JP2017166870A - Balance for wind tunnel test and wind tunnel test device - Google Patents

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雄貴 森崎
Yuki Morisaki
雄貴 森崎
加藤　英彦
Hidehiko Kato
英彦 加藤
紘基 藤永
Hiroki Fujinaga
紘基 藤永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a balance for a wind tunnel test and a wind tunnel test device which suppress decrease in accuracy of measuring small force.SOLUTION: A balance 20 for a wind tunnel test includes: an extension part 22 extending in an extension direction A along such a direction that drag acts; a model attachment part 30; a wind tunnel fixing part 32; an opening part 42 provided on a lateral surface 41 of the extension part 22 between the model attachment part 30 and the wind tunnel fixing part 32; and a drag detection part 60 which is a tabular member provided inside the opening part 42, in which one lateral surface 60A and the other lateral surface 60B are fixed on an inner surface of the opening part 42, and whose surface has a drag fiber reinforced plastic (FRP) layer. When the length of fiber in the drag FRP layer is decomposed into a vector component in a drag first direction from one lateral surface 60A to the other lateral surface 60B and a vector component in a drag second direction orthogonal to the drag first direction, the total value of the drag second direction-vector components of the all fiber in the drag FRP layer is larger than the total value of the drag first direction-vector components.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、風洞試験用天秤及び風洞試験装置に関する。   The present invention relates to a wind tunnel test balance and a wind tunnel test apparatus.

運転中の航空機などに作用する力を測定するには、風洞試験が用いられる場合がある。風洞試験は、風洞内に設けられた航空機の模型に対し、風洞用天秤を取り付けて、風洞内に気流を発生させる。模型には、抗力、揚力、及び横力の３方向の荷重と、ローリングモーメント、ピッチングモーメント、及びヨーイングモーメントの３方向のモーメントが作用する。風洞用天秤は、模型に固定されているため、模型に働くこれら複数方向の力（荷重及びモーメント）を受けて、歪みが生じる。風洞用天秤には歪みゲージが取り付けられており、その歪みゲージで検出した歪みを解析して、模型に働く複数方向からの力をそれぞれ算出する。   A wind tunnel test may be used to measure the force acting on an operating aircraft or the like. In the wind tunnel test, a wind tunnel balance is attached to an aircraft model provided in the wind tunnel to generate an air flow in the wind tunnel. A load in three directions of drag, lift and lateral force and a moment in three directions of rolling moment, pitching moment, and yawing moment act on the model. Since the wind tunnel balance is fixed to the model, distortion occurs due to the forces (loads and moments) applied to the model in a plurality of directions. A strain gauge is attached to the wind tunnel balance, and the strain detected by the strain gauge is analyzed to calculate the forces acting on the model from multiple directions.

この風洞用天秤には、炭素鋼など、高剛力の金属部材が用いられていた。また、例えば特許文献１には、円柱状の風洞用天秤について記載されている。   For this wind tunnel balance, a high-rigidity metal member such as carbon steel was used. For example, Patent Document 1 describes a cylindrical wind tunnel balance.

特開平１０−９９９７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-9997

ここで、模型に働く複数方向からの力は、それぞれ大きさに違いがある。例えば、飛行能力を高くするため、揚力は、大きくなるように設計されている。風洞用天秤は、例えば揚力のような大きな力を計測するため、剛性が高くなるよう設計されている。しかし、この場合、小さな力に対する変形が微小となり、この小さな力に対する検出能力が低下するおそれがある。また、小さな力を検出するため剛性を低くすると、例えば大きな力の成分に対する変形量が大きくなり、この大きな力の成分に対する変形量がノイズとなり、小さな力の検出精度が低下するおそれがある。   Here, the force from a plurality of directions acting on the model has different sizes. For example, in order to increase the flight capability, the lift is designed to be large. The wind tunnel balance is designed to have high rigidity in order to measure a large force such as lift. However, in this case, the deformation with respect to a small force becomes minute, and the detection capability with respect to this small force may be reduced. If the rigidity is lowered to detect a small force, for example, the amount of deformation with respect to a large force component increases, and the amount of deformation with respect to the large force component becomes noise, which may reduce the detection accuracy of the small force.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、模型に働く複数方向からの力のうち、小さな力の測定精度の低下を抑制する風洞用天秤及び風洞試験装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a wind tunnel balance and a wind tunnel testing apparatus that suppress a decrease in measurement accuracy of a small force among a plurality of directions acting on a model. To do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る風洞試験用天秤は、風洞内に配置された模型に作用する複数方向からの力をそれぞれ検出する風洞試験用天秤であって、前記模型に作用する抗力が働く方向に沿った延在方向に延在する延在部と、前記延在部の一方の端部に設けられ、前記模型に固定される模型取付部と、前記延在部の他方の端部に設けられ、前記風洞に対して固定される風洞固定部と、前記模型取付部と前記風洞固定部との間であって、前記延在部の側面に設けられる開口部と、前記開口部の内部に設けられる板状部材であって、一方の側面が、前記開口部の内面の所定箇所に固定され、他方の側面が、前記開口部の内面における前記所定箇所から前記延在方向に交差する方向に沿って対向する箇所に固定され、繊維強化プラスチックの層である抗力ＦＲＰ層が表面に設けられる抗力検出部と、を有し、前記抗力ＦＲＰ層内の繊維の長さを、前記一方の側面から前記他方の側面に向かう方向である抗力第１方向のベクトル成分と、前記抗力第１方向に直交する抗力第２方向のベクトル成分とに分解した場合に、前記抗力ＦＲＰ層内の全ての繊維の前記抗力第２方向のベクトル成分の合計値が、前記抗力第１方向のベクトル成分の合計値より大きくなる。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a wind tunnel test balance according to the present disclosure is a wind tunnel test balance that detects forces from a plurality of directions acting on a model arranged in a wind tunnel. The extension portion extending in the extending direction along the direction in which the drag acting on the model acts, the model attachment portion provided at one end of the extension portion and fixed to the model, and Provided at the other end of the extending portion and fixed to the wind tunnel, between the model mounting portion and the wind tunnel fixing portion, and provided on a side surface of the extending portion. An opening and a plate-like member provided inside the opening, wherein one side is fixed to a predetermined position on the inner surface of the opening, and the other side is the predetermined position on the inner surface of the opening Fixed to a location facing the direction extending across the extending direction from A drag detection unit provided on the surface with a drag FRP layer which is a fiber reinforced plastic layer, and the length of the fiber in the drag FRP layer is a direction from the one side surface toward the other side surface. When the vector component in the drag first direction and the vector component in the drag second direction orthogonal to the drag first direction are decomposed, the vector component in the drag second direction of all the fibers in the drag FRP layer The total value becomes larger than the total value of the vector components in the drag first direction.

この風洞試験用天秤は、抗力検出部において、引張力、捩り力、及び曲げ力に対して剛性を高く、かつ、せん断力に対する剛性を低くすることができる。そのため、この風洞試験用天秤は、小さい力である抗力の測定精度の低下を抑制することができる。   This wind tunnel test balance can increase the rigidity with respect to the tensile force, the torsional force, and the bending force and reduce the rigidity with respect to the shearing force in the drag detection unit. Therefore, this wind tunnel test balance can suppress a decrease in the measurement accuracy of the drag, which is a small force.

前記風洞試験用天秤において、前記抗力ＦＲＰ層は、前記抗力第１方向に延在する前記繊維が配列した抗力第１方向層と、前記抗力第２方向に延在する前記繊維が配列した抗力第２方向層とが積層されており、前記抗力第２方向層の前記繊維の長さの合計値は、前記抗力第１方向層の前記繊維の長さの合計値よりも大きいことが好ましい。この風洞試験用天秤は、抗力検出部において、引張力、捩り力、及び曲げ力に対して剛性を高く、かつ、せん断力に対する剛性を低くすることができる。そのため、この風洞試験用天秤は、小さい力である抗力の測定精度の低下をより好適に抑制することができる。   In the wind tunnel test balance, the drag FRP layer includes a drag first direction layer in which the fibers extending in the drag first direction and a drag first layer in which the fibers extending in the drag second direction are arranged. It is preferable that a bi-directional layer is laminated, and the total length of the fibers of the drag second direction layer is larger than the total length of the fibers of the drag first direction layer. This wind tunnel test balance can increase the rigidity with respect to the tensile force, the torsional force, and the bending force and reduce the rigidity with respect to the shearing force in the drag detection unit. Therefore, this wind tunnel test balance can more suitably suppress a decrease in the measurement accuracy of the drag, which is a small force.

前記風洞試験用天秤において、前記抗力検出部は、金属製の板状部材である母材部を更に有し、前記母材部の表面に前記抗力ＦＲＰ層を設けることが好ましい。この風洞試験用天秤は、母材部を有しているため、小さい力である抗力の測定精度の低下をより好適に抑制することができる。   In the wind tunnel test balance, it is preferable that the drag detection unit further includes a base material part that is a metal plate member, and the drag FRP layer is provided on a surface of the base material part. Since this wind tunnel test balance has a base material portion, it is possible to more suitably suppress a decrease in the measurement accuracy of the drag, which is a small force.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る風洞試験装置は、前記風洞試験用天秤と、前記抗力検出部の表面に接着されて、前記抗力検出部の歪みを検出する力検出素子と、前記力検出素子の検出結果に基づき、前記抗力を算出する制御部と、を有する。この風洞試験装置は、この風洞試験用天秤を用いるため、小さい力である抗力の測定精度の低下を抑制することができる。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a wind tunnel test apparatus according to the present disclosure is bonded to the balance of the wind tunnel test and the surface of the drag detection unit to detect distortion of the drag detection unit. A force detection element; and a control unit that calculates the drag based on a detection result of the force detection element. Since this wind tunnel test apparatus uses this wind tunnel test balance, it is possible to suppress a decrease in the measurement accuracy of the drag, which is a small force.

前記風洞試験装置において、前記風洞試験用天秤は、前記延在部に設けられて、前記延在方向に沿った一方の端部及び他方の端部が前記延在部に対して固定されている多力検出部を更に有し、前記力検出素子は、前記多力検出部の表面にも接着されて、前記多力検出部の歪みを検出し、前記制御部は、前記多力検出部に接着された力検出素子の検出結果に基づき、前記模型に作用する前記抗力以外の力を算出する。この風洞試験装置は、抗力検出部で抗力を検出し、抗力検出部とは異なる箇所の多力検出部で抗力以外の力を検出する。従って、この風洞試験装置１は、模型に作用する力の測定精度の低下を抑制することができる。   In the wind tunnel test apparatus, the wind tunnel test balance is provided in the extension portion, and one end portion and the other end portion along the extension direction are fixed to the extension portion. The multi-force detector further includes a multi-force detector, and the force detection element is adhered to the surface of the multi-force detector to detect distortion of the multi-force detector, and the control unit is connected to the multi-force detector. Based on the detection result of the adhered force detection element, a force other than the drag acting on the model is calculated. In this wind tunnel testing device, a drag is detected by a drag detection unit, and a force other than the drag is detected by a multi-force detection unit at a location different from the drag detection unit. Therefore, this wind tunnel testing apparatus 1 can suppress a decrease in measurement accuracy of the force acting on the model.

