風況を効果的に利用して長時間飛行する 無動力飛行機の開発 指導教員 金野 祥久 A1-01082 月成 卓也
アホウドリ Short-Tailed Albatross 翼開長2.4m、体重約7kgの海鳥。 １０日で6000kmもの距離を移動その間ほとんど休みをとらない。 ほとんど羽ばたかず、海上に吹く風を巧みに利用し滑空して飛行する。 まず背景ですが、このようなアホウドリと呼ばれる渡り鳥がいます。このアホウドリは10日で6000キロもの距離を移動し、その間休みを取ることがほとんどありません。非常に長い時間飛び続けます。そしてこの鳥の飛び方は風をうまく利用し、滑空して飛行します。羽ばたきという動作を行わないことでエネルギー消費を極力抑え、長距離飛行を可能にしているわけです。 風を利用することによってエネルギー消費を抑えて長時間、長距離飛行を可能にしている。
アホウドリと同じことを 機械で実現できるだろうか？ 風況を利用して長時間飛行できる 無動力飛行機の開発 これができれば ⇒ 通信の中継地点として利用 ⇒ 空中のエアデータモニター
どのようにすれば長時間、無動力で飛行できるか 高度が下がってきたら向い風を探す。向い風に乗って高度をとる。これを繰り返す。 熱上昇気流を感知、利用できれば容易に高度をとることができる。 課題・感知の方法は？ 温度差、機体の挙動 暖かい空気 冷気 冷気 熱上昇気流
どのようにして風況を把握するか 風向、風速を知るためには ⇒ ５孔ピトー管 ５つの測圧孔を持つピトー管。 ⇒ ５孔ピトー管 ５つの測圧孔を持つピトー管。 ５つの孔の圧力と風向ごとの関係をあらかじめ調べておき、機体に載せたときは５つの圧力とその関係から風向を求める。
マイコン 上昇判断 旋回判断 サーボモーター ⇒稼動翼の動作 風況、その他の情報をマイコンで制御 風向・風速 現在位置 高度 機体姿勢 センサー情報 マイコン 風向・風速 上昇判断 旋回判断 現在位置 高度 機体姿勢 サーボモーター ⇒稼動翼の動作
現在行っていること ５孔ピトー管検定の準備 ⇒ステッピングモーターのパソコン制御方法を検討中 モータードライバ ステッピングモータ ブロワ 微動装置 ５孔ピトー管検定の準備 ⇒ステッピングモーターのパソコン制御方法を検討中
今後の予定 まずは風速、風向、機体姿勢、高度の情報を把握、その情報を元に飛行する試作機を製作する。 風向風速⇒ ５孔ピトー管 圧力センサー 風向風速⇒ ５孔ピトー管 圧力センサー 機体姿勢⇒ ジャイロ 高度 ⇒ 気圧計