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宇宙航空研究開発機構

空力技術

6.5m×5.5m低速風洞

空力=空気力学は流体の一種である空気の運動やそれによる物体への影響を扱うもので、空力特性は航空機や大気突入機などの宇宙機の飛行中の性能を決定づける重要な要素です。その特性を確認するため、ライト兄弟の時代から、実際に機体を製作し飛行試験を行う前に、地上で風洞を使った流体実験(EFD: Experimental Fluid Dynamic)を行うことで航空機・宇宙機の開発は効率的に発展してきました。JAXAでは我が国最大規模のさまざまな速度域、大きさの風洞を運用しています。これらの風洞は、これまで日本で開発されたほとんど全ての航空機、ロケットの開発試験に使われてきました。
JAXAは航空宇宙産業の基幹産業化と国際競争力に貢献するため、空力性能を向上する技術や高精度/高品質の試験データを効率よく提供するための風洞技術の研究開発を実施しています。

空力特性向上技術

空力騒音と非定常空力の融合による音源解析技術

JAXAがこれまで開発してきた多数のマイクロホンを使用して音源位置を特定する音源探査技術を用いて、詳細な騒音の発生源を特定できるようにするため、画像処理法を適用した音圧分布の高解像度化や、騒音計測と光学計測を同時に計測し、両者の結果を関連付けて騒音の原因となっている空力現象を特定するための技術を開発します。さらに、空力現象と騒音を同時に高精度で評価できる技術を開発します。

磁力支持による航空宇宙機形状の後流構造の解明

磁力支持風洞の特性を生かし、高いレイノルズ数における軸対称物体の後流中の渦構造及び渦放出周波数の決定機構や、後流の構造と密接に関連する背圧とレイノルズ数の関係も明らかにします。それと同時に、最も支持干渉が顕著となる動的試験において、磁力支持技術を用いて、カプセルを含む航空宇宙機模型の加振の応答から動的空力特性を求める風洞試験手法を構築します。

再突入カプセル空力試験技術

再突入カプセルの研究に必要な、再突入時の各状態でのさまざまな空力特性を予測するための試験能力等を獲得します。

大気突入機の熱空力評価システムの高度化

惑星大気突入機を開発する上で、突入時のさまざまな段階において空力性能や加熱環境を予測・評価できる数値解析システムを研究します。

風洞試験高度化技術

デジタル/アナログ・ハイブリッド風洞(DAHWIN)

風洞による流体実験(EFD)とスーパーコンピューターを利用した流体の数値シミュレーション(CFD: Computational Fluid Dynamics)を組み合わせ、EFDとCFDのお互いの強みを生かし、弱みを補い合うことで、より精度の高いデータをより効率的に得ることのできる、世界初の本格的なEFD/CFD融合システムです。

高精度/高効率風洞試験統合技術

JAXAの2m×2m遷音速風洞が世界トップレベルの大型開発風洞の1つに仲間入りできるよう、生産性を低下させず精度を向上させ、精度を低下させず生産性を向上させる統合技術の確立を目指します。

光学計測技術

模型に圧力に反応して明るさの変化する感圧塗料(PSP)を用いた圧力計測技術、流れに細かいオイル粒子を混ぜて流れの速度を計測する粒子画像流速計測法(PIV)、揚力によってたわむ主翼の形状変化を計測する模型変形量計測(MDM)の3つの光学計測技術を風洞試験で活用しています。

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