前記風洞試験用天秤において、前記延在部は、前記延在方向に沿った一方の端部及び他方の端部が前記延在部に対して固定されており、繊維強化プラスチックの層である多力ＦＲＰ層を表面に有する多力検出部を更に有し、前記多力ＦＲＰ層内の繊維の長さを、前記延在方向に沿った方向である多力第１方向のベクトル成分と、前記多力第１方向に直交する多力第２方向のベクトル成分とに分解した場合に、前記多力ＦＲＰ層中の全ての繊維の前記多力第１方向のベクトル成分の合計値が、前記多力第２方向のベクトル成分の合計値より大きくなることが好ましい。この風洞試験用天秤は、小さい力である抗力とローリングモーメントとの測定精度の低下を抑制することができる。   In the wind tunnel test balance, the extended portion is a fiber-reinforced plastic layer in which one end portion and the other end portion along the extending direction are fixed to the extended portion. A multi-force detection unit having a force FRP layer on the surface, and the length of the fibers in the multi-force FRP layer, the vector component of the multi-force first direction which is a direction along the extending direction, When decomposed into multi-force second direction vector components orthogonal to the multi-force first direction, the total value of the multi-force first direction vector components of all the fibers in the multi-force FRP layer is the multi-force first direction vector component. The force is preferably larger than the total value of the vector components in the second direction. This wind tunnel test balance can suppress a decrease in measurement accuracy of drag and rolling moment, which are small forces.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る風洞試験用天秤は、風洞内に配置された模型に作用する複数方向からの荷重をそれぞれ計測する風洞試験用天秤であって、前記模型に作用する抗力が働く方向に沿った延在方向に延在する延在部と、前記延在部の一方の端部に設けられ、前記模型に固定される模型取付部と、前記延在部の他方の端部に設けられ、前記風洞に対して固定される風洞固定部と、前記延在部に設けられて、前記延在方向に沿った一方の端部及び他方の端部が前記延在部に対して固定されており、繊維強化プラスチックの層である多力ＦＲＰ層を表面に有する多力検出部と、を有し、前記多力ＦＲＰ層内の繊維の長さを、前記延在方向に沿った方向である多力第１方向のベクトル成分と、前記多力第１方向に直交する多力第２方向のベクトル成分とに分解した場合に、前記多力ＦＲＰ層中の全ての繊維の前記多力第１方向のベクトル成分の合計値が、前記多力第２方向のベクトル成分の合計値より大きくなる。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a wind tunnel test balance according to the present disclosure is a wind tunnel test balance that individually measures loads from a plurality of directions acting on a model arranged in a wind tunnel. The extension portion extending in the extending direction along the direction in which the drag acting on the model acts, the model attachment portion provided at one end of the extension portion and fixed to the model, and A wind tunnel fixing portion provided at the other end portion of the extension portion and fixed to the wind tunnel; and one end portion and the other end portion provided in the extension portion along the extension direction. Is fixed to the extending portion, and has a multi-force detecting portion having a multi-strength FRP layer on the surface, which is a fiber reinforced plastic layer, and the length of the fibers in the multi-strength FRP layer is , A vector component of a multi-force first direction which is a direction along the extending direction, and the multi-force first direction In the multi-force second direction perpendicular to the multi-force vector, the total value of the multi-force first direction vector components of all the fibers in the multi-force FRP layer is the multi-force second direction. It becomes larger than the total value of the vector components.

この風洞試験用天秤は、多力検出部において、せん断力、引張力、及び曲げ力に対して剛性が高く、かつ、捩り力に対する剛性を低くすることができる。そのため、この風洞試験用天秤は、小さい力であるローリングモーメントの測定精度の低下を抑制することができる。   This wind tunnel test balance has high rigidity with respect to shearing force, tensile force, and bending force and low rigidity with respect to torsional force in the multi-force detection unit. Therefore, this wind tunnel test balance can suppress a decrease in measurement accuracy of the rolling moment, which is a small force.

前記風洞試験用天秤において、前記多力ＦＲＰ層は、前記多力第１方向に延在する前記繊維が配列する多力第１方向層と、前記多力第２方向に延在する前記繊維が配列する多力第２方向層とが積層されており、前記多力第１方向層の前記繊維の長さの合計値は、前記多力第２方向層の前記繊維の長さの合計値よりも大きいことが好ましい。この風洞試験用天秤は、多力検出部において、せん断力、引張力、及び曲げ力に対して剛性が高く、かつ、捩り力に対する剛性を低くすることができる。そのため、この風洞試験用天秤は、小さい力であるローリングモーメントの測定精度の低下をより好適に抑制することができる。   In the wind tunnel test balance, the multi-strength FRP layer includes a multi-strength first direction layer in which the fibers extending in the multi-strength first direction and the fibers extending in the multi-strength second direction are arranged. The multi-force second direction layers to be arranged are laminated, and the total value of the lengths of the fibers of the multi-force first direction layer is greater than the total value of the lengths of the fibers of the multi-force second direction layer. Is also preferably large. This wind tunnel test balance has high rigidity with respect to shearing force, tensile force, and bending force and low rigidity with respect to torsional force in the multi-force detection unit. Therefore, this wind tunnel test balance can more suitably suppress a decrease in the measurement accuracy of the rolling moment, which is a small force.

前記風洞試験用天秤において、前記多力検出部は、金属製の部材である母材部を更に有し、前記母材部の表面に前記多力ＦＲＰ層を設けることが好ましい。この風洞試験用天秤は、母材部を有するため、小さい力であるローリングモーメントの測定精度の低下を、より好適に抑制することができる。   In the wind tunnel test balance, it is preferable that the multi-force detecting portion further includes a base material portion that is a metal member, and the multi-force FRP layer is provided on a surface of the base material portion. Since this wind tunnel test balance has a base material portion, it is possible to more suitably suppress a decrease in measurement accuracy of the rolling moment, which is a small force.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る風洞試験装置は、前記風洞試験用天秤と、前記多力検出部の表面に接着されて、前記多力検出部の歪みを検出する力検出素子と、前記力検出素子の検出結果に基づき、前記模型に作用する前記延在方向を中心軸とする回転方向のローリングモーメントを算出する制御部と、を有する。この風洞試験装置は、この風洞試験用天秤を用いるため、小さい力であるローリングモーメントの測定精度の低下を抑制することができる。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a wind tunnel test apparatus according to the present disclosure is bonded to the wind tunnel test balance and the surface of the multi-force detection unit, and the distortion of the multi-force detection unit is reduced. A force detection element to detect, and a control unit that calculates a rolling moment in a rotation direction about the extending direction acting on the model as a central axis based on a detection result of the force detection element. Since this wind tunnel test apparatus uses this wind tunnel test balance, it is possible to suppress a decrease in the measurement accuracy of the rolling moment, which is a small force.

前記風洞試験装置において、前記風洞試験用天秤は、前記延在部が、前記模型取付部と前記風洞固定部との間の側面に開口部を有しており、前記開口部の内部に設けられる板状部材であって、一方の側面が、前記開口部の内面の所定箇所に固定され、他方の側面が、前記開口部の内面における前記所定箇所から前記延在方向に交差する方向に沿って対向する箇所に固定される抗力検出部を更に有し、前記力検出素子は、前記抗力検出部の表面にも接着されて、前記抗力検出部の歪みを検出し、前記制御部は、前記抗力検出部に接着された力検出素子の検出結果に基づき、前記模型に作用する抗力を算出することが好ましい。この風洞試験装置は、抗力検出部で抗力を検出し、抗力検出部とは異なる箇所の多力検出部で抗力以外の力を検出する。従って、この風洞試験装は、模型に作用する力の測定精度の低下を抑制することができる。   In the wind tunnel testing apparatus, the extending portion of the wind tunnel test balance has an opening on a side surface between the model mounting portion and the wind tunnel fixing portion, and is provided inside the opening. It is a plate-like member, and one side is fixed to a predetermined location on the inner surface of the opening, and the other side is along a direction intersecting the extending direction from the predetermined location on the inner surface of the opening. It further includes a drag detection unit fixed to an opposite location, the force detection element is also bonded to the surface of the drag detection unit to detect distortion of the drag detection unit, and the control unit includes the drag detection unit. It is preferable to calculate the drag acting on the model based on the detection result of the force detection element bonded to the detection unit. In this wind tunnel testing device, a drag is detected by a drag detection unit, and a force other than the drag is detected by a multi-force detection unit at a location different from the drag detection unit. Therefore, this wind tunnel test equipment can suppress the fall of the measurement precision of the force which acts on a model.

本発明によれば、模型に働く複数方向からの力のうち、小さな力の測定精度の低下を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of the measurement accuracy of a small force can be suppressed among the forces from several directions which act on a model.

図１は、第１実施形態に係る風洞試験装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a wind tunnel testing apparatus according to the first embodiment. 図２は、模型に作用する力を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the force acting on the model. 図３は、第１実施形態に係る風洞試験用天秤の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a wind tunnel test balance according to the first embodiment. 図４は、第１実施形態に係る抗力検出部の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a drag detection unit according to the first embodiment. 図５Ａは、第１実施形態における抗力第１方向層と抗力第２方向層との模式図である。FIG. 5A is a schematic diagram of a drag first direction layer and a drag second direction layer in the first embodiment. 図５Ｂは、第１実施形態における抗力第１方向層と抗力第２方向層との模式図である。FIG. 5B is a schematic diagram of a drag first direction layer and a drag second direction layer in the first embodiment. 図６Ａは、抗力第１方向層と抗力第２方向層との他の例を示す模式図である。FIG. 6A is a schematic diagram illustrating another example of the drag first direction layer and the drag second direction layer. 図６Ｂは、抗力第１方向層と抗力第２方向層との他の例を示す模式図である。FIG. 6B is a schematic diagram illustrating another example of the drag first direction layer and the drag second direction layer. 図７は、第２実施形態に係る風洞試験用天秤の模式図である。FIG. 7 is a schematic view of a wind tunnel test balance according to the second embodiment. 図８は、第２実施形態に係る多力検出部の模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram of a multi-force detection unit according to the second embodiment. 図９Ａは、第２実施形態における多力第１方向層と多力第２方向層との模式図である。FIG. 9A is a schematic diagram of a multi-force first direction layer and a multi-force second direction layer in the second embodiment. 図９Ｂは、第２実施形態における多力第１方向層と多力第２方向層との模式図である。FIG. 9B is a schematic diagram of a multi-force first direction layer and a multi-force second direction layer in the second embodiment. 図１０Ａは、多力第１方向層と多力第２方向層との他の例を示す模式図である。FIG. 10A is a schematic diagram illustrating another example of the multi-force first direction layer and the multi-force second direction layer. 図１０Ｂは、多力第１方向層と多力第２方向層との他の例を示す模式図である。FIG. 10B is a schematic diagram illustrating another example of the multi-force first direction layer and the multi-force second direction layer.

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment, Moreover, when there are two or more embodiments, what comprises a combination of each Example is also included.

