| 開講学期／Course Start | 2023年度／Academic Year 後期／Second |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 木/Thu 7 , 木/Thu 8 |
| 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 | 講義科目 |
| 授業科目名／Course Title | 航空機設計法Ⅰ／Aircraft Design ProjectⅠ |
| 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) |
| 時間割コード／Registration Code | J3170 |
| 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。） ) |
| オフィスアワー／Office hours | 溝端 一秀(毎週木曜日13:30～14:30) |
| 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) |
| 更新日／Date of renewal | 2023/02/16 |
|---|---|
| 授業のねらい ／Learning Objectives |
●「空気力学」、「飛行力学」、「姿勢安定」等の専門的基礎知識や「製図」等の設計製作知識・技能を総合して、所要の機能を持つ航空機システムにまとめる素養を培います。 ●特に、空気の力を活用して安定に滑空できる機体形状を実現する考え方を習得します。 （空気力を適切に利用するという観点の設計なので「空力設計」と呼びます。） |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
１．飛行機の機体の構成要素それぞれの役割と、飛行機の飛行メカニズムの概略を理解したうえで、機体諸元を適切に設定できるようになる。 ２．さらに、主要な機体諸元や飛行性能を適切に推算できるようになる。 ３．設定・推算した機体諸元を立体図・三面図（CAD図面）に適切に表現できるようになる。 ４．以上の機体設計に基づいて、縮小模型の諸元や製作手順を適切に計画・表現できるようになる。 ５．設計通りの縮小模型を製作できるようになる。 ６．設計・製作した縮小機体を用いて、滑空性能および姿勢安定を検証できるようになる。 |
| 授業計画 ／Course Schedule |
4年次前期の「航空機設計法Ⅱ」で3～5名のグループで模型飛行機１機を設計・製作し、試験飛行する予定です。そこで、その機体設計を先取りして、この授業では一人一機ずつ模型飛行機を概略設計します。 授業はおよそ次の目安で進める予定ですが、設計・製作作業の進み具合に応じて臨機応変に対処します。 総授業時間数（実時間）２４時間 ●設計に必要な基礎知識の講義（３週） 機体の構成・形状、主翼の形状と特性、舵面制御と安定、 主翼取付角、水平尾翼取付角、脚配置、機体の大きさ・質量と旋回性能、等 ●各自の設計と講評（１０週） 要求性能や設計方針の設定、機体の構成・形状・諸元の計画、立体図・三面図の作成(3D-CAD)、 講評、および設計内容の修正 ●縮小模型の設計・製作、およびその試験飛行を通した設計の妥当性検証（３週） 設計・製作作業のためには、授業時間だけでは足りないので、適宜放課後や空き時間に作業することが必須です。 この設計・製作作業のため、各回の学修時間の目安は、事前・事後合わせて４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 |
軽飛行機から超音速旅客機の概念設計まで 李家賢一著 コロナ社 2011(ISBN:9784339046199)
飛行機はどのように設計するのか 片柳亮二著 日刊工業新聞社 2009(ISBN:4526063177) 軽飛行機の設計法 L.パズマニー著 ; 阿部郁重訳 日本航空整備協会 1971(ISBN:4930858232) 飛行力学の実際 内藤子生著 日本航空技術協会 1994飛行力学の実際 内藤子生著 日本航空技術協会 1976飛行力学の実際 内藤子生著 日本航空技術協会 1998(ISBN:4930858267) IHS Jane's all the world's aircraft : Development & production editor-in-chief, Paul Jackson ; deputy ditor, Kenneth Munson ; assistant editor, Lindsay Peacock; assistant editor, Lindsay Peacock ; ・・・(ISBN:9780710632753) 山名正夫・中口博，「飛行機設計論」，養賢堂，1968 （ISBN無し） |
| 教科書・参考書に関する備考 |
