航空機・宇宙機の飛行力学制御

昨今の航空旅客需要の増加や無人航空機、空飛ぶクルマの出現により、航空機の飛行はますます増加していくことが予想されています。また、これまでの数々の技術革新などにより航空機の事故率は減少傾向にあったものの、近年は一定の値を保っており、将来航空機の事故総数が増加することが懸念されています。そこで我々はこの課題に対し飛行制御の観点から取り組んでいます。発生した舵面等の故障に対し、適応的に制御パラメータを変更する制御手法や、故障が生じた際もその影響を現れにくくする制御手法などの研究開発を行っています。開発した制御則はシミュレーションだけではなく、無人航空機に搭載して実際に飛行させて試験しています。

鳥のように翼のまわりの空気の流れを感知し、固定翼航空機の飛行性能を向上させる研究を行っています。

鳥は翼や体を覆う羽根により、大気速度を感知して飛行しているといわれています。これを参考に、鳥の羽根の代わりとなる、圧力センサを格子状に配置した圧力センサアレイを固定翼機の翼に埋め込み、圧力計測値を飛行制御に利用することで飛行性能を向上させることを目指しています。将来的には、圧力センサアレイとモーフィング翼と組み合わせ、飛行状態に応じた最適な翼形状とすることで、更なる高効率化、安全性、機動力向上を目標にしています。

私たちの研究室では航空機のオンライン飛行制御を研究しており、その一環として、飛行中に機上のコンピュータで経路を最適化して誘導を行うという実験を実地しました。実験はJAXAが所有する多目的実証実験機MuPAL-αを用いて行いました。

私達研究室では、飛行中に故障をおこした航空機を緊急着陸まで安全に 誘導・制御するシステムについて研究しています。その一環として、航空機の機体特性と 突風を飛行中に得られるデータから推定するという実験をJAXAと共同で行いました

ヘリコプターの着陸進入時における地上騒音低減に向けた最適制御の研究を行っていました。

アンサンブル予報から見積もった気象予報の不確定性を考慮しつつ、燃料消費量を最小化する飛行経路を設計し、従来の飛行経路と比較して燃料消費の削減量も見積もる研究をしています。