（第１実施形態）
（風洞試験装置の構成）
図１は、第１実施形態に係る風洞試験装置の模式図である。図１に示すように、第１実施形態に係る風洞試験装置１は、風洞１０と、ストラット１２と、スティング１４と、模型１６と、力検出素子１７と、制御部としての制御装置１８と、風洞試験用天秤２０とを有する。風洞試験装置１は、内部に模型１６を設置した風洞１０内に気流Ｗを発生させて、模型１６に作用する複数方向からの力を測定する風洞試験用の装置である。本実施形態における風洞試験は、飛行中の航空機に作用する複数種類の力を測定する試験である。ただし、風洞試験は、航空機だけでなく、異なる方向からの力、すなわち複数種類の力が作用する測定対象に対し、その複数種類の力を測定する試験であればよい。以下の説明では、風洞１０が延在する方向を方向Ｘとし、方向Ｘに直交する方向であって、鉛直方向に直交する方向を方向Ｙとし、方向Ｘ及び方向Ｙに直交する方向、すなわち鉛直方向を方向Ｚとする。 (First embodiment)
(Configuration of wind tunnel test equipment)
FIG. 1 is a schematic diagram of a wind tunnel testing apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the wind tunnel testing apparatus 1 according to the first embodiment includes a wind tunnel 10, a strut 12, a sting 14, a model 16, a force detection element 17, a control device 18 as a control unit, A wind tunnel test balance 20. The wind tunnel test apparatus 1 is an apparatus for wind tunnel testing in which an air flow W is generated in the wind tunnel 10 in which the model 16 is installed, and forces from a plurality of directions acting on the model 16 are measured. The wind tunnel test in the present embodiment is a test for measuring a plurality of types of forces acting on an aircraft in flight. However, the wind tunnel test is not limited to an aircraft, but may be a test that measures a plurality of types of forces on a measurement object on which forces from different directions, that is, a plurality of types of forces act. In the following description, the direction in which the wind tunnel 10 extends is the direction X, the direction orthogonal to the direction X, the direction orthogonal to the vertical direction is the direction Y, and the direction orthogonal to the direction X and the direction Y, that is, vertical Let the direction be direction Z.

風洞１０は、密閉されて方向Ｘに延在する部屋１１を内部に有する風洞である。ストラット１２は、部屋１１の方向Ｚにおける上部と底部とに固定され、方向Ｚに延在する柱状の部材である。スティング１４は、一方の端部がストラット１２に固定され、方向Ｘに延在する軸状の部材である。スティング１４は、他方の端部に、風洞試験用天秤２０が固定される固定部１４Ａが設けられている。模型１６は、風洞１０内に配置された風洞試験の対象となる物体の模型である。模型１６は、本実施形態では、航空機の模型である。模型１６の後方の端部、すなわち尾翼側の端部には、天秤導通穴１６Ａが開口している。ここで、模型１６の後方の端部から先頭の端部に向かう方向を模型前方方向ＰＬとすると、天秤導通穴１６Ａは、模型１６の後方の端部から、模型１６の内部を、模型前方方向ＰＬに沿って開口している。また、天秤導通穴１６Ａの底部には、固定部１６Ｂが設けられている。   The wind tunnel 10 is a wind tunnel having a room 11 which is sealed and extends in the direction X. The struts 12 are columnar members that are fixed to the top and bottom in the direction Z of the room 11 and extend in the direction Z. The sting 14 is an axial member whose one end is fixed to the strut 12 and extends in the direction X. The sting 14 is provided at its other end with a fixing portion 14A to which the wind tunnel test balance 20 is fixed. The model 16 is a model of an object to be subjected to a wind tunnel test arranged in the wind tunnel 10. The model 16 is an aircraft model in this embodiment. A balance conduction hole 16 </ b> A is opened at the rear end of the model 16, that is, the end on the tail side. Here, if the direction from the rear end portion of the model 16 toward the front end portion is the model front direction PL, the balance conduction hole 16A extends from the rear end portion of the model 16 to the inside of the model 16 in the model front direction. Open along PL. A fixing portion 16B is provided at the bottom of the balance conduction hole 16A.

風洞試験用天秤２０は、延在方向Ａに沿って延在する軸状部材である延在部２２を有している。延在部２２の一方の端部には、模型取付部３０が設けられている。延在部２２の他方の端部には、風洞固定部３２が設けられている。風洞試験用天秤２０は、天秤導通穴１６Ａ内に取付けられる。風洞試験用天秤２０は、模型取付部３０が、開口する固定部１６Ｂ内に挿入されて、模型１６に対して固定される。風洞試験用天秤２０の径は、天秤導通穴１６Ａの径より小さいため、風洞試験用天秤２０は、模型取付部３０以外の箇所で模型１６に接触しない。風洞試験用天秤２０は、風洞固定部３２が、開口する固定部１４Ａ内に挿入されて、スティング１４に固定される。すなわち、風洞試験用天秤２０は、風洞固定部３２で、風洞１０に固定される。風洞試験用天秤２０の詳細な構成については後述する。   The wind tunnel test balance 20 has an extending portion 22 that is a shaft-like member extending along the extending direction A. A model attachment portion 30 is provided at one end of the extension portion 22. A wind tunnel fixing portion 32 is provided at the other end of the extending portion 22. The wind tunnel test balance 20 is mounted in the balance conduction hole 16A. In the wind tunnel test balance 20, the model mounting portion 30 is inserted into the fixing portion 16 </ b> B that opens, and is fixed to the model 16. Since the diameter of the wind tunnel test balance 20 is smaller than the diameter of the balance conduction hole 16 </ b> A, the wind tunnel test balance 20 does not contact the model 16 at a place other than the model mounting portion 30. In the wind tunnel test balance 20, the wind tunnel fixing portion 32 is inserted into the fixing portion 14 </ b> A that opens, and is fixed to the sting 14. That is, the wind tunnel test balance 20 is fixed to the wind tunnel 10 by the wind tunnel fixing portion 32. The detailed configuration of the wind tunnel test balance 20 will be described later.

風洞試験装置１は、このように模型１６が風洞試験用天秤２０を介して、風洞１０の内部に固定される。模型１６は、模型前方方向ＰＬが方向Ｘに沿うように、さらに詳しくは、方向Ｘと対向する方向となるように、風洞１０の内部に固定される。また、風洞試験用天秤２０は、軸方向である延在方向Ａが、抗力ＦＸの働く方向である方向Ｘに沿うように、風洞１０の内部に固定される。   In the wind tunnel test apparatus 1, the model 16 is thus fixed inside the wind tunnel 10 via the wind tunnel test balance 20. The model 16 is fixed inside the wind tunnel 10 so that the model front direction PL is along the direction X, more specifically, in a direction opposite to the direction X. Further, the wind tunnel test balance 20 is fixed inside the wind tunnel 10 so that the extending direction A that is the axial direction is along the direction X that is the direction in which the drag force FX works.

力検出素子１７は、風洞試験用天秤２０の表面に取付けられる歪みゲージである。力検出素子１７は、風洞試験用天秤２０の歪み（変形）を検出する。制御装置１８は、風洞試験装置１を制御する装置である。制御装置１８は、風洞１０の内部の図示しない気流発生部を制御し、風洞１０内に気流Ｗを発生させる。図１では、気流Ｗは、風洞１０の内部で方向Ｘに沿って流れるが、その流れる方向、流速及び流量などは、制御装置１８によって変化可能に制御される。また、制御装置１８は、力検出素子１７が検出した風洞試験用天秤２０の歪みの情報を取得する。制御装置１８は、風洞試験用天秤２０の歪みから、風洞試験用天秤２０に作用する力を算出する。風洞試験用天秤２０は、模型１６に固定されている。従って、制御装置１８は、風洞試験用天秤２０の表面の歪みから、模型１６に作用する力を算出しているということができる。   The force detection element 17 is a strain gauge attached to the surface of the wind tunnel test balance 20. The force detection element 17 detects distortion (deformation) of the wind tunnel test balance 20. The control device 18 is a device that controls the wind tunnel testing device 1. The control device 18 controls an air flow generation unit (not shown) inside the wind tunnel 10 to generate an air flow W in the wind tunnel 10. In FIG. 1, the air flow W flows along the direction X inside the wind tunnel 10, but the flow direction, the flow velocity, the flow rate, and the like are controlled by the control device 18 so as to be changeable. Further, the control device 18 acquires information on the distortion of the wind tunnel test balance 20 detected by the force detection element 17. The control device 18 calculates the force acting on the wind tunnel test balance 20 from the distortion of the wind tunnel test balance 20. The wind tunnel test balance 20 is fixed to the model 16. Therefore, it can be said that the control device 18 calculates the force acting on the model 16 from the distortion of the surface of the wind tunnel test balance 20.

以下、模型１６に作用する力について説明する。図２は、模型に作用する力を説明する説明図である。図２に示すように、模型１６の重心を重心Ｏとし、重心Ｏに沿った平面であり、方向Ｘに垂直な平面を平面Ｐとする。模型１６は、気流Ｗを受けた際に、抗力ＦＸと横力ＦＹと揚力ＦＺとの、異なる方向からの三種類の荷重が作用する。抗力ＦＸは、模型１６に対して方向Ｘに沿って作用する荷重である。すなわち、抗力ＦＸは、航空機の進行方向に対向して働く抵抗である。横力ＦＹは、模型１６に対して方向Ｙに沿って作用する荷重である。横力ＦＹは、航空機を横方向に移動させる力である。揚力ＦＺは、模型１６に対して方向Ｚに沿って作用する荷重である。揚力ＦＺは、航空機を持ち上げる力である。また、模型１６は、気流Ｗを受けた際に、ローリングモーメントＭＸと、ピッチングモーメントＭＹとヨーイングモーメントＭＺとの、異なる方向からの三種類のモーメントが作用する。ローリングモーメントＭＸは、模型１６に対して、方向Ｘを回転軸とした回転方向に沿って作用するモーメントである。ローリングモーメントＭＸは、進行方向を回転軸として、航空機を回転させる力である。ピッチングモーメントＭＹは、方向Ｙを回転軸とした回転方向に沿って作用するモーメントである。ピッチングモーメントＭＹは、航空機の先端を上下させる力である。ヨーイングモーメントＭＺは、方向Ｚを回転軸とした回転方向に沿って作用するモーメントである。ヨーイングモーメントＭＺは、航空機を旋回させる力である。   Hereinafter, the force acting on the model 16 will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the force acting on the model. As shown in FIG. 2, the center of gravity of the model 16 is a center of gravity O, a plane along the center of gravity O, and a plane perpendicular to the direction X is a plane P. When the model 16 receives the airflow W, three types of loads, ie, a drag force FX, a lateral force FY, and a lift force FZ, are applied from different directions. The drag force FX is a load that acts on the model 16 along the direction X. That is, the drag FX is a resistance that works opposite to the aircraft traveling direction. The lateral force FY is a load that acts on the model 16 along the direction Y. The lateral force FY is a force that moves the aircraft in the lateral direction. The lift force FZ is a load that acts on the model 16 along the direction Z. The lift FZ is a force that lifts the aircraft. Further, when the model 16 receives the airflow W, three types of moments from different directions, ie, a rolling moment MX, a pitching moment MY, and a yawing moment MZ, act. The rolling moment MX is a moment acting on the model 16 along the rotation direction with the direction X as the rotation axis. The rolling moment MX is a force that rotates the aircraft about the traveling direction as a rotation axis. The pitching moment MY is a moment acting along the rotation direction with the direction Y as the rotation axis. The pitching moment MY is a force that moves the tip of the aircraft up and down. The yawing moment MZ is a moment acting along the rotation direction with the direction Z as the rotation axis. The yawing moment MZ is a force that turns the aircraft.

