二枚翼を用いたサイレント超音速旅客機実現へ向けた実験・計算融合研究

使用两个机翼实现静音超音速客机的实验和计算融合研究

• 批准号: 06J52112
• 负责人: 山下 博
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J52112/
• 关键词: 航空宇宙工学; 流体; 環境技術; ソニックブーム; 超音速

本研究は,ブーゼマン翼の概念を応用した二枚翼を用いて衝撃波を干渉・相殺させることで,低抵抗・低ソニックブームを実現することを目指しており,大型の超音速旅客機(SST)にも応用可能な革新的空力形状について研究を行っている。本研究は,東北大学21世紀COEプログラム「流動ダイナミクス国際研究教育拠点」で招聘した楠瀬博士の協力のもと,提案した超音速複葉翼理論に基づき実験・数値流体力学による新しい設計技術の組み合わせで,学術的可能性を探ったきわめて独創的な研究である.本研究2年目の成果として2つ挙げることができる.1つ目は,非対称な超音速機胴体を用いた,ソニックブーム低減技術の検討と,2つ目は,大気乱流効果を考慮したソニックブーム推算手法の高精度化である.非対称胴体設計の結果,近傍場で非対称な圧力分布を作り出し,地上へ伝播する圧力波を低減させることで,ブーム強度を低減できることが示された.このブーム低減化手法は,実在大気効果とあわせて利用することで,効果的であることもわかった.現在,ソニックブームへの対策としては,機体サイズを縮小することでブーム強度の低減化を行っており,SSTについては抜本的解決策は見つかっていない.本研究で示した,非対称胴体による低ブーム化技術は大型機にも適用可能であり,重要な研究成果である.一方,ソニックブームは大気中を伝播するため,大気状態から影響を受ける.結果から,一様大気乱流効果によりブーム強度が弱まる確率が高いことが示された.また,ブーム地上到達位置も変化することがわかった.到達位置は,大気乱流無しの場合に比べて,東西方向に約130ft,南北方向で約1000ftで分布することが明らかになった.本来は,飛行実証においてソニックブームを直接計測することが望ましいが,巨額の資金を必要とするため,十分な試験回数を確保することは困難である.従って,大気乱流を含めた実環境を模擬できるソニックブーム伝播解析手法が構築された意義は大きい.この結果は学術誌へ投稿する予定である.以上の結果をもとに,本研究は革新的低ブーム機体設計および,実験・計算を融合させたソニックブームの定量的評価手法の構築を進めていく.

This study is aimed at exploring possible innovative aerodynamic shapes for large supersonic passenger aircraft (SST) by using the concept of two wings and shock waves. This research is aimed at exploring the possibility of original research on the theory of supersonic compound wing based on numerical fluid dynamics and the possibility of new design techniques. The results of this research in the past two years are as follows: 1. The application of non-symmetric supersonic airframes is discussed, 2. The effect of large turbulence is considered, and the calculation method of high accuracy is improved. As a result of asymmetric carcass design, the asymmetric pressure distribution in the near field is shown, and the pressure wave in the ground is reduced. The method of reduction is to use the method of reduction. Now, the solution to this problem is to reduce the strength of the body, and the solution to this problem is to reduce the strength of the body. This study shows that the application of low cost technologies to mainframe computers is possible and important. On the one hand, the situation is very serious, and the situation is affected by it. As a result, the intensity of a large turbulence is weak and the accuracy is high.また,ブーム地上到达位置も変化することがわかった. The arrival position is about 130ft in the east-west direction and about 1000ft in the north-south direction. Originally, the flight certification was very difficult to measure directly, and the huge amount of money was necessary to ensure the number of flights. The analysis method of large turbulence, including environment simulation, construction and significance. The result is academic journal contribution. Based on the above results, this study aims to improve the design and implementation of innovative low profile computer systems and to construct quantitative evaluation methods for computer systems.

项目成果

衝撃波の相殺効果を利用した複葉超音波翼型の研究

利用冲击波抵消效应的双翼超声翼型研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本航空宇宙学会論文誌 Vol.55, No.636
• 作者: 楠瀬一洋;松島紀佐;後藤悠一郎;丸山大悟;山下博;米澤誠仁
• 通讯作者: 米澤誠仁

低ブーム胴体形状に関する研究

低吊臂机身外形研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 山下 博;米澤誠仁;大林 茂
• 通讯作者: 大林 茂

Numerical Study on the Asymmetric Propagation of Near-field Pressure Waves for Sonic Boom Reduction

近场压力波非对称传播降低音爆的数值研究

• 发表时间: 2007
• 作者: Yamashita;H.;Yonezawa;M. and Obayashi;S.
• 通讯作者: S.

衝撃波の相殺効果を利用した複葉超音速翼型の研究

利用激波抵消效应的双翼超音速翼型研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本航空宇宙学会論文誌 55・636
• 作者: 楠瀬一洋

Aerodynamics Design of Supersonic biplane: Cutting Edge and Related

超音速双翼飞机的空气动力学设计：前沿及相关

• 发表时间: 2007
• 作者: Kazuhiro Kusunose;Kisa;Matsushima;Shigeru Obayashi;Takeshi Furukawa;Naoshi Kuratani;Yuichiro Goto;Daigo Maruyama;Hiroshi Yamashita and Masahito Yonezawa
• 通讯作者: Hiroshi Yamashita and Masahito Yonezawa