亜音速航空機設計における翼構造重量推算手法の検討

摘要

有限要素法(FEM)モデルの最適設計手法を用いた 航空機翼構造の重量推定手法について、設計プロセ スを自動化するツール構築を行った。FEM モデルの 構築や最適設計問題の設定、最適設計の分割実行の ジョブ管理などを効率的に実行するツールを構築し た。 座屈強度検討に当たって、ベイ内を細分割したモ デルによる座屈解析を用いずに、簡易的な手計算手 法による座屈強度評価法をFEM モデル最適化の応 力拘束条件として反映する事で、座屈強度を効率的 に考慮する手法を示した。 本ツールを用いて120 人クラスの民間亜音速旅客 機形態において重量推算を実施。安全余裕の確認か ら、最適設計の妥当性を確認した。座屈強度を考慮 する事で、考慮しない場合に比べて、重量が24％増 加した。また、それは破壊モードが平板座屈を示す 部材が主体的にもたらしている事を確認した。 文献１で実施された経験的な重量推算法を用いた 重量推定結果との比較を通じて、座屈強度基準を適 用しないケースに比べて、適用したケースが文献1 の検討結果と良い一致を示すことが分かった。