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ACADEMICS

航空システム工学科

未来の航空機を実現する先端技術の世界

大空を自在に飛翔し、人や物を運ぶ航空機は、最先端テクノロジーの集合体です。空を飛ぶための技術と知見は実にさまざま。時代の変化に伴い課題が尽きることなく生まれる一方で、その解決による技術の進化も歩みを止めることがありません。金沢工業大学航空システム工学科では、現代および次代の航空機に必要とされる新技術の研究開発に取り組んでいます。

航空機を思いのままに操る

<飛行制御システム研究>
空気の力を御すことで航空機を思いのままに操ることができるようになりました。さらにはコンピュータを含む飛行制御技術の進歩で、異形の航空機、あるいは不思議な運動が可能な航空機を造り出しました。
また、さらなる技術革新によって、パイロットの操縦を介さない自律型の小型?軽量な航空機が新たに誕生しています。ドローンと呼ばれる無人航空機は物資輸送などに活用されはじめました。
これらは回転翼の技術が発展したものです。また、回転翼の代表格であるヘリコプタも進化を続けています。今までロータだけで飛行していたヘリコプタは、高速飛行に備えて主翼を持とうとしています。これもまた、従来のロータと主翼の両方を制御するために飛行制御技術が必要となります。
自律型航空機が現実となった今も、多数の乗客を乗せた旅客機は、やはりパイロットが操るもの。パイロットが航空機を操るのには、良好な人間―機械系のインタフェースを持つ必要があります。現在、シミュレーション技術の発達によりシミュレータを用いて事前にチューニングすることができるようになり、飛行試験は確認のみ、という風に技術が進歩しています。金沢工業大学では、これらを体験できるように、本格的なシミュレータを所有しています。

物資輸送用ドローン実験機
コンパウンドヘリコプタ実験機
大型民間機のシミュレータ

飛行制御システムの研究室

軽量化のかなめ

<複合材構造研究>
木と布と少しの金属で空を飛ぶ機械を造り出した人間は、さらに軽くて丈夫な金属を造り出すことで、より丈夫で軽い航空機を手に入れることができました。あの有名なゼロ戦は、日本人が造り出した超々ジュラルミンを採用することで名声を得ることができたといっても過言ではありません。


CFRPが切り開く可能性
金属材料よりも優れた性能を有する夢の素材「CFRP(炭素繊維複合材)」も最新航空機に採用されつつあります。CFRPを用いた次世代航空機構造部材として金沢工業大学では発泡コアサンドイッチパネルに注目して研究を進めています。これは発泡プラスチックをCFRPの薄いシートではさんだ構造部材であり、これを用いることで構造の一体化がより拡大できるため、重量や部品数の大幅な削減やコスト低減につながることが期待されています。もちろん、サンドイッチパネル特有の弱点もあり、その弱点を克服して、軽くて強い性質を最大限に引き出すため、サンドイッチパネルが「どのように壊れるのか?」を詳しく調べ、壊れるのを防ぐ研究を行っています。

表面処理による機能向上
金属材料そのものの改良が限界に達している現在、表面処理による機能向上が航空機の性能や信頼性の向上に必須の技術になっています。各種材料の表面を改質すれば、航空機アルミ部品の耐食性は100倍に、疲労寿命は10倍に、窓の電磁波シールド性は1000倍に、CFRP(炭素繊維強化複合材料)に代表される複合材料の接着性は10倍に向上します。金沢工業大学の研究室ではさまざまな手法を駆使し、様々な材料の大幅な特性向上に取り組んでいます。

複合材構造の研究室

かたちがいのち

<空気力学研究>
空気の力を味方につけることで、人間は空を飛ぶ機械を造り出すことができました。航空機は空気の力によって空に浮かび上がります。その力は数百トンもあるような航空機を持ち上げることさえも可能です。
空気の流れを操って効率良く飛行するためには、どんな航空機の形状が最適でしょうか? このような、航空機の形と空気の流れの関係を解き明かすのが空気力学の研究です。人工的な風の中で模型周りの流れの観察や力の計測を行う「風洞試験」や、コンピュータ上で空気の流れを再現する「CFD(数値流体力学)解析」、さらには実際に飛行させてデータを取得する「飛行試験」などを駆使して研究を進めます。
また、航空機は地球のみならず、火星などの大気を有する惑星でも飛行できます。本学では、空気力学の技術を最新の惑星探査に活かす研究も行っています。

風洞試験
CFD
飛行試験機

惑星探査航空機の研究室