可動脚を用いたVTOLの開発

摘要

現在，自然災害時の航空調査，航空撮影ではラジrnオコントロール（以下R/C）された小型のUAV（無rn人航空機）が用いられるようになってきている．そrnのためUAVの自律制御の研究が行われている．UAVrnの一種として，回転翼機の機動性と固定翼機の航続rn距離を併せ持つ垂直離着陸（VTOL : Vertical Take Offrnand Landing）機の研究が行われている．rn先行研究では倒立型飛行体モデルを提案し1) 2) 3)，推rn進式VTOL機実現を目指した．推進式は重心が推力発rn生装置の上部にあることが特徴である．また推力発rn生装置の吸気部分の面積を一定量確保することで，rn推力発生装置の上部に積載物や機体構造，作業スペrnースを設けることができ，使用用途を拡大することrnができる．これはプロペラの特性上，推力発生装置rnの下部より，上部の方が気流の影響が少ないためでrnある．その反面，推進力が姿勢に不安定な力を及ぼrnすため3軸姿勢（roll軸，pitch軸，yaw軸）の自動制御rnが必要となる．先行研究において垂直離着陸，ホバrnリングには成功しているが，VTOL機研究の最終的なrn目標である水平への遷移が未達成である．しかし倒rn立型飛行体では，水平飛行への遷移の際に機体が90°rn傾くとジンバルロック現象が発生し，クォータニオrnンを用いて姿勢制御を行う必要がある．