無尾翼・小型羽ばたき飛翔体の安定性に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

無尾翼・小型羽ばたき飛翔体の飛翔時の翅に生じる力を算出し,無尾翼・小型羽ばたき飛翔における飛翔時の姿勢角および位置がどのように安定しているかを明らかにすることを目的とし,以下のことを明らかにした.(1)無尾翼・小型羽ばたき飛翔体が受ける力の計測により,翅の変形,迎角,羽ばたき振幅中心および主流速度と飛翔体が受ける力の関係を明らかにする.(2)羽ばたき振幅中心および翅の変形と翅が受ける力の集中系における作用点(モーメントの平衡点)の関係を調べる.(3)(1)および(2)の結果を用い,飛翔体の系全体の運動方程式を構築し,どのようにして飛翔時の姿勢角を安定させているかを明らかにする.また,姿勢が安定するための条件を明らかにする.その結果,研究目標であった運動方程式の構築および羽ばたき運動を行う飛翔体に生じる流体力の計測により,無尾翼・羽ばたき飛翔体の迎角・飛翔速度の変化および羽ばたき一周期の流体力・その作用点の変化を考慮した姿勢の安定条件を導出した.これは飛翔体の設計・開発の一つの指標となり,今後大きな役割を果たすことが出来る研究成果と思われる.具体的には,無尾翼・羽ばたき飛翔体における飛翔時の姿勢の変動が小さくなる条件を明らかにした.翅のモーメントの平衡点(流体力の作用点)の位置,飛翔時の迎角および翅の流体力特性(推/揚比と抗/揚比の和)で構成される方程式が成り立つとき,飛翔時の姿勢角の一周期平均値が変動せず,長期的な視点では変動しない安定した姿勢角を持つことが明らかとなった.さらには,この方程式を満たすように設計することにより,姿勢が変動しにくい飛翔体を開発できると考えられる.