表面効果翼艇の安定性シミュレーション

表面効果翼艇の運動の支配パラメータは、通常航空機のものに加えて、高度、水面波波高、波長、スペクトル分布、速さ、方向等々が必要となり、艇の姿勢と水面波の関係によって最も注意を要する最低点位置が時々刻々変化する。さらに、代表的な空力配置だけでも飛行機タイプ,リピッシュ翼タイプ,ラム翼タイプ,タンデム翼タイプ,先尾翼タイプ等と数多く、どの配置がどの目的に最適であるか判っていないので、必要なシミュレーションの場合の数が極めて多い。本研究では、空気力学的特性の評価に漸近接合展開法による理論式を用いて最終的に非線形1階常微分方程式としたために、当初予定していた差分解法に比べて計算量の飛躍的減少を実現することができた。この流れの速度および圧力を用いて、翼に働く揚力、誘導抵抗とモーメントを計算することができ、粘性抵抗を加味して全体の抵抗を評価した。これらのカとモーメントは翼形状、浮揚高度、翼傾き角、端板形状等の関数として求まる。空気力学的特性がわかれば、機体の主要寸法・性能を定めて各種の表面効果翼艇の全機の性能と安定性を調べることができる。こうして得られた結果を「研究発表」欄に記載の国際ワークショップで発表し、各国の表面効果翼艇研究者と熱心に討論した。主要な結果は、S字型翼底面型の翼に比較的深い端板を付けた形状が性能的にも安定性からも総合的に最も好ましいものであることがわかった点である。この結果は従来の実験や実機試作において経験的にある程度予測されたものであるが、これを理論的に裏付けた意味は大きい。その結果、この方向の研究にさらに努力を続ける必要性が認識された。

表面効果翼艇の運動の支配パラメータは、通常航空機のものに加えて、高度、水面波波高、波長、スペクトル分布、速さ、方向等々が必要となり、艇の姿勢と水面波の関係によって最も注意を要する最低点位置が時々刻々変化する。さらに、代表的な空力配置だけでも飛行機タイプ,リピッシュ翼タイプ,ラム翼タイプ,タンデム翼タイプ,先尾翼タイプ等と数多く、どの配置がどの目的に最適であるか判っていないので、必要なシミュレーションの場合の数が極めて多い。本研究では、空気力学的特性の評価に漸近接合展開法による理論式を用いて最終的に非線形1階常微分方程式としたために、当初予定していた差分解法に比べて計算量の飛躍的減少を実現することができた。この流れの速度および圧力を用いて、翼に働く揚力、誘導抵抗とモーメントを計算することができ、粘性抵抗を加味して全体の抵抗を評価した。これらのカとモーメントは翼形状、浮揚高度、翼傾き角、端板形状等の関数として求まる。空気力学的特性がわかれば、機体の主要寸法・性能を定めて各種の表面効果翼艇の全機の性能と安定性を調べることができる。こうして得られた結果を「研究発表」欄に記載の国際ワークショップで発表し、各国の表面効果翼艇研究者と熱心に討論した。主要な結果は、S字型翼底面型の翼に比較的深い端板を付けた形状が性能的にも安定性からも総合的に最も好ましいものであることがわかった点である。この結果は従来の実験や実機試作において経験的にある程度予測されたものであるが、これを理論的に裏付けた意味は大きい。その結果、この方向の研究にさらに努力を続ける必要性が認識された。