空力抵抗の削減とは？課題と対策・製品を解説

島津製作所様が航空機用空調装置の性能好適化検討に『modeFRONTIER』を
ご活用いただいた事例をご紹介いたします。

同社は、設計作業の改善ポイントの洗い出しと実作業プロセスへの適用を
念頭におき、空調機器関連の作業フローの見直し、また大型機の
空調能力アップというミッションに取組んでいました。

『modeFRONTIER』を導入し、好適化計算ワークフローの構築は、
慣れないうちは難しい部分もありましたが、技術サポートがツールのスタッフが
利用方法からノウハウまで、親身な対応をしたため、スムーズに好適化業務を
立ち上げることができました。

【modeFRONTIERの特長】
■「考える」を支援する新たな好適化ツール
■設計開発現場のニーズを満たすため独自の手法や機能を豊富に搭載
■多くのユーザー様から高いご支持
■複数台マシンを利用した分散実行環境構築も、一般的なNQSを使用せずに構築

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

【解析事例】航空機用空調装置の性能好適化検討

当社では全長約4mの大型ドローンの開発に携わらせていただきました。
我々は通常、「いかに本物らしく」造るかというところを求められている
職業なのですが、今回は本物の機能も求められるものでした。

出来るだけ軽く強く作る必要があり、4枚のプロペラで持ち上げられる
重さが決まり、ボディに穴を沢山開けることで表面積が随分減りました。

しかも厚みは0.8ミリで仕上げてほしいというもので、EPSメス型で
カーボン繊維を使って成型するに至りました。

成型方法もハンドレイアップ法でいかに強度を上げるかという難問に
CNFを利用することで解決。

2019年8月5日我孫子にあるNECの施設で200人を超える観客の見守る中
無事テスト飛行することが出来、その後の展示会などに出展するための
運搬プランを考えさせていただきました。

【依頼内容】
■全長約4mの大型ドローンの開発
■本物の機能も求められるもの
■理想は人が乗っても大丈夫な機体
■厚みは0.8ミリで仕上げてほしい

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【製作実績】大型ドローン

『航空機ダイナミクスライブラリ』は、機体全体およびサブシステム
シミュレーションのためのオープンかつお客様が拡張できる
環境を提供しています。

構造化されつつ柔軟なシステムアーキテクチャは、定義済み航空機
コンポーネントの広範なライブラリに基づいて構築。

固定翼航空機のさまざまなクラスを扱いやすく容易な方法で
組み立てることができます。

【特長】
■翼、胴体、着陸装置、飛行制御、動力システム、消費側システムなどを含む
　広範な定義済みコンポーネントの拡張可能なライブラリ
■6または3自由度の飛行ダイナミクスモデル
■詳細なランディングギアモデル
■成熟度の高い公知の経験式を使った航空機レベルの寸法設定と統合方法
■オープンコードで容易に拡張可能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

航空機ダイナミクスライブラリ

『ビルドフライヤー』は、超軽量・高剛性の測量・空撮用ドローンです。

MgとCFRPは同等の軽さで、CFRPは工業ファスナーの使用が困難。

様々な成形法、部品締結ができ、また部品の品質管理が容易で生産性が良く、
紫外線による強度劣化がない理由から、Mg合金製機体を採用しています。

【Mg合金製機体を採用している理由】
■MgとCFRPは同等の軽さ
■CFRPは工業ファスナーの使用が困難
■様々な成形法、部品締結ができ、また部品の品質管理が容易で
　生産性が良い
■紫外線による強度劣化がない

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

【ビルドフライヤーの特長】超軽量・高剛性

当社では、世界中で開発が進むドローンや空飛ぶクルマのために
コンパクトで強力な垂直離着陸ファン(VTOLリフトファン)を開発を
手掛けております。

クロスフローの縦流れによる配置性の良さに、ファン回転を
遠心力として活用し切る構造により、従来のプロペラファンに
比し上面投影面積が小さく、強力で、危険な回転翼のない、
些小地からの離発着に適したVTOLリフトファンを開発。

2020年から開発を開始し、第一段階としてドローン用高性能な
クロスフローファンの開発を行っております。

【事業内容】
■垂直離着陸ファン(VTOLリフトファン)の開発

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

垂直離着陸ファン　開発サービス

当社の『燃料システムライブラリ』は、民間・軍用両機の燃料システムの
設計および検証をターゲットとするModelicaライブラリです。

同ライブラリは、幅広い動的オペレーティング・モードと飛行状態の
システム挙動を分析し、検証するために設計されています。

航空機は、加速度、変位、およびマグニチュードなどそれぞれ装備される
計器によって仕分けられます。

燃料システムライブラリは、燃料と空気の混合気の影響を計算した
シミュレーション結果を提供し、双方向のフローを完全にサポートします。

【特長】
■効率的なモデル管理のための柔軟な組成によるユーザー定義の
　システムアーキテクチャ
■重力付与と加速度のジオメトリーモジュールで、フライトエンベロープ
　全体を正確に予測可能
■リアルタイムHILアプリケーションも実現可能な高性能モデル
■全てのオペレーション状況をカバ ーし、双方向のフローを完全サポート

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

燃料システムライブラリ

当社ではPFASやその他コーティングの代替えとなるPEEKコーティングを取り扱っています。
超低摩擦のコーティングをお探しの場合には、当社のPEEKコーティング（AP105+AT135)を是非ご利用下さい。
※摩擦係数：0.035以下

【ご利用業界】
■産業機械分野
精密機械の軸受部：低摩擦により、高速回転や微細な動きが要求される精密機器の軸受に
高速回転機器：工作機械のスピンドルや高速モーターなど、高速回転を必要とする機器の摺動部分に

■自動車産業
エンジン内部部品：ピストンリングやバルブガイドなど、エンジン内部の摺動部品に適用することで、燃費向上や性能改善に貢献
トランスミッション部品：ギアやベアリングの摺動面に使用することで動力伝達効率を向上

■航空宇宙産業
航空機の機械部品：機体の可動部や制御系統の摺動部分に使用することで、燃費向上や信頼性向上に寄与

■エネルギー産業
風力発電機のベアリング：大型風力発電機の主軸ベアリングなど、高負荷・低速回転条件下で使用される部品に
水力発電設備の軸受：水中環境下で使用される軸受部分に適用することで、発電効率の向上に寄与

航空機の機械部品に！超低摩擦コーティング

『CONVERGE』では、解適合格子（AMR： Adaptive Mesh Refinement）機能により、
解析変数の勾配に応じて適切なメッシュをソルバーが自動的に制御します。

本事例は、翼周りの超音速流れ場解析を『CONVERGE』を用いて計算した例で、
AMRによって衝撃波が非常に高い解像度で予測できていることを示しています。

【特長】
■解析変数の勾配に応じて適切なメッシュをソルバーが自動的に制御
■AMRによって衝撃波が非常に高い解像度で予測可能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

【解析事例】翼周り超音速流れ解析『CONVERGE』