過減衰系ダイナミクスのみを適用した航空機の横風応答ゲイン低減に関する研究

仅应用过阻尼系统动力学的飞机侧风响应增益降低研究

• 批准号: 22KJ1569
• 负责人: 渡邊 俊
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1569/
• 关键词: 航空機; 機体形状最適化; 横風突風応答; 固有運動; ダッチロールモード

小型固定翼機は横風突風遭遇時に大きな姿勢角変化が生じやすいため，横風突風下での着陸時に重大な事故を引き起こす恐れがある．この問題を解決するために当該研究者は，固有運動（機体形状）の観点から姿勢角変化が生じにくい新しい固定翼機コンセプト「QNDD機」を提案した．本研究ではQNDD機の実現性向上を目的とし，以下の3つの研究項目に取り組んだ．(1)QNDD領域拡大：飛行性能を表現する数理モデルを構築し逐次線形二次計画法を用いて，主翼弾性変形を考慮した際のQNDD領域（安定微係数面でのQNDD性能維持可能領域）を最大化する機体形状を得た．得られた機体形状において，主翼は内翼，外翼にそれぞれ大きな上，下反角をもつガルウイング，尾翼はV字翼である． (2)飛行性能分析：機体形状変数（主翼内翼上反角，主翼外翼下反角，尾翼上反角）が変更可能な小型模型滑空機（全幅約600mm）を製作した．風洞試験によって本機体の安定微係数を測定し，上記3つの機体形状変数で決まる安定微係数を軸とする3次元等高面図を作成した．得られた3次元等高面図を基にQNDD性能を有する小型模型滑空機の形状パラメータを確定し，横風突風環境下での姿勢角変化量をモーションキャプチャにより測定した．測定結果より，QNDD機では方位角変化量が大きく低減される一方，横風突風遭遇後にロール方向に不安定な挙動を示す場合があることが明らかになった．この知見は，今後のQNDD機実現のプロセスで検討すべき，新たな課題である．(3)制御出力モーメント測定：主翼・尾翼・胴体・舵面間の空力干渉を考慮可能な計算環境を構築し，QNDD機が発生可能な制御モーメントを求めた．その結果，QNDD機は従来機と同等の制御モーメントが発生可能であることを明らかにした．この結果は，QNDD機の実現可能性を大きく高めるものである．

When a small fixed-wing aircraft encounters a sudden crash, the attitude angle of a small fixed-wing aircraft causes severe accidents, and a major accident causes serious accidents. The solution to the problem is to solve the problem. The inherent motion (body shape), attitude angle, attitude angle, The main wing shape test results show that the QNDD field (stable micro-surface QNDD performance maintenance possible field) maximizes the machine shape. The main wing has the inner wing, the outer wing has the upper wing, the lower corner has the edge, and the tail wing has a V-shaped wing. (2) Row performance analysis: the number of machine shape (the upper corner of the main wing. The lower reverse angle of the outer wing of the main wing and the upper reverse angle of the tail wing) are more likely to be operated by a small model glider (full amplitude about 600mm). The safety of this machine is measured by the micrometer of this machine. The shape of the upper 3-dimensional machine, the shape of the machine, the stability of the micro-plane, the 3-dimensional contour, the 3-dimensional contour, the QNDD performance, the small model glider, the airplane, the attitude, the attitude, the attitude The azimuth change of the QNDD machine is very large, and the azimuth angle is very low on one side. After a sudden encounter, the direction of the train is unstable. The movement shows that the vehicle is in a state of error. You are aware of the situation, and the QNDD machine will now be able to check the signal. (3) Control force test: the air force test on the rudder surface of the main wing and tail may calculate the environmental impact, and the QNDD machine may control the performance of the engine. As a result, the QNDD machine uses the same machine to control the performance of the engine. It is possible to verify the results of the test. There is a great possibility that the QNDD machine will increase the possibility of high-level health care.

项目成果

Optimized Configuration of High-Crosswind-Tolerant Airplane with Double-Hinged Wing

高抗侧风双铰翼飞机的优化配置

• 发表时间: 2022
• 作者: Shun Watanabe;Shigeru Sunada;Kohei Yamaguchi
• 通讯作者: Kohei Yamaguchi

Optimization of High-Crosswind-Tolerant Airplane Based on Double-Hinged-Wing and No-Vertical-Tail Configuration

基于双铰翼非垂尾构型的高抗侧风飞机优化

• DOI: 10.2322/tjsass.66.70
• 发表时间: 2023
• 期刊: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES
• 影响因子: 1.1
• 作者: Watanabe Shun;Sunada Shigeru;Yamaguchi Kohei
• 通讯作者: Yamaguchi Kohei

High Crosswind-Tolerance Airplane by Adjusting Dihedral Angle and Vertical Tail Volume

通过调整二面角和垂直尾翼体积实现高侧风耐受力的飞机

• DOI: 10.2514/1.c036649
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Aircraft
• 影响因子: 2.2
• 作者: Watanabe Shun;Sunada Shigeru;Yamaguchi Kohei
• 通讯作者: Yamaguchi Kohei

飛行機のパーソナル化に即した QNDD 機について

关于兼容飞机个性化的 QNDD 飞机

• 发表时间: 2022
• 作者: Shun Watanabe;Shigeru Sunada;Kohei Yamaguchi;渡邊俊，砂田茂，山口皓平
• 通讯作者: 渡邊俊，砂田茂，山口皓平