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航空機の空力特性解析技術の開発

流体

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西村 信祐

西村 信祐

総合研究所

2009年入社
統合工学専攻 修了

技術紹介

航空機の開発には何が重要ですか?

空力性能評価です。

航空機にとって重要な機能は、その航空機の用途によって様々です。例えば、民間航空機では近年の環境問題への関心の高まりを受け、低燃費・低騒音で環境性能のよい機体が求められています。一方で、防衛航空機では高運動性・高ステルス性が求められるようになってきました。これら航空機の開発においては、航空機の空力性能を正確に評価する技術が必要不可欠です。

航空機の空力性能を評価するにあたっては、大きく分けて風洞試験、数値流体シミュレーション及びフライト試験の3通りの方法があります。どの方法にも一長一短はありますが、昨今の計算機能力の大幅な向上により、数値流体シミュレーションの高精度化・大規模化が可能になってきました。また、数値流体シミュレーションは、高価な実験設備や模型を必要とせず、開発コストの削減に大きく貢献できる可能性を持っており、航空機開発における一つの重要な技術といえます。

空力特性解析技術の開発として取り組んでいることは?

高精度な数値流体シミュレーション技術です。

空力特性解析として、大きく二つのテーマに取り組んでいます。

一つは、航空機の設計段階において、数値流体シミュレーションで空力特性を評価する解析技術の開発です。航空機にとって、離着陸時に揚力を保つことは、その安全性の観点から非常に重要ですが、従来の解析技術では、そのような航空機周りの流れ場をとらえることが困難でした。しかし、高精度な解析手法を導入した数値流体シミュレーション技術を開発することにより、そのような流れ場も解析が可能になり、航空機の設計に活かされています。

もう一つは、航空機の完成後のフライト試験において、航空機の空力性能を評価する解析技術の開発です。現在は、日本初の国産ジェット旅客機「MRJ: Mitsubishi Regional Jet」の初飛行に向けて、フライト試験とシミュレーションを融合するデータ同化技術の開発に取り組んでいます。

図:空力特性解析

実際の製品への貢献を聞かせてください。

様々な航空機開発に貢献しています。

空力性能を評価する数値流体シミュレーション技術の開発を通じて、MRJや防衛航空機など、様々な航空機の開発に貢献しています。その一例を挙げると、現在開発中の航空機エンジン周辺の数値流体シミュレーションを行い、そこから得られた知見を設計にフィードバックすることで航空機の信頼性向上に貢献しました。また航空機以外にも、空力性能が重要となる風車などの他分野の製品にも開発した数値流体シミュレーション技術が適用されています。

上記に加え、フライト試験とシミュレーションを融合するデータ同化技術を開発し、MRJのフライト試験に備えています。

CG:MRJ

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