火星探査航空機の実現に向けた低レイノルズ数三次元翼特性の解明

• 研究課題/領域番号: 23860076
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 安養寺 正之 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, プロジェクト研究員 (70611680)
• 連携研究者: 岡本 正人 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70462124)
• 研究協力者: 日高 秀徳 金沢工業大学, 大学院・工学研究科, 修士二年
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 火星飛行機 / 低レイノルズ数 / 三次元翼 / 剥離泡 / 翼端渦 / 舵効き / 火星探査航空機 / 機体の安定性 / 火星探査 / 風洞実験 / 空力計測

研究概要

本研究では,地球の約1/100と非常に希薄な火星大気中を飛行する火星飛行機の実現を目指し,主翼および尾翼設計に必要な工学的設計指針を得るべく,三次元翼の設計パラメータと低レイノルズ数空力特性の関係を明らかにし,空力変化を引き起こす流体力学的要因に関する知見を得た.さらに火星飛行機の全機スケール機を用いた全機風洞試験を行った結果,低レイノルズ数領域では舵効き性能が悪化することが明らかとなったが,その主要因が尾翼翼型の空力非線形性であることを突き止め,適切な翼型によって舵効き性能の改善に成功した.

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Low-Density Wind Tunnel for Simulating Martian Atmospheric Flight (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Anyoji, K. Nose, S. Ida, D. Numata, H. Nagai and K. Asai
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 巻: 9 号: 0 ページ: 21-27
  • DOI: 10.2322/tastj.9.21
  • NAID: 130000917124
  • ISSN: 1884-0485
  • 査読あり
• [学会発表] 火星探査航空機のスケール機による空力性能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安養寺正之,永井大樹,大山聖,藤井孝藏
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会北部支部2013年講演会,
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 火星飛行機の全機模型低速風洞試験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 日高秀徳,安養寺正之, 永井大樹,大山聖, 岡本正人
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会 第44回年会講演会
  • 発表場所: 東京,
• [学会発表] Planetary Atmosphere Wind Tunnel Tests on Aerodynamic Characteristics of a Mars Airplane Scale Model (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Anyoji, M. Okamoto, H. Hidaka, T. Nonomura, A. Oyama, K. Fujii
  • 学会等名: 29th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Nagoya, , Japan
• [学会発表] 低レイノルズ数における舵面を持った翼型の空力特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 日高秀徳,安養寺正之, 岡本正人,
  • 学会等名: 第45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2013,
  • 発表場所: 東京,
• [学会発表] Effect on Wing Planform on Aerodynamic Characteristics at Low Reynolds Numbers using a Low Density Wind Tunnel (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Anyoji, T. Liu, T. Nonomura, A. Oyama, K. Fujii,
  • 学会等名: 43th AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit
  • 発表場所: Sam Diego, California
• [学会発表] 低レイノルズ数における舵面を持った翼型の空力特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 日高 秀徳，安養寺正之，岡本 正人
  • 学会等名: 第45回流体力学貢献回/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2013
  • 発表場所: タワーホール堀船
• [学会発表] Effect of Wing Planform on Aerodynamic Characteristics at Low Reynolds Numbers using a Low Density Wind Tunnel (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Anyoji, T. Liu, T. Nonomura, A. Oyama, K. Fujii
  • 学会等名: 43rd AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit
  • 発表場所: San Diego, California
• [学会発表] 火星飛行機の全機風洞試験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安養寺正之,永井大樹,大山聖,藤井孝藏
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 別府
• [学会発表] MELOS1にむけた火星飛行機の高高度飛行試験計画 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大山聖,永井大樹,得竹浩,竹内伸介,豊田裕之,藤田昴志,安養寺正之,元田敏和,米本浩一,浅井圭介,藤井孝藏,
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 別府,
• [学会発表] 火星探査飛行機の高々度飛行試験計画(その2) (2012)
  • 著者名/発表者名: 大山聖,永井大樹,得竹浩,竹内伸介,豊田裕之,藤田昴志,安養寺正之,元田敏和,米本浩一,浅井圭介,藤井孝藏
  • 学会等名: 平成24年度大気球シンポジウム,
  • 発表場所: 相模原
• [学会発表] 火星探査航空機の地上における高高度飛行実証試験, (2012)
  • 著者名/発表者名: 永井大樹,大山聖,得竹浩,竹内伸介,安養寺正之,
  • 学会等名: 第50回飛行機シンポジウム,
  • 発表場所: 新潟
• [学会発表] 火星探査飛行機の全機空力特性に関する惑星環境風洞試験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安養寺正之,永井大樹,大山聖,藤井孝藏,
