回収型宇宙飛行体の低速空気力学

• 研究課題/領域番号: 62302023
• 研究種目: 総合研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 宇宙科学研究所
• 研究代表者: 雛田 元紀 宇宙科学研究所, システム研究系, 教授 (10013674)
• 研究分担者: 保原 充 名古屋大学, 工学部, 教授 (50022992) ; 佐藤 淳造 東京大学, 工学部・航空学科, 教授 (80011211) ; 加藤 寛一郎 東京大学, 工学部・航空学科, 教授 (40011126) ; 相原 康彦 東京大学, 工学部・航空学科, 教授 (90011072) ; 桜井 晃 九州大学, 工学部・航空工学科, 教授 (80037952) ; 柘植 俊一 筑波大学, 構造工学系, 教授 (50133020) ; 安部 隆士 宇宙科学研究所, 宇宙輸送系, 助教授 (60114849) ; 谷 喬 東京農工大学, 工学部機械システム工学科, 教授 (90111632) ; 辛島 桂一 宇宙科学研究所, 宇宙輸送系, 教授 (80013639) ; 久保田 弘敏 東京大学, 工学部航空学科, 教授 (30114466) ; 麻生 茂 九州大学, 工学部航空学科, 助教授 (40150495) ; 林 正徳 九州大学, 工学部航空学科, 教授 (20037691)
• 研究期間 (年度): 1987 – 1988
• 研究課題ステータス: 完了 (1988年度)
• 配分額: 26,000千円 (直接経費: 26,000千円); 1988年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円); 1987年度: 19,000千円 (直接経費: 19,000千円)
• キーワード: 有翼飛翔体 / スペースプレーン / ストレーク / 前縁アンペックス・フェンス / 有翼飛翔体とロケットブースタ結合体 / 飛行経路の最適解 / オイルフローパタン / 人工知能 / 回収型宇宙飛行体 / デルタ翼 / 前縁剥離渦 / 前縁フェンス / ストレーキ / 二枚垂直尾翼 / 薄層近似ナビィエ・ストークス方程式 / 三次元最短時間旋回 / WAATS法 / トムス効果アナロジィ / 衝撃波・境界層干渉領域

研究概要

前年度に引続き、1)空力特性、2)動安定性・飛行力学、3)最適設計、4)極超音速特性、5)数値シミュレーションの項目別にグループに分かれ、かつ相互に密接な連携を保ちつつ研究が推進され、貴重な成果が得られた。回収型宇宙飛行体(有翼飛翔体)の低速における縦特性、特に失速特性改善のため、ストレーク着装の効果が系統的に調べられ、また、縦渦の吸込制御による揚力特性の向上が実証された。有翼飛翔体とそのブースタロケットとの空力干渉問題が研究された。有翼飛翔体とブースタロケット結合体の揚抗力比の改善法等が示された。有翼飛翔体の一形態である大後退角デルタ翼の低速における縦モーメント制御の前縁アペックス・フェンスの利用が提案され、低速風洞実験でその有効性が確認された。また、大迎角時の頭部胴体から発生する剥離渦の挙動と効果が研究され、非定常空力特性が明らかにされた。有翼飛翔体まわりの低速における流れ場がナビエ・ストーク方程式を用いて数値計算され、オイルフローパターンとの比較でよい一致が示された。人工知能を利用した有翼飛翔体の設計法の開発が試みられた。最適制御理論に基づきスペースプレーンの飛行経路の最適解が求められ、併せて運動性能に関する寸法効果が調べられた。気球を利用した有翼飛翔体のロックーンが研究され、有翼飛翔体のシステム実験にかかわる多くの問題点が提起され、実用的な解決策が究明された。関連した種々の講演会の機会を利用して、小規模の研究連絡、検討会が積極的に持たれた。研究班全体としての成果報告会が関連の深い他の科学研究費総合研究班と合同で平成元年1月13日、14日伊豆下田に於てそれぞれ行なわれた。なお、研究費は概ね計画通り使用された。

研究成果

• [文献書誌] Y.Inatani.;M.Hinada.;J.Nishimura.: Proc.16th.ISTS. 1897-1902 (1988)
• [文献書誌] 谷喬、他: 日本航空宇宙学会誌. 35-400. 17-23 (1997)
• [文献書誌] 桜井晃 他: 九州大学工学集報. 61-5. 691-696 (1998)
• [文献書誌] 保原充 他: 日本航空宇宙学会誌. 36-419. 592-596 (1988)
• [文献書誌] M.Ebihara.;H.Minakuchi.;Y.Aihara.;Y.Fukushima.: 16th International Council of the Aerounantical Sciences,ICAS-88-6.8.2. (1988)
• [文献書誌] K.Suzuki.;T.Ishihara.;H.Kubota.;K.Sato.;T.Tanikatsu.;K.Karashima.: Proc,16th.ISTS. 709-714 (1988)
• [文献書誌] 雛田元紀他: 航空宇宙における流対力学とその研究課題 飛行体まわりの剥離流の解析シンポジウム. P.P.123-128 (1988)
• [文献書誌] 林正徳他: 第1回数値流体力学シンポジウム講演論文集. P.P.271-274 (1987)
• [文献書誌] 桜井晃他: 第25回飛行機シンポジウム講演集. P.P.370-373 (1987)
• [文献書誌] 麻生茂他: 第19回流体力学講演会講演集. P.P.268-271 (1987)
• [文献書誌] 加藤寛一郎他: 第25会飛行機シンポジウム講演集. P.P.36-39 (1987)
• [文献書誌] 久保田弘敏他: 航空宇宙における流体力学とその研究課題 飛行体まわりの剥離流の解析シンポジウム. P.P.36-42 (1988)
• [文献書誌] 安部隆士: AIAA-87-1456. (1987)
• [文献書誌] 保原充: 第1回数値流体シンポジウム講演論文集. (1987)