東大航空宇宙工学専攻平成22年航空宇宙システム学(午後)

　東京大学大学院航空宇宙工学専攻平成22年の航空宇宙システム学(午後)についての総評と難易度、解答の指針についてまとめたいと思います。

本問の収録先商品は以下です。

総評

　航空機を模した物体に一様な風を当てた時の挙動について考察させる問題です。この問題の面白いところは尾翼にかかる力と機体への影響を考察させているところですね。

　少しわかりづらいですが、上に傾いた機体に一様な風が当たることで尾翼には揚力が発生します。それによって機体にはモーメントが働きますね。

　本問をきっかけにして航空機の尾翼が持つ役割について理解を深めていただければと思います。

　あまり見慣れない問題かもしれませんが、丁寧に問題に記載されている情報をさらっていけば答えにはたどり着けるでしょう。計算量もそれなりなので、難易度としては標準の★3つとしました。

第1問

　機体のピン周りのモーメントを考えるとよいでしょう。

第2問

　問題文記載の通り、機体の回転に関する運動方程式を立てましょう。

第3問

　第2問の結果を基に運動方程式を解いていきましょう。問題文に記載の通り、振動解となる必要があるので、そのための条件を整理すれば答えは出てくると思います。

第4問

　K₂が\(\frac{d\theta}{dt}\)による翼の上下運動速度が形成する迎角とみなせるとき…というのがポイントですね。