| 開講学期／Course Start | 2023年度／Academic Year 前期／First |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 金/Fri 7 , 金/Fri 8 , 金/Fri 9 , 金/Fri 10 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | 機械航空創造系学科航空宇宙システム工学コース／Department of Mechanical Aerospace and Materials EngineeringCourse of Aerospace Engineering,創造工学科航空宇宙工学コース／Department of EngineeringCourse of Aerospace Engineering |
| 対象学年／Year | 3年 , 4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 創造工学科 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 必修 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 実験科目 |
| 授業科目名／Course Title | 航空宇宙工学実験／Experiments on Aerospace Engineering |
| 単位数／Number of Credits | 2 |
| 担当教員名／Lecturer | 溝端 一秀 (創造工学科航空宇宙工学コース) , 北沢 祥一 (創造工学科航空宇宙工学コース) , 今井 良二 (創造工学科航空宇宙工学コース) , 柴田 拓馬 (創造工学科航空宇宙工学コース) , 奥泉 信克 (創造工学科航空宇宙工学コース) |
| 時間割コード／Registration Code | J3168 |
| 連絡先／Contact |
溝端 一秀(教員室： S304 電話： 外線からは0143-46-5368（直通）、または0143-46-5316（航空宇宙機システム研究センター、呼び出し）。 内線からは5368（直通）、または5316（航空宇宙機システム研究センター、呼び出し）。 いずれもファックス兼。 e-mail： mizobata(at)mmm.muroran-it.ac.jp （教員室が留守の場合はe-mailで連絡ください。） ) 北沢 祥一(B208, 0143-46-5345, kitazawa@muroran-it.ac.jp) 今井 良二(B-214 r_imai@muroran-it.ac.jp) 柴田 拓馬(居室：B203 電話番号：0143-46-5322 Email：takuma.shibata@muroran-it.ac.jp) 奥泉 信克 |
| オフィスアワー／Office hours |
溝端 一秀(毎週木曜日13:30～14:30)
北沢 祥一(月曜日 15時～18時) 今井 良二(水曜日１５：００－１７：００) 柴田 拓馬(月曜日15:00 - 16:00 (要連絡) 火曜日10:00 - 11:00 (要連絡)) 奥泉 信克 |
| 実務経験／Work experience |
溝端 一秀(宇宙航空開発事業を扱う研究所において極超音速飛行実験機の概念設計に携わった在職経験を有する)
北沢 祥一(電子部品の製造事業を扱う企業での高周波デバイス等の開発経験及び研究会社において高周波デバイスや無線通信方式の研究開発経験を有する) 今井 良二(輸送用機器製造事業を扱う企業での航空推進システムの流体設計技術の開発及び航空宇宙推進システム、原子力、エネルギープラント関連機器の伝熱設計技術の開発経験を有する) 柴田 拓馬(輸送用機器製造事業を扱う企業での航空宇宙推進システムの開発経験を有する) 奥泉 信克(宇宙航空開発事業を扱う国立研究所において科学衛星・探査機の構造系担当として研究開発に携わった在職経験を有する) |
| 更新日／Date of renewal | 2023/02/16 |
|---|---|
| 授業のねらい ／Learning Objectives |
航空宇宙機に関する題材について、その目的に沿って計画された実験を実行し、結果を検討して、題材に設定された問題に対する結論を得るプロセスを学ぶ。実験データに対してコンピュータ等による対照解析を行い、比較することによって、実験結果を考察する。これらの結果を実験レポートとしてまとめることによって報告書作成能力を養うとともに、発表・質疑応答によって問題対応能力と討論能力を養う。 |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
１．航空宇宙工学に関する複数の実験テーマの内容を理解し、その基礎知識を修得する。 ２．実験計画の立て方、計測方法、および実験装置の操作方法に関する知識を修得する。 ３．実験遂行上生じるトラブルに対処できるようになる。 ４．コンピュータ解析と実験結果を照らし合わせながら、測定データを処理・解析し、必要なグラフや表等に整理でき、かつ定量的な考察ができるようになる。 ５．標準的な体裁・形式の実験レポートをまとめることができる。 各実験テーマに固有の到達目標は以下の通り： １．ロケットノズルの性能計測： オリフィスノズル、ロケットノズルの流動に関する基礎知識の復習、実験作業を通じて、実験計画、実験技術の修得、実験結果の整理、評価、レポート作成ができるようになる。 ２．ペーパークラフト飛行機の飛行力学実験とシミュレーション： ペーパークラフト飛行機を安定に飛ばすために必要な事項および知見を、一般の飛行機の飛行力学に照らし合わせて理解するとともに、実践できるようになる。 ３．真直梁の構造剛性と構造振動： 構造物の曲げ変形・振動を理解する上で基礎となる真直梁において、たわみ・ひずみの計測法を理解し、得られたデータから応力とひずみの関係を説明できること。また連続体である梁の曲げ振動に対し、固有振動数の意味や固有振動数の計測方法を理解し、実験から得られた固有振動数から構造剛性について説明できること。 ４．モータの制御実験と電気電子工学実験： モータの制御を通じて制御系の設計法を習得する。オペアンプを用いた電子回路の製作を通じて回路設計および計測の技能を身につける。実験作業を通じて、実験計画、実験技術の修得、実験結果の整理、評価、レポート作成ができるようになる。 |
| 授業計画 ／Course Schedule |
