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航空機設計学 / Aircraft Design

単位数: 2. 担当教員: 河合 宗司. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TMA-MEE360J.

主要授業科目/Essential Subjects

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

1.目的
航空機の概念設計をする際に必要となる基礎知識および概念設計法の修得を目的とし、このことを通じて航空機全般に関する知識を高める。
2.概要
航空機の基礎知識、航空機の翼及び全体形状、概念設計法、航空機の性能評価法を学ぶ。
3.達成目標等
この授業では,主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・航空機の概要、および翼や機体形状を修得し、個々の航空機の形態的特徴を説明することができる。
・航空機の概念設計ができる。
・航空機の基本性能を解析することができる

授業の目的・概要及び達成方法等(E)

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1.Class subject
This lecture aims to obtain basic knowledge of aircraft design and performance and learn how aircraft sizing defines mission configurations.

2.Object and summary of class:
This lecture gives conceptual aircraft configuration design, sizing, and performance calculation. The class is offered in Japanese.

3.Goal of study
This course is aimed at those who want to master basic knowledge for the preliminary aircraft design;
To understand the relationship between aircraft configuration and performance,
To conduct a sizing of aircraft configuration to a defined mission,
To conduct a fundamental analysis of aircraft performance (take-off and landing, cruise, climb, turn, etc.),
To apply tradeoff in aircraft design using conceptual concepts.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

この授業では、航空機の空力形状について取り上げるため、「流体力学I」を履修していることが望ましい。「数理解析学」及び機械工学の基礎知識である材料力学や熱力学もより理解を深めるには履修していることが望ましい。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(E)

Students are required to complete the undergraduate course of fluid mechanics. Knowledge of mathematical analysis, mechanics of material, and thermodynamics are also desirable.

授業計画

第3クオーター開講の本講義の開講形態は対面講義を予定しています。
Classroomにアクセスし、クラスコードを入力して本講義を登録して下さい。講義の開講形態の連絡を含め、講義資料の配布、レポート提出・出席確認などもClassroomを通して行います。

1.航空機設計概説
2.航空機の歴史
3.概説・翼の空気特性(I)
4.概説・翼の空気特性(II)
5.概説・翼の空気特性(III)
6.概説・翼の空気特性(Ⅳ)
7.飛行機の性能理論(I)
8.飛行機の性能理論(II)
9.飛行機の性能理論(III)
10.飛行機の性能理論(Ⅳ)
11.サイジング・概念設計(I)
12.サイジング・概念設計(II)
13.サイジング・概念設計(III)
14.今後の航空機
15.まとめと試験

授業計画(E)

This course starts in the third quarter (3Q) and will be held in person with face-to-face lectures. Please access your Google Classroom on your Tohoku University mail account (DC mail) and register the class code. All the materials will be uploaded to the Classwork in your Google Classroom.

1.Introduction to Aircraft Design
2.History of Aircraft
3.Overview - Aerodynamic Characteristics of Airfoils(I)
4.Overview - Aerodynamic Characteristics of Airfoils(II)
5.Overview - Aerodynamic Characteristics of Airfoils(III)
6.Overview - Aerodynamic Characteristics of Airfoils(Ⅳ)
7.Theory of Aircraft Performance(I)
8.Theory of Aircraft Performance(II)
9.Theory of Aircraft Performance(III)
10.Theory of Aircraft Performance(Ⅳ)
11.Sizing and Conceptual Design(I)
12.Sizing and Conceptual Design(II)
13.Sizing and Conceptual Design(III)
14.Future Aircraft
15.Summary and Examination

授業時間外学習

シラバスの項目について参考書や講義スライドを確認し予習を行う.参考書を読み直したり,講義ノートを整理することで,講義の内容を復習する.レポート課題などがある場合は,それに取り組む.

授業時間外学習(E)

Prepare for the items in the syllabus by checking the reference books and lecture slides. Review the contents of the lecture by re-reading the reference books and organizing the lecture notes. Do homework or reports when it is assigned.

成績評価方法及び基準

期末試験、レポートを総合して評価する。

成績評価方法及び基準(E)

Results of reports given during the lecture and final examination.

教科書および参考書

  • 鳥と飛行機 何処が違うか ― 飛行の科学入門, ヘンク・テネケス, 草思社 ISBN/ISSN: 4794209185
  • 航空力学の基礎 第2版, 牧野光雄, 産業図書 ISBN/ISSN: 9784782840702
  • 航空宇宙工学入門, 室津義定, 森北出版 ISBN/ISSN: 4627690320
  • Aircraft Design: A Conceptual Approach, D. P. Raymer, AIAA Education Series ISBN/ISSN: 1563478293
  • Introduction to Flight, J. D. Anderson, Jr., McGraw-Hill ISBN/ISSN: 9780073529394
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