このように、模型１６は、気流Ｗを受けた際に、それぞれ異なる方向からの力（荷重及びモーメント）が複数作用する。風洞試験用天秤２０は、これら模型１６に働く力に応じて、歪みを生じる。風洞試験装置１は、力検出素子１７によってこの歪みを検出し、制御装置１８によって、その歪みからこれらの力の値をそれぞれ算出する。   Thus, when the model 16 receives the airflow W, a plurality of forces (loads and moments) from different directions are applied. The wind tunnel test balance 20 is distorted according to the force acting on these models 16. The wind tunnel test apparatus 1 detects this distortion by the force detection element 17 and calculates the values of these forces from the distortion by the control apparatus 18, respectively.

航空機は、抵抗が小さくなるように設計されているため、抗力ＦＸは、その力が小さい。言い換えれば、抗力ＦＸは、その荷重量が小さく、横力ＦＹと揚力ＦＺとは、その荷重量が大きい。また、ローリングモーメントＭＸも、その力が小さい。すなわち、ローリングモーメントＭＸはそのモーメントが小さく、ピッチングモーメントＭＹとヨーイングモーメントＭＺとは、そのモーメントが大きい。従って、風洞試験用天秤２０は、同じ気流Ｗを受けている場合でも、抗力ＦＸ及びローリングモーメントＭＸによって発生する歪みが小さくなり、横力ＦＹ、揚力ＦＺ、ピッチングモーメントＭＹ及びヨーイングモーメントＭＺによって発生する歪みが大きくなる。   Since the aircraft is designed to have low resistance, the drag FX has a small force. In other words, the drag FX has a small load, and the lateral force FY and the lift FZ have a large load. Also, the rolling moment MX has a small force. That is, the rolling moment MX has a small moment, and the pitching moment MY and the yawing moment MZ have large moments. Therefore, even when the wind tunnel balance 20 receives the same air flow W, the distortion generated by the drag FX and the rolling moment MX is reduced, and is generated by the lateral force FY, the lift force FZ, the pitching moment MY, and the yawing moment MZ. Distortion increases.

以下、風洞試験用天秤２０の構成を説明する。図３は、第１実施形態に係る風洞試験用天秤の模式図である。上述のように、風洞試験用天秤２０は、延在方向Ａに沿って延在する軸状部材である延在部２２を有している。延在部２２には、模型取付部３０と、風洞固定部３２と、開口部４２と、多力検出部５０Ａ、５０Ｂとが設けられている。延在部２２は、例えば炭素鋼などの金属製の軸状部材であり、本実施形態では、円柱状の部材である。以下、延在方向Ａに直交する方向を方向Ｂとし、延在方向Ａ及び方向Ｂに直交する方向を方向Ｃとする。   Hereinafter, the configuration of the wind tunnel test balance 20 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram of a wind tunnel test balance according to the first embodiment. As described above, the wind tunnel test balance 20 has the extending portion 22 that is a shaft-like member extending along the extending direction A. The extension part 22 is provided with a model attachment part 30, a wind tunnel fixing part 32, an opening part 42, and multi-force detection parts 50A and 50B. The extending portion 22 is a shaft member made of metal such as carbon steel, and is a columnar member in the present embodiment. Hereinafter, a direction orthogonal to the extending direction A is referred to as a direction B, and a direction orthogonal to the extending direction A and the direction B is referred to as a direction C.

模型取付部３０は、延在部２２の延在方向Ａに沿った一方の端部に設けられている。模型取付部３０は、延在部２２の一方の端部を円錐台形に加工して設けられる。上述のように、模型取付部３０は、固定部１６Ｂ内に挿入されて模型１６に固定される。風洞固定部３２は、延在部２２の延在方向Ａに沿った他方の端部に設けられている。風洞固定部３２は、延在部２２の他方の端部を円錐台形に加工して設けられる。上述のように、風洞固定部３２は、固定部１４Ａ内に挿入されて風洞１０に固定される。風洞試験用天秤２０は、模型１６及び風洞１０に固定された際は、延在方向Ａが方向Ｘに沿い、方向Ｂが方向Ｙに沿い、方向Ｃが方向Ｚに沿う。   The model attaching portion 30 is provided at one end portion along the extending direction A of the extending portion 22. The model mounting portion 30 is provided by processing one end of the extending portion 22 into a truncated cone shape. As described above, the model attachment portion 30 is inserted into the fixing portion 16B and fixed to the model 16. The wind tunnel fixing portion 32 is provided at the other end portion along the extending direction A of the extending portion 22. The wind tunnel fixing portion 32 is provided by processing the other end of the extending portion 22 into a truncated cone shape. As described above, the wind tunnel fixing portion 32 is inserted into the fixing portion 14A and fixed to the wind tunnel 10. When the wind tunnel test balance 20 is fixed to the model 16 and the wind tunnel 10, the extending direction A is along the direction X, the direction B is along the direction Y, and the direction C is along the direction Z.

開口部４２は、延在方向Ａにおける模型取付部３０と風洞固定部３２との間であって、延在部２２の側面４１に設けられる。開口部４２は、延在方向Ａと垂直な方向、ここでは方向Ｂに沿って側面４１を貫通している。ただし、開口部４２は、側面４１に設けられる開口であれば、方向Ｂに沿って側面４１を貫通していることに限られない。開口部４２は、延在方向Ａに交差する方向に沿って側面４１を貫通していればよい。また、開口部４２は、側面４１を貫通せずに、底面を有していてもよい。   The opening 42 is provided between the model mounting portion 30 and the wind tunnel fixing portion 32 in the extending direction A and on the side surface 41 of the extending portion 22. The opening 42 penetrates the side surface 41 along the direction perpendicular to the extending direction A, here the direction B. However, the opening 42 is not limited to passing through the side surface 41 along the direction B as long as it is an opening provided on the side surface 41. The opening 42 only needs to penetrate the side surface 41 along the direction intersecting the extending direction A. The opening 42 may have a bottom surface without penetrating the side surface 41.

多力検出部５０Ａは、模型取付部３０と開口部４２との間における、延在方向Ａに沿った延在部２２の一部の領域に設けられている。多力検出部５０Ａは、延在部２２の側面４１の一部の領域と、その一部の領域の反対側の領域とを、平面に加工して設けられる。言い換えれば、多力検出部５０Ａは、延在方向Ａに沿った一方の端部５１Ａが延在部２２の模型取付部３０側に固定されており、他方の端部５２Ａが、延在部２２の風洞固定部３２側に固定されている。   The multi-force detecting unit 50A is provided in a partial region of the extending part 22 along the extending direction A between the model attaching part 30 and the opening part 42. The multi-force detecting unit 50A is provided by processing a partial region of the side surface 41 of the extending portion 22 and a region opposite to the partial region into a plane. In other words, in the multi-force detecting unit 50A, one end 51A along the extending direction A is fixed to the model attaching part 30 side of the extending part 22, and the other end 52A is extended to the extending part 22. It is being fixed to the wind tunnel fixing | fixed part 32 side.

多力検出部５０Ｂは、開口部４２と風洞固定部３２との間における、延在方向Ａに沿った延在部２２の一部の領域に設けられている。多力検出部５０Ｂは、延在部２２の側面４１の一部の領域と、その一部の領域の反対側の領域とを、平面に加工して設けられる。言い換えれば、多力検出部５０Ｂは、延在方向Ａに沿った一方の端部５１Ｂが延在部２２の開口部４２側に固定されており、他方の端部５２Ｂが延在部２２の風洞固定部３２側に固定されている。なお、本実施形態では、延在部２２には、多力検出部５０Ａと多力検出部５０Ｂとが設けられているが、多力検出部５０Ａと多力検出部５０Ｂとのいずれか一方だけが設けられていてもよい。以下、多力検出部５０Ａと多力検出部５０Ｂとを区別しない場合、多力検出部５０と記載する。多力検出部５０の表面（平面箇所）には、複数の力検出素子１７が接着されている。   The multi-force detection unit 50B is provided in a partial region of the extending part 22 along the extending direction A between the opening 42 and the wind tunnel fixing part 32. The multi-force detecting unit 50B is provided by processing a part of the side surface 41 of the extending part 22 and a region opposite to the part of the region into a flat surface. In other words, in the multi-force detecting unit 50B, one end 51B along the extending direction A is fixed to the opening 42 side of the extending part 22, and the other end 52B is a wind tunnel of the extending part 22. It is fixed to the fixed portion 32 side. In the present embodiment, the extending portion 22 is provided with the multi-force detector 50A and the multi-force detector 50B, but only one of the multi-force detector 50A and the multi-force detector 50B is provided. May be provided. Hereinafter, when the multi-power detection unit 50A and the multi-power detection unit 50B are not distinguished from each other, they are referred to as the multi-power detection unit 50. A plurality of force detection elements 17 are bonded to the surface (planar portion) of the multi-force detection unit 50.

また、開口部４２には、抗力検出部６０が設けられている。抗力検出部６０は、開口部４２の内部に設けられる板状部材である。抗力検出部６０は、一方の側面６０Ａが、開口部４２の内面４２Ａに固定される。また、抗力検出部６０は、他方の側面６０Ｂが、開口部４２の内面４２Ａと方向Ｃに沿って対向する内面４２Ｂに固定される。抗力検出部６０の表面６０Ｃは、延在方向Ａに垂直な平面に沿って設けられる。ただし、抗力検出部６０は、一方の側面６０Ａが、開口部４２の内面の所定箇所に固定され、他方の側面６０Ｂが、開口部４２の内面におけるその所定箇所から延在方向Ａに交差する方向に沿って対向する箇所に固定されていればよい。抗力検出部６０の表面６０Ｃと表面６０Ｃの反対側の表面である表面６０Ｄには、力検出素子１７が接着されている。   In addition, a drag detection unit 60 is provided in the opening 42. The drag detection unit 60 is a plate-like member provided inside the opening 42. One side surface 60 </ b> A of the drag detection unit 60 is fixed to the inner surface 42 </ b> A of the opening 42. Further, in the drag detection unit 60, the other side surface 60B is fixed to the inner surface 42B facing the inner surface 42A of the opening 42 along the direction C. The surface 60C of the drag detection unit 60 is provided along a plane perpendicular to the extending direction A. However, in the drag detection unit 60, one side surface 60A is fixed to a predetermined location on the inner surface of the opening 42, and the other side surface 60B intersects the extending direction A from the predetermined location on the inner surface of the opening 42. It is only necessary to be fixed at a position facing along. The force detection element 17 is bonded to the surface 60D of the drag detection unit 60 and the surface 60D which is the surface opposite to the surface 60C.

