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動的計測システムを用いた昆虫の羽ばたき飛行メカニズムの研究

基于动态测量系统的昆虫扑动飞行机理研究

基本信息

批准号：
06J11722
负责人：
田中博人
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

平成18年度の研究では,昆虫の羽ばたき飛行において翅の受動的な弾性変形が飛行運動に大きく影響することを示し,チョウの翅のモデルとして薄膜と翅脈からなるプラスチック製の柔軟人工翅の製作方法を新たに開発した.平成19年度は,人工翅の製作方法を実用レベルまで発展させて実験用人工翅を設計し,チョウと同じサイズ,重さ,羽ばたき周波数を持つ人工翅付羽ばたき機の自由飛行を実現した.平成20年度は,翅脈形状の異なる2種類の人工翅について羽ばたき機の飛行運動を比較し,チョウの翅脈形状と飛行運動の関係を明らかにした.さらに実際のチョウの飛行との比較を行い,羽ばたき機で得られた実験結果が実際のチョウに適用できることを示した.人工翅として実際のアゲハチョウと同様の翅脈太さを持つ基準人工翅と,前縁と胴体側のみに翅脈をもち翅面内に翅脈を持たない無翅脈人工翅を製作した.基準人工翅を実装した羽ばたき機は,前進飛行させると羽ばたきに同期して体が上下し,その結果,翅付け根における迎え角が0°から40°の範囲で変化した.この迎え角変化が,打ち下ろし中の翅の揚力係数を定常流中よりも大きく増大させることを示した.一方,無翅脈人工翅の場合は,体の上下運動が小さく,翅付け根における迎え角変化が基準人工翅よりも小さかった.その結果,打ち下ろし中の翅の揚力係数は定常流中の揚力係数と同じ程度であった.これは,翅脈がないことで翅面がフェザリング変形し,体の上下運動を引き起こすほどの空気力を発生しないことに起因すると考えられる.以上より,チョウの翅脈は翅面のフェザリングを抑制し,体の大きな上下運動をもたらし,打ち下ろし中の大きな揚力係数を実現する機能を持つことが示された.実際のアゲハチョウの飛行においても羽ばたきに同期した体の上下運動や迎え角変化が観察され,羽ばたき機での実験結果が妥当であることが示された.

Research in FY2018, Insect feathers, flight, wings, and wings are affected by the movement of the feathers, and the flight movement is affected by the large size of the wings.とをshow, チョウのwings のモデルとしてfilm とwing veins からなるプラスチックのsoft artificial wingsのmaking methodを新たに开発した.Heisei 19 year, the production method of artificial wings, the design of artificial wings with artificial wings, and the design of artificial wings.じサイズ, heavy さ, feather ばたきfrequency number をhold つ artificial wings with feathers ばたき machine のfree flight を実appear した. Heisei 20 は, wing vein shapeのdifferent types of artificial wings について feather ばたき machine の flight motion を comparison し, チョウの wing vein shape と flight motion を明らかにした.さらに実会のチョウのflying とのComparison を行い, 禰たき机でgetsられた実験RESULTS が実界のチョウにApplyできることをshows した.Artificial wings として実记のアゲハチョウと同様のwings太さをholdつbaseline artificial wings と,front 縁とcarcase sideのみにwing veinsをもちwing veins in the wing surfaceにwing veinsをholdingたないwingless veins artificial wingsをmakingした.standard artificial wingsを実assemblesしたfeathersばたきmachineは, advance Flying させると feather ばたきに same period してbody が up and down し, その result, wings borne けroot におけるying えangle が 0° から40° の风囲で変化した.この英え角剉化が, hit ち下ろし中のwingのraising force coefficient を Constant flow in the よりも大きく嗗大させることをshow した.On the one hand, the case of artificial wings without wing veins, the up and down movement of the body is small, and the wings are made of small roots and angles. The standard artificial wings are small. The result of さかった.その, hit ち下ろし中の Wing の Lifting force coefficient は The lifting force coefficient in steady flow と Same degree であった. これは, Wing vein がないことでwing surface がフェザリング変shaped し, up and down movement of the body をinduced きこすほどのempty force を発生しないことにcause すると卡えられる. Above より, チョウの Wing Veins は Wing surface のフェザリングを Suppression し, Body の大きな up and down movement をもたらし, hit ち下ろし中の大きなLifting force coefficient を実 Present する function をhold つことがshow された.実界のアゲハチョウの飞においても飞ばたきに Same period したbody の up and down movement や Welcome え angle change が観Observation され, feather ばたき machine での実験 result がであることが Show された.