総授業時間数（実時間）：48時間 受講生は４班に分かれて、以下の４テーマを４週交代で実施する。 第１回目の授業の最初30分間でガイダンスを実施する。 第１回～第４回：実験（第１ラウンド） 第５回～第８回：実験（第２ラウンド） 第９回～第１２回：実験（第３ラウンド） 第１３回～第１６回：実験（第４ラウンド） １．ロケットノズルの性能計測（今井） 第１週目：ノズル内流れの基本とロケットエンジン基礎の学習と計測基礎 第２週目：ノズル推力と比推力の計測 第３週目：ノズル流量係数の計測 第４週目：ノズル形状と諸特性のまとめ、レポート作成 ２．ペーパークラフト飛行機の飛行力学実験とシミュレーション（溝端） 第１週目：ペーパークラフト飛行機の製作と調整 第２週目：ペーパークラフト飛行機の飛行経路の計測 第３週目：ペーパークラフト飛行機の飛行経路の模擬計算 第４週目：データ整理とレポート作成 ３．真直梁の構造剛性と構造振動（奥泉） 第１週目：梁のたわみ・ひずみ計測 第２週目：梁のたわみ計測、振動現象の理解、振動解析 第３週目：プレゼンテーション 第４週目：データ整理、プレゼン資料の修正、レポート作成 ４．モータの制御実験と電気電子工学実験（柴田・北沢） 第１週目：モータ基礎の学習と制御シミュレーション 第２週目：実験系構成とモータ制御実験 第３週目：オペアンプを用いた電子回路実験 第４週目：データ整理、レポート作成 各回の自己学修時間の目安として、事前・事後合わせて３時間以上必要です。 新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い、学生への十分な周知のもと、授業計画・授業実施方法は変更する可能性があります。 |
| 参考書等 ／Required Materials |
レポートの組み立て方（木下是雄著、筑摩書房 1994）(ISBN:9784480081216)
理科系の作文技術（木下是雄著、中央公論新社 2002）(ISBN:4121006240) |
| 教科書・参考書に関する備考 | 所要資料を授業中に配布する。 |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
１．全実験テーマについて出席と実験レポート提出が必須条件です。 ２．受理されたレポートは100点満点で採点される。 ３．各テーマのレポートについて60点以上の評価が必要である。また、全テーマの点数の平均点を算出し本科目の成績とする。 ４．全テーマのうち１つでも欠席、レポート未提出、またはレポート不合格があれば科目として不合格となる。 ５．レポート採点の目安は以下の通り。 標準的なレポートの体裁・形式が整っており内容に不備・誤りがなければ60点 記述・考察内容が標準レベルに達していれば70点 データ解析や考察等に独自の工夫や努力があり標準以上のレベルと判断できれば80点 到達度目標の達成度は、授業中の取り組み姿勢およびレポート内容に基づいて評価します。各テーマの具体的な実施方法、レポートに要求する事項、提出期限、等については、各テーマの担当教員から説明・指示があります。 新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い、学生への十分な周知のもと、成績評価方法は変更する可能性があります。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
一回でも欠席すると単位を取得できないので、健康管理に留意して頑張ること。やむを得ない事情で欠席した（する）場合は、速やかに各テーマの担当教員に善後策を相談すること。 不合格の場合は、翌年度再履修すること。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
航空宇宙工学コースの学習目標のうち以下の項目に対応します。 Ｃ．多様な要素を統合して、高度なものづくりを目指すシステム指向の工学的センスと、 新たな問題点を見つけ、研究の目的・計画を立案し、研究を的確に遂行・評価するた めの応用力・問題解決能力を修得する。 Ｅ．自発的、継続的に学習する能力を修得する。 学生便覧「学習目標と授業科目との関係表」を参照のこと。 |
| 関連科目 ／Related course |
１．「ロケットノズルの性能計測」は、「流れの力学Ａ」、「同Ｂ」、「空気力学」、「航空宇宙熱力学」、「ロケット工学」に関連します。 ２．「ペーパークラフト飛行機の飛行力学実験とシミュレーション」は、「航空宇宙機械力学」および「飛行力学Ⅰ」「同Ⅱ」の知識を必要とします。本実験テーマで修得する知識・技術は、「航空機設計法Ⅰ」「同Ⅱ」に必須です。 ３．「真直梁の構造剛性と構造振動」は、「材料の力学Ａ」、「同Ｂ」、「航空宇宙機械力学」、「航空宇宙構造工学Ⅰ」、「同Ⅱ」、「同Ⅲ」に関連します。 ４．「モータの制御実験と電気電子工学実験」は「航空宇宙制御工学Ⅰ」、「同Ⅱ」、「航空宇宙電子工学」に関連します。 |
| 実務経験のある教員による授業科目 ／Course by professor with work experience |
1.関連した実務経験を有している教員が担当する科目 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
|---|---|---|---|---|
| 該当するデータはありません | ||||
|
Active learning 1-1 ／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等） |
授業時間内に受講者本人が主体的・自律的に製作・データ取得・データ整理・解析に取り組むと共に、授業時間外にも十分な時間を確保して取り組む必要があります。 |
|---|---|
|
Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
50%超 |
|
Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
実験テーマ1、3、4では、数名のグループで共同作業を実施する。 |
|
Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
15%～50% |
|
Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
座学で学んだ基礎事項を、実験を通して実体験を伴って深く考察する。 |
|
Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
50%超 |