  • 学会等名: 平成24年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 相模原
• [学会発表] Asai, Aerodynamics Characteristics of Ishi Airfoil at Low Reynolds Numbers (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Anyoji, T. Nonomura, A. Oyama, K. Fujii, K. Nose, D. Numata, H. Nagai, K
  • 学会等名: Eighth International conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai, Japan
• [学会発表] 低レイノルズ数領域における石井翼の空力特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安養寺 正之,野々村 拓,大山 聖,藤井 孝藏,野瀬 慶,沼田 大樹,永井 大樹,浅井 圭介
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会,
  • 発表場所: 愛媛
• [学会発表] 低レイノルズ数流れにおける固定翼断面形状の空力特性への影響, (2011)
  • 著者名/発表者名: 青野 光,野々村 拓,安養寺 正之 大山 聖,藤井 孝藏
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 火星探査飛行機の空力特性評価に向けた惑星環境風洞の作動特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安養寺 正之,野々村 拓,大山 聖,藤井 孝藏,野中 聡
  • 学会等名: 平成23年度宇宙航行の力学シンポジウム,
  • 発表場所: 相模原
• [学会発表] 火星飛行機の全機風洞試験
  • 著者名/発表者名: 安養寺正之，永井大樹，大山聖，藤井孝藏
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 別府国際コンベンションセンター
• [学会発表] MELOS1にむけた火星飛行機の高高度飛行試験計画
  • 著者名/発表者名: 大山聖，永井大樹，得竹浩，竹内伸介，豊田裕之，藤田昴志，安養寺正之，元田敏和，米本浩一，浅井圭介，藤井孝藏
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 別府国際コンベンションセンター
• [学会発表] 火星探査飛行機の高々度飛行試験計画(その2)
  • 著者名/発表者名: 大山聖，永井大樹，得竹浩，竹内伸介，豊田裕之，藤田昴志，安養寺正之，元田敏和，米本浩一，浅井圭介，藤井孝藏
  • 学会等名: 平成24年度大気球シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所 相模原キャンパス
• [学会発表] 火星探査航空機の地上における高高度飛行実証試験
  • 著者名/発表者名: 永井大樹，大山聖，得竹浩，竹内伸介，安養寺正之
  • 学会等名: 第50回飛行機シンポジウム
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター
• [学会発表] 火星探査飛行機の全機空力特性に関する惑星環境風洞試験
  • 著者名/発表者名: 安養寺正之，永井大樹，大山聖，藤井孝藏
  • 学会等名: 平成24年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所 相模原キャンパス
• [学会発表] 火星探査航空機のスケール機による空力性能評価
  • 著者名/発表者名: 安養寺正之，永井大樹，大山聖，藤井孝藏
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会北部支部2013年講演会
  • 発表場所: 東北大学 流体科学研究所
• [学会発表] 火星飛行機の全機模型低速風洞実験
  • 著者名/発表者名: 日高 秀徳，安養寺 正之，永井 大樹，大山 聖，岡本 正人
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会 第44期年会講演会
  • 発表場所: 東京大学 山上会館
• [学会発表] Planetary Atmosphere Wind Tunnel Tests on Aerodynamic Characteristics of a Mars Airplane Scale Model
  • 著者名/発表者名: Masayuki Anyoji, Masato Okamoto, Hidenori Hidaka, Taku Nonomura, Akira Oyama, Kozo Fujii
  • 学会等名: 29th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Nagoya, Japan
• [学会発表] Aerodynamics Characteristics of Ishi Airfoil at Low Reynolds Numbers
  • 著者名/発表者名: M. Anyoji, T. Nonomura, A. Oyama, K. Fujii, K. Nose, D. Numata, H. Nagai, K. Asai
  • 学会等名: Eighth International conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai, Japan
• [学会発表] Experimental Study of Low-Reynolds Number Aerodynamic Characteristics of Thin Airfoil in a Mars Wind Tunnel
  • 著者名/発表者名: H. Nagai, S. Ida, K. Nose, M. Anyoji, D. Numata, K. Asai
  • 学会等名: Eighth International conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai, Japan
• [学会発表] 低レイノルズ数領域における石井翼の空力特性評価
  • 著者名/発表者名: 安養寺 正之，野々村 拓，大山 聖，藤井 孝藏，野瀬 慶，沼田 大樹，永井 大樹，浅井 圭介
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県 県民文化会館(ひめぎんホール)
• [学会発表] 火星大気風洞を用いた低レイノルズ数領域における薄翼の空力特性の研究
  • 著者名/発表者名: 永井 大樹，伊田 真悟，野瀬 慶，安養寺 正之，沼田 大樹，浅井 圭介
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 愛媛県 県民文化会館(ひめぎんホール)
• [学会発表] 低レイノルズ数流れにおける固定翼断面形状の空力特性への影響
  • 著者名/発表者名: 青野 光，野々村 拓，安養寺 正之，大山 聖，藤井 孝藏
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学 コンベンションセンター
• [学会発表] 火星探査飛行機の空力特性評価に向けた惑星環境風洞の作動特性
  • 著者名/発表者名: 安養寺 正之，野々村 拓，大山 聖，藤井 孝藏，野中 聡
  • 学会等名: 平成23年度宇宙航行の力学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所 相模原キャンパス