文字サイズ
標準
色の変更

サポイン技術紹介

  1. トップ
  2. サポイン技術検索
  3. チタンアルミ合金切削加工技術による航続距離延長、低騒音の環境対応型先進UAV用ターボジェットジェネレーター

精密加工

チタンアルミ合金切削加工技術による航続距離延長、低騒音の環境対応型先進UAV用ターボジェットジェネレーター

新潟県

YSEC株式会社

2020年4月11日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 チタンアルミ合金切削加工技術の確立による環境対応型先進UAV用ターボジェットジェネレーターの開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 環境・エネルギー、航空・宇宙
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、環境配慮
キーワード ジェットエンジン、ガスタービン、ジェットジェネレーター、ターボジェットジェネレーター、チタンアルミ合金加工
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成25年度~平成27年度

プロジェクトの詳細

事業概要

産業用UAVの利用拡大に向け、航続距離の延長と騒音対策が課題となっている。本研究開発では、平成21年度より取り組んでいるUAV用小型ジェットエンジン開発で得た成果を基に、高耐熱・高強度かつ軽量という素材特性から航空機産業において特に活用が期待されるチタンアルミ合金の切削加工技術を確立することで、従来エンジン比重量20%減、燃費20%向上可能なターボジェットジェネレーターを開発し、UAVの航続距離延長、静音化を実現する

開発した技術のポイント

エンジンのタービン部を「高耐熱」・「高硬度」・「軽量素材」とし、航続距離を従来比20%以上向上させ、騒音値を従来比20dB低減可能なターボジェットジェネレーターを開発
(新技術)
チタンアルミ合金に置き換え、騒音値縮小可能なターボジェットジェネレーターを開発する
(新技術の特徴)
騒音対策、燃費向上、航続距離の延長が可能となる

ターボジェットジェネレーター
具体的な成果

・直径3mmのボールエンドミルにおいて、±30ミクロン以内の精度を確保した上で、セミドライ加工にて加工能率1cm3/min以上、90分以上の工具寿命を達成した
・開発した切削技術や、工具形状によりタービン動翼及び静翼のチタンアルミ化に成功し、重量従来比45%(エンジン全体では13%軽量化)を達成したが、燃費については9~11%の向上に留まった
・川下の求めるスペック(騒音値従来比20%低減、エンジン推力50kgf)を実現する領域であることを計測評価するという当初目標に対し、開発したターボジェットジェネレーターでは、騒音値を目標より大きく40dB(目標20dB)低減させることに成功したが、発電量とエンジン推力については目標に届かなかった

切削加工の様子
研究開発成果の利用シーン

・チタンアルミ合金製タービン
・チタンアルミ合金を用いたターボジェットジェネレーター

チタンアルミ合金製タービン動翼

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

チタンアルミ合金の切削加工によりタービンの製作に成功し、エンジン全体で13%軽量化、約10%の燃費向上を実現した。
また、開発したジェットエンジン発電機(ターボジェットジェネレーター)により、7kwの発電に成功した。
但し、ジェットエンジンが発する熱により連続運転が難しい状況のため、冷却機構や熱交換を含めた研究を継続している。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理、素材・部品製造、製品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・エンジン重量を従来比20%以上削減し、エネルギー変換効率を従来比20%以上向上
・航続距離を従来比20%以上向上させ、騒音値を従来比20dB低減可能なターボジェットジェネレーター

今後の実用化・事業化の見通し

・タービンの軽量化のみでは目標とする燃費の向上を達成することができなかったため、燃焼器及び燃料供給機構の設計を見直し、目標である従来比20%向上を目指す
・ターボジェットジェネレーターの性能が目標値に届かなかった原因は、2次タービンのトルク不足が考えられるため、更に回転トルクを取り出せるようシミュレーション技術を活用して設計を見直すこととする

実用化・事業化にあたっての課題

ジェットエンジンが発する熱の問題

事業化に向けた提携や連携の希望

熱交換システム、冷却機構などに知見を持つ企業(大学)やアドバイザーとの連携を希望。
また、事業化にあたっては非常用発電機としてのリクエストもあったことから、その関係に詳しい方などから意見を頂くことも検討したい。

ターボジェットジェネレーター設計

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 YSEC株式会社 新潟巻工場 開発室
事業管理機関 公益財団法人新潟市産業振興財団
研究等実施機関 有限会社小林製作所
佐渡精密株式会社
国立大学法人新潟大学
新潟県工業技術総合研究所
国立研究開発法人産業技術総合研究所

サポイン事業者 企業情報

企業名 YSEC株式会社(法人番号:1020001044138)
事業内容 航空機器およびエンジン部品製造
社員数 18 名
生産拠点 新潟巻工場(新潟県)
本社所在地 〒953-0054 新潟県新潟市西蒲区漆山字四十歩割8460
ホームページ http://www.ysec.jp/
連絡先窓口 開発室 阿部和幸
メールアドレス k.abe@ysec.jp
電話番号 0256-77-7771