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東京農工大学 大学院 工学府

機械システム工学専攻
熱流体システム設計分野
村田研究室

Tokyo University
of Agriculture and Technology
Thermal Fluids Engineering Lab.,
Dept. of Mechanical Systems Engineering
Murata Lab.

〒184-8588
東京都小金井市中町2-24-16
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webadmin
[AtMark]mmlab.mech.tuat.ac.jp
機械システム工学科
国立大学法人東京農工大学

航空機の電動化促進のための空冷技術(環境にやさしい航空機の電動化)
 燃料費・CO2削減に向けて航空機の電動化が進んでいる.航空機の電動化促進では従来の油圧・空気圧駆動システムを電動システムに置き換えることになるが,そのための制御用パワーデバイスでの発熱が大きくなり,高性能空冷技術が必須となる.航空機では冷却用空気として客室を通った空気が使われ,その流量には制限があるので,より効率的な冷却方法が必要である.本研究では空気流への水ミスト注入によって冷却性能向上を達成する.これまでに実験と1次元解析によるプレートフィン型単段ヒートシンクの性能評価[1],3次元流体・固体熱連成解析によるオフセットフィン型多段ヒートシンクの性能評価[2]を行い,水ミスト注入による冷却性能向上を確認している.さらに最近では、3次元熱回路網法を用いてオイルクーラーやヒートシンクの性能評価を簡便に行うことで電動航空機の熱マネジメントの(多目的)最適化[3][4]を行っている.


航空機とエンジンの電動化促進(More Electric Aircraft(MEA), More Electric Engine(MEE))の概念図[1].


多段空冷ヒートシンクの温度分布(3次元流体・固体熱連成解析の結果)


参考文献

[1] Murata, A., Saito, H., and Okita, Y., Water-Mist-Cooled Heat Sink for Autonomous Air-Cooling System (AACS) of More Electric Aircraft (MEA), Proc. of ASME Turbo Expo 2016, Seoul, Korea, June 13-17, 2016, GT2016-56578(11pages).

[2] 神山, 村田, 山本, 岩本, 大北, 電動化航空機用空冷ヒートシンクでのミスト注入と多段化による冷却性能向上の3次元流体・固体熱連成解析, 第55回日本伝熱シンポジウム講演論文集, 5/29-31, 2018, 札幌,K212(4pages).

[3] 神山, 村田, 山本, 岩本, 大北, 電動化航空機の熱マネジメントにおける直交流型オイルクーラーと多段ヒートシンクの3次元熱回路網解析, 第56回日本伝熱シンポジウム講演論文集, 5/29-31, 2019, 徳島,K1426(1page).

[4]Kamiyama, A., Murata, A., Yamamoto, S., Iwamoto, K., and Okita, Y., Three-dimensional Thermal Network Analysis of Multi-stage Heat Sink with Water-mist Injection Applied to Thermal Management of Electric Aircraft, Proc. of Int. Gas Turbine Congress (IGTC) 2019, Nov. 18-21, 2019, Tokyo Japan, Paper No.69, submitted.
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