| 研究課題/領域番号 |
24246136
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
永井 大樹 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70360724)
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| 研究分担者 |
大山 聖 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (10373440)
得竹 浩 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (80295716)
竹内 伸介 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (20353419)
豊田 裕之 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (00415895)
大槻 真嗣 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (50348827)
野々村 拓 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (60547967)
安養寺 正之 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (70611680)
米本 浩一 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80404101)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | Mars airplane / 高高度飛行試験 / 低レイノルズ数 / 剥離泡 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、火星大気中を飛行しながら探査を行う火星飛行機の2020年代前半の実現を目指して，火星飛行機実現の鍵を握る基盤技術の研究開発（空力，推進，制御，構造，電源，熱など），と高高度飛行試験機に関する準備を行った。
基盤技術に関しては、火星飛行機の概念システムを成立させるための空力性能向上を目指して、多目的最適探査を利用した最適翼形状の探索を行った。またその中で候補となる複数の翼型に対して、風洞試験を行い、当初の目的を達成できる性能を有する翼型であることを確認することができた。またプロペラ後流が主翼に及ぼす影響を調べ、剥離泡が後流の影響を強く受け、性能に直結することを明らかとした。また火星飛行機の熱システム設計を行い、その成立性を検証した。特にプロペラを駆動するモータについて、冷却システムを適切に構築することにより、その性能を維持出来ることが明らかとなった。
また航法・誘導システムでは、画像認識による誘導の基礎実験を開始した。
また高高度飛行試験については、プロトタイプの試験機を作製し、JAXA大型低速風洞を利用した空力・制御確認試験を実施した。その中で通風中におけるトリム角の確認、Air Data Sensorの性能確認などを行い、高高度飛行試験に対する機体の準備ができた。これに加えて、飛行制御系の構築と組込を開始し、その検証試験を行った。また飛行に対する安全性を確保するための、航路のシミュレーション、飛行全体のシーケンスについての検討を行った。
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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
本研究では、火星飛行機実現の鍵を握る基盤研究と高高度飛行試験に対する準備を実施した。
前者に対しては、火星飛行機を成立するための各サブシステムの性能が当初の目的を大凡達成していること、前年度には実施できていない、熱システムを含めた検討が出来ていることから順調に進んでいるといえる。また昨年度までの成果を利用した学術論文の発表、国内・国際会議での発表件数が急激に増加し、その成果を正しく公表できているといえる。後者に対しては、高高度試験機のプロトタイプを作成し、風洞試験を実施することにより、実際の高高度実証試験に向けた準備状況は、順調に進んでいるといえる。
これらを総合的に判断し、研究は概ね順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、順調に進んでいる基盤研究の課題に対しては、更なる発展の研究を実施すること、また学術論文、国内・国際学会への発表を行い、成果の発信を積極的に行うこととする。
また個別の研究に加えて、飛行機システムと捕らえた際の複合領域に関する研究（空力・構造、主翼・胴体の空力干渉、プロペラ位置、搭載機器など）も行い、今後の研究への目出しを行う。
また高高度飛行試験を実施し、火星飛行機の実現可能性を示す。そのためには、現状の空力性能と飛行安全上求められている飛行ルートを完全に満足させられるかが鍵となるため、早期にその点を確認し、飛行試験に臨むこととする。
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