数 / 高マッハ数 / 前縁渦 / 前縁剥離渦
研究概要

低レイノルズ数(10の3乗のオーダ)、高マッハ数(翼端で0.5程度)で作動するプロペラ性能を、3つの風洞を用いた実験、数値計算による解析によって調べ、その設計法を検討した。主な得られた知見は以下の通りである。(1)高レイノルズ数で用いられるブレード形状設計方法が、当該レイノルズ数でも有効である。(2)当該レイノルズ数で高い最大揚抗比を持つ翼型を提案した。(3)低レイノルズ数における翼型性能に対するマッハ数の効果は、プラントルグラワート則で評価される効果よりも小さい。(4)低レイノルズ数で高効率を有するプロペラブレードのアスペクト比は、高レイノルズ数においてよりも小さい。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 火星探査飛行機用プロペラ開発のための翼型に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      米澤宏一, 後藤雄大, 砂田茂, 林田高志, 諏訪哲也, 酒井宣明, 永井大樹, 浅井圭介, 辻本良信
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 第62巻1号 ページ: 24-30

    • NAID

      130003391921

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 火星探査飛行機用プロペラ開発のための翼型に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      米澤宏一、後藤雄大、砂田茂、林田高志、諏訪哲也、酒井宣明、永井大樹、浅井圭介、辻本良信
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 62 ページ: 24-30

    • NAID

      130003391921

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 火星飛行機用プロペラの研究・開発(解説)2013

    • 著者名/発表者名
      砂田茂, 米澤宏一
    • 雑誌名

      ターボ機械協会誌

      巻: 11月号 ページ: 692-698

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Advantages of an ornithopter versus an airplane with a propeller. Trans2013

    • 著者名/発表者名
      Sunada,S. and Tsuji,K.
    • 雑誌名

      Japan Society of Aeronautical and Space Sciences

      巻: 56, 5 ページ: 277-285

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advantages of an ornithopter against an airplane with a propeller2013

    • 著者名/発表者名
      Sunada S
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology

      巻: 84 ページ: 66-71

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Advantages of an ornithopter versus an airplane with a propeller2013

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Sunada, Kazuki Tsuji
    • 雑誌名

      Trans. Japan Society of Aeronautical and Space Sciences

      巻: 56, 5 ページ: 277-285

    • NAID

      130003364850

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advantages of an Ornithopter against an Airplane with a Propeller2013

    • 著者名/発表者名
      S.Sunada
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology

      巻: 84 ページ: 66-71

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Flight Stability of an Airplane on Mars. Trans2011

    • 著者名/発表者名
      Tajima,H., Sunada,S., Tokutake,H., Okamoto,M. and Okamoto,M
    • 雑誌名

      Japan Society of Aeronautical and Space Sciences

      巻: 54, 185 ページ: 205-211

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flight Stability of an Airplane on Mars2011

    • 著者名/発表者名
      H.Tajima, S.Sunada, H.Tokutake, M.Okamoto and M.Okamoto
    • 雑誌名

      Trans. Japan Society of Aeronautical and Space Sciences

      巻: 54, 185 ページ: 205-211

    • NAID

      10030274668

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Interference between a main wing and a propeller of the Mars airplane2014

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto,S., Yonezawa,K., Terasaki,S., Sunada,S., Fukumoto,Y., Abe,K. and Ide,A
    • 学会等名
      Asian Joint Conference on Propulsion and Power
    • 発表場所
      韓国済州島
    • 年月日
      2014-03-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Influence of Blade Skew on Propeller Performance in Low-Reynolds Number Flows2014

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa,K., Fukumoto,Y.,, Matsumoto S., Sunada,S., Anyoji,M
    • 学会等名
      Asian Joint Conference on Propulsion and Power
    • 発表場所
      韓国済州島
    • 年月日
      2014-03-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] プロペラによるバッテリ充電に関する検討2013

    • 著者名/発表者名
      野玉達郎, 砂田茂
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会中部関西支部連合講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2013-10-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 火星飛行機用プロペラ周りの前縁剥離渦について2013

    • 著者名/発表者名
      砂田茂, 米澤宏一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      米子
    • 年月日
      2013-10-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Experimental and Numerical Investigations of Three-Dimensional Flows around Propellers in Low-Reynolds Number Flows2013

