大阪府立大学　工学研究科　航空宇宙工学科　砂田研究室



バイオ・フライング・ロボティクスをキーワードに 小型航空機の研究・開発を進めています。 研究の多くは、制御工学を専門とする 得竹研究室と共同で進めています。
近年、MAV(Micro Air Vehicle)やNAV(Nano Air Vehicle) といった小型の航空機の開発が欧米を中心に盛んになっています。 これまでの人・物を輸送する大型の航空機と違って、 我々の身近で飛行し自律飛行が可能な小型航空機は、 飛行ロボットと言われることがあります。 上記キーワードに含まれるフライング・ロボティクス は、自律飛行する小型航空機を意味しています。
航空機が小型化すると風の中での安定した飛行が困難になります。 しかし、我々の周りでは１ｇにも満たない昆虫が悠々と飛行しています。 小型航空機の飛行は昆虫の飛行の域に達していません。 そこで、 昆虫の飛行のメカニズムを解明し、 その優れた点を小型航空機に活用しようとしています。 これが、上記キーワードにバイオが含まれている理由です。
最近では、火星探査における小型航空機の利用（火星での小型航空機のレイノルズ数Reは 地球での昆虫のReと同オーダ）、 宇宙往還機の基礎試験での小型航空機の利用を取り上げ、 宇宙工学における小型航空機の利用をメインテーマにしています。

宇宙科学技術連合講演会（2009.9.9-9.11) 「田島、砂田、得竹：火星における固定翼機の運動について」 予稿集原稿の修正版です。ご迷惑をおかけしました。 ukagi2009


<最近の学生研究テーマ>

○火星航空機の運動　(田島、砂田、得竹：火星における固定翼機の運動について、 宇宙科学技術連合講演会、2009）
○火星航空機のプロペラの性能
○羽ばたき機と回転翼機の性能比較（辻、砂田、得竹他：回転翼機と羽ばたき翼機、 飛行機シンポジウム、2009) ○低Re(10から10000の間のRe及び１以下のRe）において物体に働く流体力の評価 (AIAA Journal. Vol. 47, No. 4, pp.1053-1054 (2009))
○昆虫の飛行安定性　(Journal of theoretical biology. Vol.257,pp.191-202 (2009))

