昆虫羽ばたき飛行の操縦性に関する分離型解法の検討

摘要

近年，昆虫羽ばたき飛行を模倣した超小型飛行体（Micro Air Vehicles；MAVs）の開発が盛んに行われている．羽ばたき飛行を行う昆虫は進化の過程において，ホバリングや急旋回等の高性能な操縦性を獲得してきた．高性能な操縦性の力学的原理の解明は，MAVsの設計および開発において役立つと考えられる．本研究では，昆虫羽ばたき飛行の分離型モデル(1)に基づき，その操縦性を解析するための分離型解法を提案する．ここでは，その基本的妥当性を評価するため，本分離型解法による次の解析を行う．有限要素法に基づく流体構造連成（Fluid-Structure Interaction；FSI）解析(2)を用いて，羽ばたき翼のパラメータと翼に作用する流体力の関係を調べ，流体力によるトルク，および，剛体回転の運動方程式から，昆虫胴体の回転量を得る．そして本解析と観測による操縦性の結果を相互に比較することで，提案した分離型解法の基本的妥当性を評価する．