図４は、第１実施形態に係る抗力検出部の模式図である。図４に示すように、抗力検出部６０は、母材部６２と、抗力ＦＲＰ層６４とを有している。母材部６２は、例えば炭素鋼などの金属製の板状部材である。母材部６２は、延在部２２を加工して開口部４２を設けた際に、母材部６２の部分だけ削らずに残されることで、形成されている。すなわち、母材部６２は、延在部２２と一体の部材である。ただし、母材部６２は、延在部２２と別体の板状部材であり、一方の側面６０Ａと他方の側面６０Ｂとを開口部４２の内面に固定されたものであってもよい。   FIG. 4 is a schematic diagram of a drag detection unit according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the drag detection unit 60 includes a base material part 62 and a drag FRP layer 64. The base material part 62 is a metal plate-like member such as carbon steel. The base material part 62 is formed by leaving only the part of the base material part 62 when the extended part 22 is processed and the opening 42 is provided. That is, the base material part 62 is a member integrated with the extending part 22. However, the base material portion 62 is a plate-like member that is separate from the extending portion 22, and one side surface 60 </ b> A and the other side surface 60 </ b> B may be fixed to the inner surface of the opening 42.

抗力ＦＲＰ層６４は、母材部６２の表面に設けられている繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｃｔｉｃｓ）の層である。すなわち、抗力ＦＲＰ層６４は、複数の繊維Ｆｉが樹脂で固定されている層である。本実施形態における抗力ＦＲＰ層６４は、炭素繊維強化プラスチックの層であり、繊維Ｆｉは、炭素繊維である。ただし、繊維Ｆｉは、例えばガラス繊維などであってもよい。抗力ＦＲＰ層６４は、母材の樹脂より繊維Ｆｉの強度が高く、繊維Ｆｉの延在方向の強度が高い異方性を有していればよい。本実施形態における抗力ＦＲＰ層６４は、複数の繊維強化プラスチックのシート状部材を複数積層した積層体である。抗力ＦＲＰ層６４は、抗力第１方向層６６Ａと、抗力第２方向層６６Ｂとを有している。   The drag FRP layer 64 is a layer of fiber reinforced plastic (FRP) provided on the surface of the base material portion 62. That is, the drag FRP layer 64 is a layer in which a plurality of fibers Fi are fixed with resin. The drag FRP layer 64 in the present embodiment is a carbon fiber reinforced plastic layer, and the fibers Fi are carbon fibers. However, the fiber Fi may be glass fiber, for example. The drag FRP layer 64 only needs to have anisotropy in which the strength of the fibers Fi is higher than that of the base resin and the strength in the extending direction of the fibers Fi is high. The drag FRP layer 64 in the present embodiment is a laminate in which a plurality of fiber-reinforced plastic sheet-like members are stacked. The drag FRP layer 64 includes a drag first direction layer 66A and a drag second direction layer 66B.

図５Ａは、第１実施形態における抗力第１方向層と抗力第２方向層との模式図である。図５Ａは、抗力第１方向層６６Ａと抗力第２方向層６６Ｂとが、母材部６２に巻き付けられる前のシート状の状態を示している。図５Ａに示すように、抗力第１方向層６６Ａは、複数の繊維Ｆｉが同じ方向に配列して延在する繊維強化プラスチックのシート状部材である。抗力第２方向層６６Ｂは、複数の繊維Ｆｉが同じ方向に配列して延在する繊維強化プラスチックのシート状部材である。すなわち、抗力第１方向層６６Ａと抗力第２方向層６６Ｂとは、異方性を有するＦＲＰシートである。抗力第１方向層６６Ａの繊維Ｆｉが延在する方向は、抗力第２方向層６６Ｂの繊維Ｆｉが延在する方向と異なる。抗力ＦＲＰ層６４は、このシート状の抗力第１方向層６６Ａと抗力第２方向層６６Ｂとを積層した積層体である。図４に示すように、この抗力ＦＲＰ層６４は、方向Ｃを中心軸として、母材部６２に巻き付けられ、母材部６２に対し圧着固定される。また、図４に示すように、抗力ＦＲＰ層６４は、表面が、抗力第２方向層６６Ｂとなっている。   FIG. 5A is a schematic diagram of a drag first direction layer and a drag second direction layer in the first embodiment. FIG. 5A shows a sheet-like state before the drag first direction layer 66 </ b> A and the drag second direction layer 66 </ b> B are wound around the base material part 62. As shown in FIG. 5A, the drag first direction layer 66A is a fiber-reinforced plastic sheet-like member in which a plurality of fibers Fi are arranged and extend in the same direction. The drag second direction layer 66B is a fiber-reinforced plastic sheet-like member in which a plurality of fibers Fi are arranged in the same direction and extend. That is, the drag first direction layer 66A and the drag second direction layer 66B are anisotropic FRP sheets. The direction in which the fibers Fi of the drag first direction layer 66A extend is different from the direction in which the fibers Fi of the drag second direction layer 66B extend. The drag FRP layer 64 is a laminate in which the sheet-like drag first direction layer 66A and the drag second direction layer 66B are stacked. As shown in FIG. 4, the drag FRP layer 64 is wound around the base material part 62 with the direction C as the central axis, and is crimped and fixed to the base material part 62. Moreover, as shown in FIG. 4, the surface of the drag FRP layer 64 is a drag second direction layer 66B.

図５Ｂは、第１実施形態における抗力第１方向層と抗力第２方向層との模式図である。図５Ｂは、抗力ＦＲＰ層６４を母材部６２に取付けた際の抗力第１方向層６６Ａと抗力第２方向層６６Ｂとを示している。図５Ｂに示すように、抗力第１方向層６６Ａは、母材部６２に取付けた際、一方の側面６０Ａから他方の側面６０Ｂに向かう方向である抗力第１方向に沿って延在した繊維Ｆｉが、複数配列している。具体的には、抗力第１方向層６６Ａは、方向Ｃに沿って延在している。また、抗力第２方向層６６Ｂは、母材部６２に取付けた際、抗力第１方向（方向Ｃ）に直交する方向である抗力第２方向に沿って延在した繊維Ｆｉが、複数配列している。具体的には、抗力第２方向層６６Ｂは、抗力検出部６０の表面６０Ｃにおいて、複数の繊維Ｆｉが方向Ｂに沿って延在し、抗力検出部６０の側面６７において、複数の繊維Ｆｉが延在方向Ａに沿って延在する。   FIG. 5B is a schematic diagram of a drag first direction layer and a drag second direction layer in the first embodiment. FIG. 5B shows the drag first direction layer 66 </ b> A and the drag second direction layer 66 </ b> B when the drag FRP layer 64 is attached to the base material portion 62. As shown in FIG. 5B, when the drag first direction layer 66A is attached to the base material portion 62, the fiber Fi extends along the drag first direction that is a direction from one side surface 60A toward the other side surface 60B. However, there are multiple arrays. Specifically, the drag first direction layer 66 </ b> A extends along the direction C. Further, when the drag second direction layer 66B is attached to the base material portion 62, a plurality of fibers Fi extending along the drag second direction which is a direction orthogonal to the drag first direction (direction C) are arranged. ing. Specifically, the drag second direction layer 66 </ b> B has a plurality of fibers Fi extending along the direction B on the surface 60 </ b> C of the drag detection unit 60, and a plurality of fibers Fi on the side surface 67 of the drag detection unit 60. It extends along the extending direction A.

抗力ＦＲＰ層６４は、抗力第２方向層６６Ｂの積層されている数が、抗力第１方向層６６Ａの積層されている数より多い。すなわち、抗力ＦＲＰ層６４は、抗力第２方向に沿った全ての繊維Ｆｉの長さの合計値（抗力第２方向層６６Ｂの全ての繊維Ｆｉの長さの合計値）が、抗力第１方向に沿った全ての繊維Ｆｉの長さの合計値（抗力第１方向層６６Ａの全ての繊維Ｆｉの長さの合計値）より大きくなっている。また、抗力ＦＲＰ層６４は、表面に向かうに従って、抗力第２方向層６６Ｂの積層数が大きくなっている。例えば、抗力ＦＲＰ層６４を、複数の抗力第１方向層６６Ａと抗力第２方向層６６Ｂとが積層されている表面側の第１積層部と、複数の抗力第１方向層６６Ａと抗力第２方向層６６Ｂとが積層されている母材部６２側の第２積層部とに区分した場合を考える。この場合、抗力第１方向層６６Ａの積層数に対する抗力第２方向層６６Ｂの積層数の割合は、第１積層部の方が第２積層部よりも大きくなっている。言い換えれば、抗力第１方向に沿った全ての繊維Ｆｉの長さの合計値に対する抗力第２方向に沿った全ての繊維Ｆｉの長さの合計値の割合は、第１積層部の方が第２積層部よりも大きくなっている。   In the drag FRP layer 64, the number of the drag second direction layers 66B stacked is larger than the number of the drag first direction layers 66A stacked. That is, in the drag FRP layer 64, the total length of all the fibers Fi along the drag second direction (the total value of the lengths of all the fibers Fi of the drag second direction layer 66B) is the drag first direction. Is greater than the total length of all the fibers Fi (total length of all the fibers Fi of the drag first direction layer 66A). In addition, the number of layers of the drag second direction layer 66B increases as the drag FRP layer 64 moves toward the surface. For example, the drag FRP layer 64 includes a first laminated portion on the surface side where a plurality of drag first direction layers 66A and a drag second direction layer 66B are laminated, a plurality of drag first direction layers 66A and a drag second. Consider a case in which the direction layer 66B is divided into the second stacked portion on the base material portion 62 side where the direction layer 66B is stacked. In this case, the ratio of the number of layers of the drag second direction layer 66B to the number of layers of the drag first direction layer 66A is larger in the first stacked portion than in the second stacked portion. In other words, the ratio of the total value of the lengths of all the fibers Fi along the second direction of the drag to the total value of the lengths of all the fibers Fi along the first direction of the drag is higher in the first laminated portion. It is larger than two laminated parts.

（測定方法）
次に、以上のように構成される風洞試験装置１による模型１６に作用する力の測定方法について説明する。風洞試験用天秤２０は、気流Ｗを発生させた際の模型１６に作用する力により、歪みを生じる。多力検出部５０の表面に接着された力検出素子１７は、気流Ｗを発生させた際の多力検出部５０の歪みを検出する。制御装置１８は、多力検出部５０の歪みに基づき、模型１６に作用する横力ＦＹ、揚力ＦＺ、ローリングモーメントＭＸ、ピッチングモーメントＭＹ、及びヨーイングモーメントＭＺを算出する。すなわち、多力検出部５０は、歪みによって、模型１６に作用する抗力ＦＸ以外の複数種類の力（例えばローリングモーメントＭＸなど）を検出する検出部である。そして、多力検出部５０の表面に接着された力検出素子１７は、模型１６に作用する抗力ＦＸ以外の複数種類の力（例えばローリングモーメントＭＸなど）に対応する歪みを検出する検出素子である。 (Measuring method)
Next, a method for measuring the force acting on the model 16 by the wind tunnel testing apparatus 1 configured as described above will be described. The wind tunnel test balance 20 is distorted by the force acting on the model 16 when the airflow W is generated. The force detection element 17 adhered to the surface of the multi-force detection unit 50 detects distortion of the multi-force detection unit 50 when the airflow W is generated. The control device 18 calculates a lateral force FY, a lift force FZ, a rolling moment MX, a pitching moment MY, and a yawing moment MZ acting on the model 16 based on the distortion of the multi-force detection unit 50. That is, the multi-force detection unit 50 is a detection unit that detects a plurality of types of forces (for example, a rolling moment MX) other than the drag force FX acting on the model 16 due to distortion. The force detection element 17 adhered to the surface of the multi-force detection unit 50 is a detection element that detects distortion corresponding to a plurality of types of forces (for example, a rolling moment MX) other than the drag FX acting on the model 16. .