<これまでの研究成果（Journal、論文集、書籍、解説記事）>

2009
Sunada,S., Ishida,R. and Tokutake,H.: Fluid Dynamic Force Acting on a Rectangular Solid in a Stokes Flow. AIAA Journal. Vol. 47, No. 4, pp.1053-1054 (2009)
Okamoto,M., Sunada,S. and Tokutake,H. : An analysis on stability of a gliding flight of a swallowtail Papilio xuthus. Journal of theoretical biology. Vol.257,pp.191-202 (2009)
Tokutake, H., Sunada,S. and Ohtuka,Y. : Active control of flapping wings using wing deformation, Trans. Japan Society of Aeronautical and Space Sciences. Vol.52, No.176, pp.98-103 (2009)
2008
Sunada,S. :.Flight control of an insect. Advances in Science and Technology Vol. 58, pp 20-24(2008)
角野宏紀、砂田茂、得竹浩、畠山雄基：小型２重反転回転翼機の前進運動に関する研究、日本航空宇宙学会論文集、Vol56，No.655，376-382(2008).
砂田茂、得竹浩、畠山雄基、大塚有企朗、石田良平：羽ばたき機のパッシブなフェザリング運動に関する検討、日本航空宇宙学会論文集、Vol.56、No.648,41-46(2008).
藤永仁、得竹浩、砂田茂：小型無人航空機の誘導制御と自律飛行試験、日本航空宇宙学会論文集、Vol.56、No.649,57-64(2008).
砂田茂、得竹浩、小型電動航空機の開発、日本航空宇宙学会誌、日本航空宇宙学会誌４月号、pp.107-109(2008).
砂田茂、得竹浩、昆虫ミメティックス−昆虫の設計に学ぶ−（分担執筆）、第５章第１３節センチメートルサイズの航空機、潟Gヌ・ティー・エス(2008).
2007以前
砂田茂、得竹浩、大塚有企朗：２重反転回転翼に働くトルクの測定法について、日本航空宇宙学会論文集(2007)、Vol.55,No.638,156-158(2007).
砂田茂、得竹浩、菊池厚志、川島健太：小型回転翼機用姿勢角センサの開発、日本航空宇宙学会論文集(2006)、Vol.54,No.634,510-513(2006).
得竹浩、砂田茂、藤永仁：低レイノルズ数で作動する回転翼による小型アクチュエータ、日本航空宇宙学会論文集,(2006)、Vol.54,No.629,272-275(2006).
砂田茂、菊池厚志、得竹浩：小型２重反転回転翼機のベル式スタビライザ・バーに関する研究―その２．フラッピング運動の測定、日本航空宇宙学会論文集,Vol.54,No.629,272-275(2006).
Sunada,S. , Sumino,H., Matue,A. and Tokutake,H. : Analysis of flapping motion of rotors of small coaxial helicopter. Trans. Japan Society of Aeronautical and Space Sciences. Vol.49, No.164, 101 -108 (2006).　
大倉彰浩、得竹浩、砂田茂：小型回転翼機の自律ホバリング飛行、日本航空宇宙学会論文集,Vol.53,No.619,376-378(2005).
Sunada,S.,Tanaka K. and Kawashima,K. : Maximization of thrust-torque ratio of a coaxial rotor. Journal of aircraft, Vol42,No.2,570-572 (2005).
Matue,A., Hirosue,W., Tokutake,H., Sunada,S. and Ohkura,A. : Navigation of small and lightweight helicopter. Trans. Japan Society of Aeronautical and Space Sciences. Vol.48, No.161, 177-179 (2005).
砂田茂、得竹浩、小型２重反転回転翼機の開発、日本航空宇宙学会誌１２月号、pp.348-350(2005).
Sunada,S. and Kawachi,K. : Effects of Reynolds number on characteristics of fixed and rotary wings, Journal of aircraft, Vol.41,No.1,189-192 (2004).
Sunada,S., Ohkura,A., Matsue,A. and Kawachi,K. : Characteristics of rotary wings in hovering mode at an ultra-low Reynolds number. Transactions of the Japan society for aeronautical and space sciences, Vol.47,No.155,59-65 (2004).
砂田茂,広末渡: ロボットの水面歩行に関する基礎研究,日本ロボット学会誌,Vol.22,No.6,56-61(2004).
砂田茂,広末渡,川島健太： 小型２重反転回転翼機のベル式スタビライザ・バーに関する研究,日本航空宇宙学会誌,Vol.52,No.610,494-498(2004).
Sunada,S., Wang,H., Zeng,L. and Kawachi,K.: Analysis of maneuvering flight of an insect J. Bionic Engineering, Vol.1,No.2, 88-101 (2004).
Sunada,S., Kawachi,K. and Yasuda,K.: Advantages of a bristled wing as a rotary wing.　Journal of aircraft, Vol.40,No.5,1000-1002 (2003).
劉浩、砂田茂、メカノクリーチャ（分担執筆）、第５章.飛翔運動性、コロナ社(2003)
Sunada,S.,Song,D.,Meng,X.,Wang,H.,Zeng,L. and Kawachi,K.: Optical measurement of the deformation, motion, and generated force of the wings of a moth, Mythimna Separata (Walker). JSME International Journal Series B, Vol.45, No.4, 836-842 (2002).
Sunada,S.,Takashima,H., Hattori,T., and Yasuda,K. and Kawachi,K.: Fluid-dynamics characteristics of a bristled wing. Journal of experimental biology. Vol.205, 2737-2744(2002).
Sunada,S.,Yasuda,T.,Yasuda,K.and Kawachi,K.: Comparison of wing characteristics at an ultralow Reynolds number. Journal of aircraft. Vol.39,No.2,331-338(2002).
Sunada,S.,Kawachi,K.,Mastsumoto,A. and Sakaguchi,A.:Unsteady forces acting on a two-dimensional wing in plunging and pitching motions. AIAA Journal. Vol.39,No.7,1230-1239(2001).
Sunada,S. and Ellington,C.P.: A new method for explaining the generation of aerodynamic forces in flapping flight. Mathematical methods for applied science. Vol.24,1377-1386(2001).
砂田　茂、信賀信孝、安田邦男、尾崎浩一、田中誠：鞭毛を模擬した小型ポンプ、小型粘度計.日本機械学会論文集Ｂ編. 4月号. 977-981. (2001).
Sunada,S., Yasuda,T., Yasuda,K., Kawachi,K., Ozaki,K. and Tanaka,M. :Airfoil characteristics at a low Reynolds number. Journal of flow visualization and image processing. Vol.7,No.2,123-131(2000).
Sunada,S. and Ellington,C.P.:Approximate added-mass method for estimating the induced power for flapping flight. AIAA Journal. Vol.38,No.8, 1313-1321(2000).
Hedenstrom,A. and Sunada,S.: On the aerodynamics of moult gaps in birds. Journal of experimental biology. Vol.202, 67-76(1999).
Sunada,S., Zeng,L. and Kawachi,K.: The relationship between dragonfly wing structure and torsional deformation. Journal of theoretical biology,Vol.193,39-45(1998).
砂田茂、劉浩、生物の翼に働く空気力の計算法、計算工学学会誌、Vol.3,No.1,pp.16-21(1998).
Sunada,S., Sakaguchi,A. and Kawachi,K.:Airfoil section characteristics at a low Reynolds number. Journal of fluids engineering, Vol.119,No.1,129-135(1997).
Zeng,L.,Matsumoto,H.,Sunada,S., and Kawachi,K.:High-resolution method for measuring the torsional deformation of a dragonfly wing by combining a displacement probe with an acousto-optic deflector. Optical Engineering,Vol.35,No.2, pp.507-513(1996).
砂田茂、昆虫の飛行メカニズム医用電子と生体工学,Vol.10,No.11,pp.3-10(1996)
Zeng,L.,Matsumoto,H.,Sunada,S.,Ohnuki,T. and Kawachi,K.:Two-dimensional, non-contact measurement of natural frequencies of dragonfly wings using a quadrant position sensor. Optical Engineering,Vol.34,No.4,1226-1231(1995).
Sunada,S., Kawachi,K.,Watanabe,I. and Azuma,A.:Fundamental analysis of three-dimensional near fling.　 Journal of Experimental Biology, Vol.183,217-248(1993).
Sunada,S.,Kawachi,K.,Watanabe,I. and Azuma,A.: Performance of a butterfly in take-off flight.　 Journal of Experimental Biology, Vol.183, 249-277(1993).
Sunada,S., Kawachi,K., Watanabe,I. and Azuma,A.:Vortices generated by butterfly’s wings at take-off phase. Flow Visualization, Vol.5, 1012-1017(1989).