【研究分野】航空宇宙工学

【研究領域課題番号】16H02424 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

構造・材料 / 複合材料 / 雷撃 / 導電性高分子 / ポリアニリン / カーボンナノチューブ / シミュレーション / 航空宇宙工学 / 数値シミュレーション / 航空機 / 損傷 / 電気伝導度 / 損傷解析 / 機械材料・材料力学 / 高分子

【研究成果の概要】

航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模擬雷撃試験による電撃損傷挙動の実験的評価を行うとともに、電気伝導・熱伝導・力学挙動を連成した数値解析を実施することによって、CFRPの導電性と電撃損傷との関係を実験的・解析的に解明した。

【研究の社会的意義】

近年、CFRPは比強度・比剛性に優れた構造材料として航空宇宙分野、輸送機器、一般産業分野への適用が拡大している。本研究では、ポリアニリン系導電性樹脂や配向カーボンナノチューブの適用という新しい観点からの技術によりCFRPに対して「導電性制御」という機能の付与を実現したもので学術的な意義は高い。また、耐雷性向上や電磁シールド性・損傷センシング機能の付与など、CFRPの多機能化への応用が可能となったことから社会的な意義も大きい。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)

【研究分野】熱工学

【研究領域課題番号】25630072 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

熱機関 / 熱効率 / 熱流体力学 / 燃焼実験 / シミュレーション / サイクル理論 / エンジン / 燃焼 / 高効率 / 低騒音 / 自動車 / 航空機 / 発電

【研究成果の概要】

多重衝突パルス噴流圧縮に基づく新燃焼方式エンジンについて、サイクル理論とシミュレーション検討、及び、航空機と自動車用の2つの試作エンジンによる燃焼実験を行い、以下の２つの結果が得られ、新燃焼方式の有効性を示すことができた。
（１）理論とシミュレーションでは、ガソリン自己着火で50％レベルを超える熱効率の見通しを得た。（２）自動車用小型試作エンジンの燃焼実験では比較的低騒音でガソリン自己着火することが示され、かつ、従来型エンジンと同等か、それ以上の熱効率の可能性を得た。航空用の燃焼実験では、安定な燃焼を実現する方策を見出した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)