| 研究課題/領域番号 |
16K06102
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
満尾 和徳 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主幹研究開発員 (10371105)
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| 研究分担者 |
青木 良尚 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (90371103)
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| 研究期間 (年度) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| キーワード | 流体制御 / 空力制御 / プラズマアクチュエータ / 剥離流 / 高レイノルズ数 |
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| 研究実績の概要 |
・0.8m x 0.45m高Re数遷音速風洞(TWT2)で実験する場合、P0（総圧）を設定してRe数を変えて実験を行う。PA（Plasma Actuator：プラズマアクチュエータ）は放電により誘起流を発生させるため、その放電特性は置かれた環境の圧力に強く依存する。高圧チャンバーを用い、環境圧力と推力の関係を調べた結果、環境圧力が高くなると推力は小さくなることがわかった。
・PA制御効果を可視化するために、高速応答PSP（Pressure-Sensitive Paint：感圧塗料）計測を行う予定である。大気圧以上におけるPSP計測の実績がほとんどないため、高圧チャンバーを使用し、高圧力範囲でのPSPの圧力感度特性を調べた。感圧色素にPtTFPP、酸素透過性ポリマーにHFIPMとPoly-TMSPを用いた。結果、低圧力域と遜色ない圧力感度が得られ、高Re数風洞試験でもPSP計測可能であることが確認できた。
・TWT2においてPA制御システムを構築し、NACA0012模型に対するPA剥離流制御効果を調べた。PAを高圧放電タイプに改良し、実験条件M=0.2、P0=160～220ｋPaの範囲で剥離を制御できることを実証した。
・PAを張り付ける基板の材質を変えてPA放電音を計測したところ、PAを張り付ける材質によって放電音が変化することがわかった。また、観測する方向によって、PA放電音は指向性があり、誘起流が排気される方向に放電音は大きくなることを確認した。さらに、PA低騒音化のためにPAを2式並べて配置し、ノイズキャンセリング作動時の剥離制御効果を風洞実験で確認したところ、剥離を抑制できることがわかった。
・国内学会で研究発表をを３件行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画通り、TWT2においてPA制御システムを構築し、PAによる制御効果を実証した。また、PA低騒音化については、PA放電音の基板材質依存性を調べ、またノイズキャンセリング作動においても剥離制御可能であることを風洞実験で確認した。他方、風洞作業員がインフルンザに感染したため風洞試験計画の変更を余儀なくされ、高速応答PSP試験が実施できなくなる問題が発生したが、H30年度に持ち越すことで研究計画に影響はない。よって、おおむね計画通り進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
・本研究の最終年度は、H29年に得られた実験結果をもとに最適なPA制御則を考案し、TWT2において実証する。制御効果は模型上に設けられた静圧孔の圧力データを使って評価する。また、高速度カメラを使ったシュリーレン計測を行い、PA制御のON/OFFによって変化する流れを可視化する、さらに、高速応答PSPを使ってPAによって変化する翼面上の流れを可視化し、PA制御メカニズムを考察する。
・学会発表を行い、研究成果を発信するとともに、研究者同士の情報交換により研究成果のクオリティを高める。
・本研究期間に実施した研究をまとめて報告書を作成する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
・次年度使用額が生じた理由：風洞作業員がインフルエンザに感染したため、当初計画していた通りの風洞実験ができなくなり、一部計画を見直した。計画直しに伴い、風洞実験支援作業費を削減したため、予算の残額が発生した。
・次年度使用計画：FY30も風洞実験を予定しており、FY29で実施できなかった風洞実験の支援作業費に使用する計画である。
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