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa,K., Goto,Y., Hayashida,T., Sunada,S., Anyoji, M. and Tsujimoto, Y
    • 学会等名
      29th International symposium on space technology and science
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2013-06-02
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] プロペラによるバッテリ充電に関する検討2013

    • 著者名/発表者名
      野玉達郎、砂田茂
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会中部・関西支部連合講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 火星飛行機用プロペラの高効率化のための平面形に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      林田高志, 後藤雄大, 砂田茂, 米澤宏一, 諏訪哲也, 酒井宣明, 永井大樹, 浅井圭介, 辻本良信
    • 学会等名
      宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2012-12-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [学会発表] 火星飛行機用プロペラの高効率化のための翼型に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      後藤雄大, 林田高志, 米澤宏一, 砂田茂, 酒井宣明, 永井大樹, 浅井圭介, 辻本良信
    • 学会等名
      宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2012-12-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [学会発表] 火星飛行機用プロペラの性能に及ぼす三次元流れの効果2012

    • 著者名/発表者名
      米澤宏一, 後藤雄大, 林田高志, 砂田茂, 安養寺正之, 辻本良信
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      別府
    • 年月日
      2012-11-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [学会発表] 火星飛行機用プロペラの研究2012

    • 著者名/発表者名
      林田高志, 砂田茂, 米澤宏一, 後藤雄大, 安養寺正之, 辻本良信
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第50回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2012-11-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [学会発表] 移動格子法による低Re 数用Propeller 流れの数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      南部太介, 橋本敦, 砂田茂,佐 藤哲也
    • 学会等名
      第44回流体力学講演会/ 航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2012-07-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Advantages of an Ornithopter against an Airplane with a Propeller2012

    • 著者名/発表者名
      Sunada,S
    • 学会等名
      International conference on Smart materials, structures and systems
    • 発表場所
      イタリア
    • 年月日
      2012-06-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Advantages of a flapping wing over a propeller2012

    • 著者名/発表者名
      Sunada,S. and Tsuji,K
    • 学会等名
      50th AIAA Aerospace sciences meeting including the new horizons forum and aerospace exposition
    • 発表場所
      米国Nashiville
    • 年月日
      2012-01-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Advantages of an Ornithopter against an Airplane with a Propeller2012

    • 著者名/発表者名
      Sunada,S.
    • 学会等名
      4th International conference on Smart materials, structures and systems
    • 発表場所
      イタリア
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Advantages of a flapping wing over a propeller2012

    • 著者名/発表者名
      Sunada,S. and Tsuji,K.
    • 学会等名
      50th AIAA Aerospace sciences meeting including the new horizons forum and aerospace exposition
    • 発表場所
      Nashiville、アメリカ
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 火星表面探査用航空機の研究開発2012

    • 著者名/発表者名
      大山聖,永井大樹,竹内伸介,得竹浩, 山田和彦,豊田裕之,砂田茂、他8名
    • 学会等名
      第12回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 火星飛行機用プロペラの捩り試験2011

    • 著者名/発表者名
      福本裕司, 林田高志, 後藤雄大, 砂田茂, 米澤宏一, 辻本良信
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会関西支部講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-11-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] 火星飛行機のプロペラ設計2011

    • 著者名/発表者名
      後藤雄大 ,米澤宏一, 砂田茂, 林田高志, 辻本良信
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-11-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Design of A Propeller of An Airplane on Mars2011

    • 著者名/発表者名
      Hayashida,T., Sunada,S., Ishida,R., Kaneko,K.,Suwa,T., Nagai,H., Asai,K., Goto,Y., Yonezawa,K. and Tsujimoto,Y
    • 学会等名
      Eighth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] 火星飛行機のプロペラの設計2011

    • 著者名/発表者名
      林田高志
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第49回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2011-10-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] プロペラ機に対する羽ばたき機の優位性2011

    • 著者名/発表者名
      砂田茂, 辻和樹
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] 火星探査用小型飛行機の検討2011

    • 著者名/発表者名
      大山聖、永井大樹、竹内伸介、豊田裕之、砂田茂、他6名
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第42期年会講演会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 火星飛行機のプロペラ設計2011

    • 著者名/発表者名
      後藤雄大、 米澤宏一、 砂田茂、林田高志、辻本良信
    • 学会等名
      宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 火星探査飛行機の多目的設計探査2011

    • 著者名/発表者名
      大山聖,米本浩一,竹内伸介,得竹浩,永井大樹,砂田茂,大槻真嗣
    • 学会等名
      宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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