軍事偵察、通信中継などの任務を遂行する際に、大柔軟性無人機は長時間の飛行持続性と低コストといった特性から広く注目されているが、顕著な幾何学的非線形変形により、全包絡飛行性能評価および動力学特性解析の難易度が増加している。既存の固有梁モデリングおよびモデル秩序削減研究を基に、本稿では構造と飛行動力学を結合させたモデルを構築し、全域探索と逐次2次計画を組み合わせた混合最適化アルゴリズムを用い、安全制約条件下で飛行包絡内の複数性能指標を計算し、剛性基準モデルとの比較を通じて柔軟変形が飛行性能に及ぼす影響を分析した。高次元動力学モデルの計算およびモード識別の困難に対し、特異摂動法を用いたモデル秩序削減を行い、ひずみエネルギーの相対変化率を構造変形の類似度を示す指標として採用し、異なるトリム構成下での動力学特性を比較した。数値結果は、構造変形類似度がシステムの固有根および固有ベクトルの変化と明確に関連しており、本稿で検討した作動条件および変形制約範囲内で関連動力学特性が基準飛行状態に対して比較的連続的な進化傾向を示すことを示している。構築した解析プロセスは、大柔軟性無人機の飛行性能および動力学特性の評価の参考となる。

大柔軟性無人機;飛行性能;モデル秩序削減;飛行動力学