教科書はなし。授業では自作資料を適宜配付します。 上記参考書の補足説明： １）（李家） 旅客機等の有人飛行機の概念設計に関する最も標準的な教科書であり、飛行機のプロになりたい人にとってはバイブルである。これを読みこなす事を通して、空気力学、姿勢安定、飛行性能、等の基礎知識が実践的に再構築されるものと期待できる。図書館に複数冊在り。 ２）（片柳） 空気力学・姿勢安定・飛行性能の観点から飛行機設計の際に考慮すべき要素を例題形式で丁寧に解説している。「飛行力学Ⅰ」「同Ⅱ」で習った知識を実践的に補強するのに役立つ。図書館に複数冊在り。 ３）（パズマニー） ある有人軽飛行機の設計・自作プロセスを簡潔・明快に解説しており、初めて飛行機を設計する際におおいに参考になる。図書館と担当教員の手元に在り。残念ながら絶版。 ４）（内藤） 飛行機メーカーにおける著者の長年の飛行機設計業務を通して得られた豊富かつ高度なな知見が凝縮されており、プロ志向。図書館と担当教員の手元に在り。 ５）（Jane's） その年に世界で生産されている航空機（飛行機、ヘリ、等）の開発経緯、外観、三面図、および性能値を詳しく掲載しているバイブル的大図鑑（年鑑）。色々な実機の成功例を見て美的センスを養うとともに飛行機設計のあるべき姿を分析する目的で極めて有用。必ずしも最新版ではないが、図書館と担当教員の手元に在り。 ６）（山名） 飛行機設計の古典的バイブル。大著なので辞書的に読みこなすことが必要。図書館と担当教員の手元に在り。残念ながら絶版。 |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
以下の6点の提出物について、以下の通りの配点で採点します。 合計点について、100点満点中60点以上をもって合格とします。 １．「設計諸元申告表」において、機体諸元が適切に設定されているかどうか（15点） ２．「補足説明文書」において、主要な機体諸元や飛行性能が適切に計算されているか（15点） ３．「機体の立体図・三面図（CAD図面）」において、機体諸元が適切に表現されているか（25点） ４．「縮小模型の設計図・組み立て説明書」において、縮小模型の諸元や製作手順が適切に表現されているか（10点） ５．「縮小模型の実物」において、設計通りの縮小模型が製作されているか（15点） ６．「縮小模型の滑空状況を記録した映像ファイル」において、滑空性能および姿勢安定が確認されるか（20点） なにをもって「適切」と判定するかについては、授業中の「講評」において具体的に説明します。 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 |
不合格の場合は、翌年度再履修すること。 |
| 教員メッセージ ／Message from Lecturer |
この授業での設計内容を元にして、4年次前期の「航空機設計法Ⅱ」で実際に模型飛行機（無線操縦式、推進器付き）を作って飛ばす予定です。そのつもりでしっかりと設計すること。 最低限の予備知識は、この講義で説明しますが、それだけでは必ずしも十分でないので、飛行力学や飛行機設計法の参考書を自発的に勉強することを推奨します。 既存の飛行機や模型飛行機を観察したりネットで調べたりして、参考にすることも有用です。 |
| 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ている。 (B) 航空宇宙システムエ学分野に必要な様々な知識、技術の習得 (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、遂行、評価を的確に行うための応用力、問題解決能力を修得 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 |
「飛行力学Ⅰ」および「飛行力学Ⅱ」で学んだ知識や、「航空宇宙工学実験」で学んだペーパークラフト飛行機の製作・飛行方法を活用します。 また、本授業での設計内容を元にして、4年次前期の「航空機設計法Ⅱ」で実際に模型飛行機（無線操縦、推進器付き）を作って試験飛行し、設計の妥当性を検証します。 本授業で使用する3D-CADの使い方は、3年次前期必修「航空宇宙工学製図」で学びます。 |
| 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 |
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| 該当するデータはありません | ||||
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Active learning 1-1 ／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等） |
受講生一人一人が電動模型飛行機の空力形状設計を実施し，縮小模型を製作して飛ばし，設計の妥当性を検証する。 |
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Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
50%超 |
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Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
該当無し。 |
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Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
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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） |
空気力学，飛行力学1，飛行力学2，航空宇宙工学製図，航空宇宙工学実験，等で学んだ知識・技術を総動員して設計・製作・飛行を実施する。これによって，これらの科目の知識・技術が総合的・実践的に再構築される。 |
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Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
50%超 |