力検出素子１７は、横力ＦＹ、揚力ＦＺ、ローリングモーメントＭＸ、ピッチングモーメントＭＹ、及びヨーイングモーメントＭＺの検出用にそれぞれ設けられている。具体的には、力検出素子１７は、それぞれの力の検出用に４つずつ設けられている。すなわち、力検出素子１７は、合計２０個が、多力検出部５０の表面に接着されている。一つの力を検出するための４つの力検出素子１７は、それぞれを抵抗とするホイートストーンブリッジ回路として接続されており、他の力に対応する歪み成分の影響を低減している。   The force detection element 17 is provided for detecting the lateral force FY, the lift force FZ, the rolling moment MX, the pitching moment MY, and the yawing moment MZ. Specifically, four force detection elements 17 are provided for detecting each force. That is, a total of 20 force detection elements 17 are bonded to the surface of the multi-force detection unit 50. The four force detection elements 17 for detecting one force are connected as a Wheatstone bridge circuit each having a resistance to reduce the influence of distortion components corresponding to other forces.

制御装置１８は、多力検出部５０の延在方向Ａに沿った軸に対する曲げ変形量(曲げ歪み量)、引張変形量（引張歪み量）、及びせん断変形量（せん断歪み量）に基づき、横力ＦＹ、揚力ＦＺ、ピッチングモーメントＭＹ、及びヨーイングモーメントＭＺを算出する。制御装置１８は、多力検出部５０の延在方向Ａに沿った軸に対する捩りの変形量（捩り歪み量）に基づき、ローリングモーメントＭＸを算出する。   The control device 18 is based on the bending deformation amount (bending strain amount), the tensile deformation amount (tensile strain amount), and the shear deformation amount (shear strain amount) with respect to the axis along the extending direction A of the multi-force detection unit 50. Lateral force FY, lift force FZ, pitching moment MY, and yawing moment MZ are calculated. The control device 18 calculates the rolling moment MX based on the torsional deformation amount (torsional strain amount) with respect to the axis along the extending direction A of the multi-force detection unit 50.

また、抗力検出部６０の表面６０Ｃ、６０Ｄにも、力検出素子１７が接着されている。抗力検出部６０に設けられた力検出素子１７は、気流Ｗを発生させた際の抗力検出部６０の歪みを検出する。制御装置１８は、抗力検出部６０の歪みに基づき、模型１６に作用する抗力ＦＸを算出する。すなわち、抗力検出部６０は、歪みによって、模型１６に作用する複数の力のうち、抗力ＦＸのみを検出する検出部である。そして、抗力検出部６０の表面に接着された力検出素子１７は、模型１６に作用する力のうち抗力ＦＸに対応する歪みを検出する検出素子である。   The force detection element 17 is also bonded to the surfaces 60C and 60D of the drag detection unit 60. The force detection element 17 provided in the drag detection unit 60 detects distortion of the drag detection unit 60 when the airflow W is generated. The control device 18 calculates the drag FX acting on the model 16 based on the distortion of the drag detection unit 60. In other words, the drag detection unit 60 is a detection unit that detects only the drag FX among a plurality of forces acting on the model 16 due to distortion. The force detection element 17 adhered to the surface of the drag detection unit 60 is a detection element that detects a strain corresponding to the drag FX among the forces acting on the model 16.

力検出素子１７は、抗力検出部６０の表面６０Ｃ、６０Ｄに合計４つ設けられている。この４つの力検出素子１７は、それぞれを抵抗とするホイートストーンブリッジ回路として接続されており、抗力ＦＸ以外の力に対応する歪み成分の影響を低減している。   A total of four force detection elements 17 are provided on the surfaces 60 </ b> C and 60 </ b> D of the drag detection unit 60. The four force detection elements 17 are connected as a Wheatstone bridge circuit each having a resistance, and reduce the influence of distortion components corresponding to forces other than the drag force FX.

制御装置１８は、抗力検出部６０の表面に作用するせん断変形量（せん断歪み量）に基づき、抗力ＦＸを算出する。抗力検出部６０にせん断以外の成分の歪み（例えば曲げ、引張、捩りなど）が生じた場合、力検出素子１７は、その歪みも検出する場合がある。この場合、制御装置１８は、このせん断以外の成分の歪みにも基づき抗力ＦＸを算出するため、抗力ＦＸの測定精度が低下するおそれがある。一方、このせん断以外の歪みを抑制するため、板厚を大きくするなどして剛性を上げた場合、せん断変形量自体も低下し、抗力ＦＸの測定精度が低下するおそれがある。特に、抗力ＦＸ、すなわちせん断変形を及ぼすための力は小さいため、抗力ＦＸの測定精度は低下しやすい。しかし、第１実施形態に係る抗力検出部６０は、抗力ＦＲＰ層６４により、せん断歪みに対する剛性は低く保ったまま、他の歪みに対する剛性を高くしている。これにより、抗力検出部６０は、抗力ＦＸの測定精度の低下を抑制している。以下、図５Ｂを参照に具体的に説明する。   The control device 18 calculates the drag FX based on the shear deformation amount (shear strain amount) that acts on the surface of the drag detection unit 60. When distortion of components other than shear (for example, bending, tension, torsion, etc.) occurs in the drag detection unit 60, the force detection element 17 may also detect the distortion. In this case, since the control device 18 calculates the drag FX based on the distortion of components other than the shear, the measurement accuracy of the drag FX may be reduced. On the other hand, when the rigidity is increased by increasing the plate thickness in order to suppress the strain other than the shear, the shear deformation amount itself is also decreased, and the measurement accuracy of the drag FX may be decreased. In particular, since the drag FX, that is, the force for exerting shear deformation is small, the measurement accuracy of the drag FX is likely to be lowered. However, the drag detection unit 60 according to the first embodiment uses the drag FRP layer 64 to increase the stiffness against other strains while keeping the stiffness against shear strain low. Thereby, the drag detection unit 60 suppresses a decrease in measurement accuracy of the drag FX. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIG. 5B.

図５Ｂに示すように、抗力検出部６０に作用する方向Ｃを軸としたせん断応力、すなわちせん断歪みを起こす力を、せん断力Ｓ１とする。また、抗力検出部６０に作用する方向Ｃを軸とした引張応力、すなわち引張歪みを起こす力を、引張力Ｓ２とする。また、抗力検出部６０に作用する方向Ｃを軸とした捩り応力、すなわち捩り歪みを起こす力を、捩り力Ｓ３とする。また、抗力検出部６０に作用する方向Ｃを軸とした曲げ応力、すなわち曲げ歪みを起こす力を、曲げ力Ｓ４とする。   As shown in FIG. 5B, a shear stress around the direction C acting on the drag detection unit 60, that is, a force causing shear strain is defined as a shear force S1. A tensile stress about the direction C acting on the drag detecting unit 60, that is, a force causing a tensile strain is defined as a tensile force S2. Further, the torsional stress about the direction C acting on the drag detecting unit 60, that is, the force causing the torsional strain is defined as torsional force S3. Further, a bending stress with the direction C acting on the drag detecting unit 60 as an axis, that is, a force causing a bending distortion is defined as a bending force S4.

図５Ｂに示すように、抗力第１方向層６６Ａは、複数の繊維Ｆｉが、抗力第１方向、すなわち方向Ｃに沿って延在している。従って、抗力第１方向層６６Ａは、繊維Ｆｉを引っ張ろうとする引張力Ｓ２、及び繊維Ｆｉを曲げようとする曲げ力Ｓ４に対して剛性が高くなる。一方、抗力第２方向層６６Ｂは、複数の繊維Ｆｉが、抗力第２方向、すなわち方向Ｃと直交する延在方向Ａ、方向Ｂに沿って延在している。従って、抗力第２方向層６６Ｂは、繊維Ｆｉを曲げようとする捩り力Ｓ３に対して剛性が高くなる。従って、抗力検出部６０は、引張力Ｓ２、捩り力Ｓ３、及び曲げ力Ｓ４に対して剛性が高くなる。なお、引張力Ｓ２と曲げ力Ｓ４に対して剛性が高くなる抗力第１方向層６６Ａは、抗力第２方向層６６Ｂに対して積層数が少ない。ただし、繊維Ｆｉは、引張、曲げに対する強度が高い。従って、抗力検出部６０は、方向Ｃに沿って延在する繊維Ｆｉを有する抗力第１方向層６６Ａを有していれば、その数は少なくても、引張力Ｓ２と曲げ力Ｓ４とに対する剛性を保つことが可能となる。   As shown in FIG. 5B, in the drag first direction layer 66A, a plurality of fibers Fi extend along the drag first direction, that is, the direction C. Accordingly, the resistance first direction layer 66A has higher rigidity against the tensile force S2 that pulls the fiber Fi and the bending force S4 that tries to bend the fiber Fi. On the other hand, in the drag second direction layer 66B, a plurality of fibers Fi extend in the drag second direction, that is, in the extending direction A and the direction B orthogonal to the direction C. Accordingly, the resistance second direction layer 66B has higher rigidity with respect to the twisting force S3 that tries to bend the fiber Fi. Accordingly, the resistance detection unit 60 has higher rigidity with respect to the tensile force S2, the torsional force S3, and the bending force S4. Note that the drag first direction layer 66A, which has higher rigidity against the tensile force S2 and the bending force S4, has a smaller number of layers than the drag second direction layer 66B. However, the fiber Fi has high strength against tension and bending. Therefore, if the drag detecting unit 60 has the drag first direction layer 66A having the fibers Fi extending along the direction C, the rigidity against the tensile force S2 and the bending force S4 is small even if the number is small. Can be maintained.

一方、抗力第２方向層６６Ｂは、せん断力Ｓ１が、繊維Ｆｉ間の樹脂を離そうとする方向に働くため、せん断力Ｓ１に対する剛性は低くなる。抗力検出部６０は、抗力第２方向層６６Ｂの積層数が多い。すなわち、抗力検出部６０は、抗力第１方向（方向Ｃ）に延在する繊維Ｆｉよりも、抗力第２方向（延在方向Ａ、方向Ｂ）に延在する繊維Ｆｉの方が多い。従って、抗力検出部６０は、せん断力Ｓ１に対する剛性を低くすることができる。   On the other hand, since the shear force S1 acts in a direction in which the resin between the fibers Fi is separated, the drag second direction layer 66B has low rigidity with respect to the shear force S1. The drag detecting unit 60 has a large number of stacked drag second direction layers 66B. That is, the resistance detection unit 60 has more fibers Fi extending in the drag second direction (extending direction A, direction B) than fibers Fi extending in the drag first direction (direction C). Therefore, the drag detection unit 60 can reduce the rigidity against the shear force S1.

