シドニー大学、風洞試験用に極超音速航空機モデルを3Dプリント

シドニー大学、風洞試験用に極超音速航空機モデルを3Dプリント
タマス・バイケルク氏はオーストラリアのシドニー大学の大学院生です。彼は 3D プリント技術を使用して、低速風洞試験用の極超音速航空機モデルを作成しました。 3D プリンターにより、実用的なプロトタイプを作成するのに必要な時間が大幅に短縮されました。 また、部品の反復バージョンを印刷してテストし、フィードバックを収集することで、複数のオプションを効率的に検討することも可能になります。



バイケルク氏は、ドリス・ヴェルストラエテ博士の指導の下、航空宇宙工学の博士号を取得しています。これらはすべて、欧州宇宙機関(ESA)およびイタリア航空宇宙研究センター(CIRA)と共同で商業的な極超音速航空旅行の実現可能性を評価するHexafly-Internationalプロジェクトの一環である。

空気力学では、極超音速は、解離やイオン化などの気流の個々の物理的変化が発生するポイントとして定義されます。極超音速とは通常、マッハ 5 以上の速度を指します。数十年にわたり、NASA のスペースシャトルやロケット推進航空機などの大気圏脱出・再突入機は、短期間にこの速度で飛行してきました。しかし、持続的な極超音速飛行に必要な商用極超音速旅客機はまだ概念段階にあります。

「現在、研究の大部分は高速設計のポイント、主に機体の加熱に伴う航空構造上の問題に焦点を当てています。私の研究では、これらの航空機が安全に離着陸できるかどうかを調べています」とバイカーク氏は語った。 「主な目標は、飛行の最も重要な2つの段階におけるパフォーマンスと安定性を評価することです。」

すべての固定翼航空機の設計は、巡航速度での最適な効率と、離着陸速度での安定した制御可能な飛行という、相反する 2 つの目標のバランスを取る必要があります。希望する巡航速度が速いほど、妥協はより大きくなります。簡単に言えば、超高速航空機はゆっくり飛ぶようには作られていない。

シドニー大学工学部および情報技術学部には 16 台の Tiertime 3D プリンターがあり、そのうち 4 台は航空宇宙、機械、メカトロニクス工学部内のファブラボに設置されています。 Bykerk 社は、これらの 3D プリンターを使用して、低速風洞でのテスト用の極超音速航空機のモデルを構築しています。大型モデルは ABS パーツで 3D プリントされ、その後組み立てられ、後処理されて、元の設計とモデル間の連続性が確保されました。技法としては、研磨、隙間埋め、再度の研磨、樹脂コーティング、塗装などがあります。

最終製品は風洞内に配置され、重要なデータを取得します。



3D プリントは、主に操縦面などの取り外し可能なモデル部品を素早く交換するためにも使用されます。エルロン、ラダー、エレベーター、フラップ、さらには翼全体のサイズを変更したり、プロファイルを調整したりできます。このようにして、チームは極超音速設計をテストし、離着陸特性の改善を図ることができます。

「このようなモデルは通常、高価なCNC加工を使用して製造されます」とバイケルク氏は語った。 「3D プリントは安価であるだけでなく、製造プロセスを完全に制御し、複数の反復を迅速に行うことができます。」

商業航空旅行がいつか実現すると仮定すると、バイケルク氏が現在行っている仕事はその未来の基盤の一つとなる可能性がある。

出典: 3ders

航空、宇宙

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