CFRP製主翼の形状詳細解析を実現 - 次世代型航空機設計への貢献に期待
2025年1月23日（木）19時3分 マイナビニュース
東北大学と上智大学の両者は1月22日、近年増加している炭素繊維強化プラスチック(CFRP)を用い空気抵抗を低減した航空機の主翼のうち、大きくたわむため通常の線形数値解析を用いた予測ではその変形を正確に捉えることができなかった、高アスペクト比で細長い形状のものについて、複合材主翼の空気抵抗と構造重量の最小化を目的とした多目的最適化フレームワークを構築することで、空気抵抗と構造重量をバランスよく低減できる主翼形状を数値的に明らかにしたことを共同で発表した。
さらに、既存の線形解析にのみ基づく設計を採用すると、予想よりも大きな力が主翼にかかり、危険な設計となりうることがわかったことも併せて発表された。
同成果は、東北大 流体科学研究所のLiu Yajun学術研究員、同・阿部圭晃准教授、東北大大学院 工学研究科の伊達周吾大学院生(研究当時)、同・岡部朋永教授、上智大 理工学部の長嶋利夫教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、航空宇宙分野に関する全般を扱う学術誌「Aerospace Science and Technology」に掲載された。
これまでの航空機の材料には主に金属が使われてきたが、近年は軽量・高剛性・高強度という特性を持つCFRPが使用される割合が増えている。しかし、CFRPは炭素繊維と樹脂を組み合わせた複雑な複合材料であり、内部で生じる数μmの破壊現象が数十mの主翼全体に及ぼす影響の予測は、まだ完全ではないとのこと。しかし航空機の実寸での実験や飛行試験は容易ではないため、主翼の性能を予測する別の手段が求められていたのである。
.
関連記事（外部サイト）