このように、抗力検出部６０は、抗力ＦＲＰ層６４により、引張力Ｓ２、捩り力Ｓ３、及び曲げ力Ｓ４に対して剛性が高く、かつ、せん断力Ｓ１に対する剛性を低くする。そのため、抗力検出部６０は、同じ条件で気流Ｗを発生させた際でも、せん断歪みが大きくなり、他の歪みが小さくなる。従って、風洞試験装置１は、小さな力である抗力ＦＸの測定精度の低下を抑制することができる。   As described above, the drag detection unit 60 has the drag FRP layer 64 that has high rigidity with respect to the tensile force S2, the torsional force S3, and the bending force S4, and lowers the rigidity with respect to the shearing force S1. Therefore, even when the drag detection unit 60 generates the air flow W under the same conditions, the shear strain increases and other strains decrease. Therefore, the wind tunnel testing apparatus 1 can suppress a decrease in measurement accuracy of the drag FX, which is a small force.

図６Ａ及び図６Ｂは、抗力第１方向層と抗力第２方向層との他の例を示す模式図である。第１実施形態に係る抗力第１方向層６６Ａは、複数の繊維Ｆｉが、抗力第１方向、すなわち方向Ｃに沿って延在している。同様に、抗力第２方向層６６Ｂは、複数の繊維Ｆｉが、抗力第２方向、すなわち方向Ｃに垂直な方向に沿って延在している。しかし、図６Ａに示すように、抗力第１方向層６６Ａは、複数の繊維Ｆｉが、抗力第１方向に沿って延在していなくてもよく、抗力第２方向層６６Ｂは、複数の繊維Ｆｉが、抗力第２方向に沿って延在していなくてもよい。図６ＡのベクトルＶ１は、繊維Ｆｉの長さを、抗力第１方向、すなわち方向Ｃに沿ったベクトル成分に分解したベクトルである。図６ＡのベクトルＶ２は、繊維Ｆｉの長さを、抗力第２方向、すなわち方向Ｃに直交する方向のベクトル成分に分解したベクトルである。抗力ＦＲＰ層６４は、繊維Ｆｉが異なる方向に延在する抗力第１方向層６６Ａと抗力第２方向層６６Ｂとを有しており、抗力ＦＲＰ層６４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ２の合計値が、抗力ＦＲＰ層６４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ１の合計値より大きければよい。抗力ＦＲＰ層６４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ２の合計値が、ベクトルＶ１の合計値より大きい場合、抗力ＦＲＰ層６４は、引張力Ｓ２、捩り力Ｓ３、及び曲げ力Ｓ４に対して剛性が高く、かつ、せん断力Ｓ１に対する剛性を低くすることができる。   6A and 6B are schematic views showing other examples of the drag first direction layer and the drag second direction layer. In the drag first direction layer 66A according to the first embodiment, a plurality of fibers Fi extend in the drag first direction, that is, in the direction C. Similarly, in the drag second direction layer 66B, the plurality of fibers Fi extend along the drag second direction, that is, the direction perpendicular to the direction C. However, as shown in FIG. 6A, the drag first direction layer 66A does not have to have a plurality of fibers Fi extending along the drag first direction, and the drag second direction layer 66B has a plurality of fibers. Fi may not extend along the drag second direction. A vector V1 in FIG. 6A is a vector obtained by decomposing the length of the fiber Fi into vector components along the first drag direction, that is, the direction C. A vector V2 in FIG. 6A is a vector obtained by decomposing the length of the fiber Fi into vector components in the second direction of the drag, that is, in a direction orthogonal to the direction C. The drag FRP layer 64 includes a drag first direction layer 66A and a drag second direction layer 66B in which the fibers Fi extend in different directions, and the sum of the vectors V2 of all the fibers Fi in the drag FRP layer 64. It is sufficient that the value is larger than the total value of the vectors V1 of all the fibers Fi in the drag FRP layer 64. When the total value of the vectors V2 of all the fibers Fi in the drag FRP layer 64 is larger than the sum of the vectors V1, the drag FRP layer 64 has rigidity with respect to the tensile force S2, the torsional force S3, and the bending force S4. It is high and the rigidity with respect to the shearing force S1 can be reduced.

また、図６Ｂに示すように、抗力ＦＲＰ層６４は、抗力第１方向層６６Ａと抗力第２方向層６６Ｂとの互いに異なる層を有さず、一種類のＦＲＰ層６６が複数積層されていてもよい。ＦＲＰ層６６は、同じ方向に延在する複数の繊維ＦｉＡと、繊維ＦｉＡと異なる方向に延在する複数の繊維ＦｉＢとを有している。また、ＦＲＰ層６６は、同じ方向に延在する複数の繊維ＦｉＡのみを有していてもよい。この場合でも、抗力ＦＲＰ層６４は、抗力ＦＲＰ層６４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ２の合計値が、抗力ＦＲＰ層６４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ１の合計値より大きければよい。また、抗力ＦＲＰ層６４は、ＦＲＰ層６６が単層であってもよい。   Further, as shown in FIG. 6B, the drag FRP layer 64 does not have a mutually different layer of the drag first direction layer 66A and the drag second direction layer 66B, and a plurality of one type of FRP layers 66 are laminated. Also good. The FRP layer 66 includes a plurality of fibers FiA extending in the same direction and a plurality of fibers FiB extending in a direction different from the fibers FiA. Further, the FRP layer 66 may have only a plurality of fibers FiA extending in the same direction. Even in this case, the drag FRP layer 64 only needs to have the total value of the vectors V2 of all the fibers Fi in the drag FRP layer 64 larger than the sum of the vectors V1 of all the fibers Fi in the drag FRP layer 64. Further, the drag FRP layer 64 may be a single layer of the FRP layer 66.

以上説明したように、第１実施形態に係る風洞試験用天秤２０は、風洞１０内に設けられた模型１６に作用する複数方向からの力をそれぞれ検出する。風洞試験用天秤２０は、延在部２２と、模型取付部３０と、風洞固定部３２と、開口部４２と、抗力検出部６０とを有する。延在部２２は、抗力ＦＸが働く方向Ｘに沿った延在方向Ａに延在する。模型取付部３０は、延在部２２の一方の端部に設けられ、模型１６に固定される。風洞固定部３２は、延在部２２の他方の端部に設けられ、風洞１０に対して固定される。開口部４２は、模型取付部３０と風洞固定部３２との間であって、延在部２２の側面４１に設けられる。抗力検出部６０は、開口部４２の内部に設けられる板状部材である。抗力検出部６０は、一方の側面６０Ａが、開口部４２の内面の所定箇所に固定され、他方の側面６０Ｂが、開口部４２の内面における所定箇所から延在方向Ａに交差する方向に沿って対向する箇所に固定され、繊維強化プラスチックの層である抗力ＦＲＰ層６４が表面に設けられる。ここで、抗力ＦＲＰ層６４内の繊維Ｆｉの長さを、一方の側面６０Ａから他方の側面６０Ｂに向かう方向である抗力第１方向のベクトル成分Ｖ１と、抗力第１方向に直交する抗力第２方向のベクトル成分Ｖ２とに分解する。抗力ＦＲＰ層６４は、抗力ＦＲＰ層６４内の全ての繊維Ｆｉのベクトル成分Ｖ２の合計値が、ベクトル成分Ｖ１の合計値より大きくなる。   As described above, the wind tunnel test balance 20 according to the first embodiment detects forces from a plurality of directions acting on the model 16 provided in the wind tunnel 10. The wind tunnel test balance 20 includes an extension part 22, a model attachment part 30, a wind tunnel fixing part 32, an opening part 42, and a drag detection part 60. The extending part 22 extends in the extending direction A along the direction X in which the drag FX works. The model attaching part 30 is provided at one end of the extending part 22 and is fixed to the model 16. The wind tunnel fixing portion 32 is provided at the other end of the extending portion 22 and is fixed to the wind tunnel 10. The opening 42 is provided between the model mounting portion 30 and the wind tunnel fixing portion 32 and on the side surface 41 of the extending portion 22. The drag detection unit 60 is a plate-like member provided inside the opening 42. In the drag detection unit 60, one side surface 60 </ b> A is fixed to a predetermined location on the inner surface of the opening 42, and the other side surface 60 </ b> B extends along a direction intersecting the extending direction A from the predetermined location on the inner surface of the opening 42. A drag FRP layer 64, which is a fiber reinforced plastic layer, is provided on the surface. Here, the length of the fiber Fi in the drag FRP layer 64 is determined based on the vector component V1 in the drag first direction, which is the direction from the one side surface 60A toward the other side surface 60B, and the drag second direction orthogonal to the drag first direction. It decomposes into a directional vector component V2. In the drag FRP layer 64, the total value of the vector components V2 of all the fibers Fi in the drag FRP layer 64 is larger than the total value of the vector components V1.

この風洞試験用天秤２０は、抗力ＦＲＰ層６４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ２の合計値が、抗力ＦＲＰ層６４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ１の合計値より大きい。従って、この風洞試験用天秤２０は、引張力Ｓ２、捩り力Ｓ３、及び曲げ力Ｓ４に対して剛性が高く、かつ、せん断力Ｓ１に対する剛性を低くすることができる。そのため、この風洞試験用天秤２０は、小さい力である抗力ＦＸの測定精度の低下を抑制することができる。   In the wind tunnel test balance 20, the total value of the vectors V <b> 2 of all the fibers Fi in the drag FRP layer 64 is larger than the total value of the vectors V <b> 1 of all the fibers Fi in the drag FRP layer 64. Therefore, the wind tunnel test balance 20 has high rigidity with respect to the tensile force S2, the torsional force S3, and the bending force S4, and can have low rigidity with respect to the shearing force S1. Therefore, the wind tunnel test balance 20 can suppress a decrease in measurement accuracy of the drag FX, which is a small force.

また、抗力ＦＲＰ層６４は、繊維Ｆｉが抗力第１方向に延在する抗力第１方向層６６Ａと、繊維Ｆｉが抗力第２方向に延在する抗力第２方向層６６Ｂとが積層されている。抗力第２方向層６６Ｂの積層数は、抗力第１方向層６６Ａの積層数よりも多い。この抗力ＦＲＰ層６４は、抗力第２方向層６６Ｂの繊維Ｆｉの長さの合計値は、抗力第１方向層６６Ａの繊維Ｆｉの長さの合計値よりも大きい。従って、この風洞試験用天秤２０は、引張力Ｓ２、捩り力Ｓ３、及び曲げ力Ｓ４に対して剛性が高く、かつ、せん断力Ｓ１に対する剛性を低くすることができる。そのため、この風洞試験用天秤２０は、小さい力である抗力ＦＸの測定精度の低下を、より好適に抑制することができる。   The drag FRP layer 64 is formed by laminating a drag first direction layer 66A in which the fibers Fi extend in the drag first direction and a drag second direction layer 66B in which the fibers Fi extend in the drag second direction. . The number of layers of the drag second direction layer 66B is larger than the number of layers of the drag first direction layer 66A. In the drag FRP layer 64, the total length of the fibers Fi of the drag second direction layer 66B is larger than the total length of the fibers Fi of the drag first direction layer 66A. Therefore, the wind tunnel test balance 20 has high rigidity with respect to the tensile force S2, the torsional force S3, and the bending force S4, and can have low rigidity with respect to the shearing force S1. Therefore, this wind tunnel test balance 20 can more suitably suppress a decrease in measurement accuracy of the drag FX, which is a small force.

また、抗力検出部６０は、金属製の板状部材である母材部６２を更に有し、母材部６２の表面に抗力ＦＲＰ層６４を設ける。この抗力検出部６０は、母材部６２を有しているため、小さい力である抗力ＦＸの測定精度の低下を、より好適に抑制することができる。ただし、抗力検出部６０は、母材部６２を有さず、抗力ＦＲＰ層６４のみを有していてもよい。   In addition, the drag detection unit 60 further includes a base material portion 62 that is a metal plate member, and a drag FRP layer 64 is provided on the surface of the base material portion 62. Since the drag detection unit 60 includes the base material part 62, it is possible to more suitably suppress a decrease in measurement accuracy of the drag FX, which is a small force. However, the drag detection unit 60 may not include the base material unit 62 but may include only the drag FRP layer 64.

また、第１実施形態に係る風洞試験装置１は、風洞試験用天秤２０と、力検出素子１７と、制御装置１８（制御部）とを有する。力検出素子１７は、抗力検出部６０の表面、すなわち抗力ＦＲＰ層６４の表面に接着されて、抗力検出部６０の歪みを検出する。制御装置１８は、力検出素子１７の検出結果に基づき、抗力ＦＸを算出する。この風洞試験装置１は、風洞試験用天秤２０を用いるため、小さい力である抗力ＦＸの測定精度の低下を抑制することができる。   The wind tunnel test apparatus 1 according to the first embodiment includes a wind tunnel test balance 20, a force detection element 17, and a control device 18 (control unit). The force detection element 17 is adhered to the surface of the drag detection unit 60, that is, the surface of the drag FRP layer 64, and detects distortion of the drag detection unit 60. The control device 18 calculates the drag FX based on the detection result of the force detection element 17. Since this wind tunnel test apparatus 1 uses the wind tunnel test balance 20, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy of the drag FX, which is a small force.

また、風洞試験用天秤２０は、延在部２２に設けられて、延在方向Ａに沿った一方の端部及び他方の端部が延在部２２に対して固定されている多力検出部５０を更に有する。力検出素子１７は、多力検出部５０の表面にも接着されて、多力検出部５０の歪みを検出する。制御装置１８は、多力検出部５０に接着された力検出素子１７の検出結果に基づき、模型１６に作用する抗力ＦＸ以外の力を算出する。この風洞試験装置１は、抗力検出部６０で抗力ＦＸを検出し、抗力検出部６０とは異なる箇所の多力検出部５０で抗力ＦＸ以外の力を検出する。従って、この風洞試験装置１は、模型１６に作用する力の測定精度の低下を抑制することができる。なお、本実施形態における多力検出部５０は、抗力ＦＸ以外の複数種類の力を検出するが、力検出部として、抗力ＦＸ以外の少なくとも１種類の力を検出してもよい。   In addition, the wind tunnel test balance 20 is provided in the extending portion 22, and one end portion along the extending direction A and the other end portion are fixed to the extending portion 22. 50. The force detection element 17 is also adhered to the surface of the multi-force detection unit 50 to detect distortion of the multi-force detection unit 50. The control device 18 calculates a force other than the drag force FX acting on the model 16 based on the detection result of the force detection element 17 adhered to the multi-force detection unit 50. In the wind tunnel testing device 1, the drag detection unit 60 detects the drag FX, and the multi-force detection unit 50 at a location different from the drag detection unit 60 detects a force other than the drag FX. Therefore, this wind tunnel testing apparatus 1 can suppress a decrease in measurement accuracy of the force acting on the model 16. In addition, although the multiple force detection part 50 in this embodiment detects multiple types of force other than the drag FX, you may detect at least 1 type of force other than the drag FX as a force detection part.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る風洞試験用天秤２０ａは、多力検出部５０ａに繊維プラスチックの層が設けられている点で、第１実施形態と異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The wind tunnel test balance 20a according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a fiber plastic layer is provided in the multi-force detection unit 50a. In the second embodiment, description of portions having the same configuration as that of the first embodiment is omitted.

図７は、第２実施形態に係る風洞試験用天秤の模式図である。図７に示すように、第２実施形態に係る風洞試験用天秤２０ａは、多力検出部５０Ａａ、５０Ｂａと、抗力検出部６０ａとを有する。抗力検出部６０ａは、開口部４２の内部に設けられる板状部材である。抗力検出部６０ａは、炭素鋼などの金属製の板状部材であり、第１実施形態とは異なり抗力ＦＲＰ層６４を有さない。抗力検出部６０ａの開口部４２への固定のされ方は、第１実施形態と同様である。   FIG. 7 is a schematic view of a wind tunnel test balance according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, the wind tunnel test balance 20a according to the second embodiment includes multi-force detectors 50Aa and 50Ba and a drag detector 60a. The drag detection unit 60 a is a plate-like member provided inside the opening 42. The drag detection unit 60a is a metal plate-like member such as carbon steel, and does not have the drag FRP layer 64 unlike the first embodiment. The method of fixing the drag detection unit 60a to the opening 42 is the same as in the first embodiment.

多力検出部５０Ａａは、模型取付部３０と開口部４２との間に設けられており、延在方向Ａに沿って延在する。多力検出部５０Ａは、延在方向Ａに沿った一方の端部５１Ａａが延在部２２の模型取付部３０側に固定されており、他方の端部５２Ａａが延在部２２の開口部４２側に固定されている。多力検出部５０Ｂａは、開口部４２と風洞固定部３２との間に設けられており、延在方向Ａに沿って延在する。多力検出部５０Ｂａは、延在方向Ａに沿った一方の端部５１Ｂａが延在部２２の開口部４２側に固定されており、他方の端部５２Ｂａが延在部２２の風洞固定部３２側に固定されている。なお、本実施形態では、多力検出部５０Ａａと多力検出部５０Ｂａとが設けられているが、多力検出部５０Ａａと多力検出部５０Ｂａとのいずれか一方だけが設けられていてもよい。以下、多力検出部５０Ａａと多力検出部５０Ｂａとを区別しない場合、多力検出部５０ａと記載する。また、多力検出部５０ａの一方の端部は、一方の端部５１ａと記載し、他方の端部は、他方の端部５２ａと記載する。   The multi-force detection unit 50Aa is provided between the model attachment unit 30 and the opening 42 and extends along the extending direction A. In the multi-force detecting unit 50A, one end 51Aa along the extending direction A is fixed to the model attaching part 30 side of the extending part 22, and the other end 52Aa is the opening 42 of the extending part 22. It is fixed on the side. The multi-force detecting unit 50Ba is provided between the opening 42 and the wind tunnel fixing unit 32 and extends along the extending direction A. In the multi-force detecting unit 50Ba, one end 51Ba along the extending direction A is fixed to the opening 42 side of the extending part 22, and the other end 52Ba is the wind tunnel fixing part 32 of the extending part 22. It is fixed on the side. In the present embodiment, the multi-power detection unit 50Aa and the multi-power detection unit 50Ba are provided. However, only one of the multi-power detection unit 50Aa and the multi-power detection unit 50Ba may be provided. . Hereinafter, when the multi-power detection unit 50Aa and the multi-power detection unit 50Ba are not distinguished, they are described as the multi-power detection unit 50a. In addition, one end of the multi-force detection unit 50a is described as one end 51a, and the other end is described as the other end 52a.

図８は、第２実施形態に係る多力検出部の模式図である。図８に示すように、多力検出部５０ａは、母材部７２と、多力ＦＲＰ層７４とを有している。母材部７２は、例えば炭素鋼などの金属製の板状部材である。母材部７２は、延在部２２に対し、母材部７２の部分だけ幅を小さく加工することで、形成されている。すなわち、母材部７２は、延在部２２と一体の部材である。ただし、母材部７２は、延在部２２と別体の部材であり、延在方向Ａに沿った一方の端部と他方の端部とを、延在部２２に固定したものであってもよい。   FIG. 8 is a schematic diagram of a multi-force detection unit according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the multi-force detector 50 a includes a base material portion 72 and a multi-force FRP layer 74. The base material part 72 is a metal plate-like member such as carbon steel. The base material portion 72 is formed by processing the extension portion 22 so that only the portion of the base material portion 72 has a small width. That is, the base material part 72 is a member integrated with the extending part 22. However, the base material portion 72 is a separate member from the extending portion 22, and one end portion and the other end portion along the extending direction A are fixed to the extending portion 22. Also good.

多力ＦＲＰ層７４は、母材部７２の表面に設けられている繊維強化プラスチックの層である。本実施形態における多力ＦＲＰ層７４は、炭素繊維強化プラスチックの層であり、繊維Ｆｉは、炭素繊維である。ただし、繊維Ｆｉは、例えばガラス繊維などであってもよい。多力ＦＲＰ層７４は、母材の樹脂より繊維Ｆｉの強度が高く、繊維Ｆｉの延在方向の強度が高い異方性を有していればよい。本実施形態における多力ＦＲＰ層７４は、複数の繊維強化プラスチックのシート状部材を複数積層した積層体である。多力ＦＲＰ層７４は、多力第１方向層７６Ａと、多力第２方向層７６Ｂとを有している。   The multi-strength FRP layer 74 is a fiber reinforced plastic layer provided on the surface of the base material portion 72. The multi-strength FRP layer 74 in the present embodiment is a carbon fiber reinforced plastic layer, and the fibers Fi are carbon fibers. However, the fiber Fi may be glass fiber, for example. The multistrength FRP layer 74 only needs to have anisotropy in which the strength of the fibers Fi is higher than that of the resin of the base material and the strength in the extending direction of the fibers Fi is high. The multi-strength FRP layer 74 in the present embodiment is a laminate in which a plurality of fiber-reinforced plastic sheet-like members are laminated. The multi-strength FRP layer 74 includes a multi-strength first direction layer 76A and a multi-strength second direction layer 76B.

図９Ａは、第２実施形態における多力第１方向層と多力第２方向層との模式図である。図９Ａは、多力第１方向層７６Ａと多力第２方向層７６Ｂとが、母材部７２に巻き付けられる前のシート状の状態を示している。図９Ａに示すように、多力第１方向層７６Ａは、複数の繊維Ｆｉが同じ方向に配列して延在する繊維強化プラスチックのシート状部材である。多力第２方向層７６Ｂは、複数の繊維Ｆｉが同じ方向に配列して延在する繊維強化プラスチックのシート状部材である。多力第１方向層７６Ａの繊維Ｆｉが延在する方向は、多力第２方向層７６Ｂの繊維Ｆｉが延在する方向と異なる。多力ＦＲＰ層７４は、このシート状の多力第１方向層７６Ａと多力第２方向層７６Ｂとを積層した積層体である。図８に示すように、この多力ＦＲＰ層７４は、延在方向Ａを中心軸として、母材部７２に巻き付けられ、母材部７２に対し圧着固定される。また、図８に示すように、多力第１方向層７６Ａは、表面が、多力第１方向層７６Ａとなっている。   FIG. 9A is a schematic diagram of a multi-force first direction layer and a multi-force second direction layer in the second embodiment. FIG. 9A shows a sheet-like state before the multi-strength first direction layer 76 </ b> A and the multi-strength second direction layer 76 </ b> B are wound around the base material portion 72. As shown in FIG. 9A, the multi-strength first direction layer 76A is a fiber-reinforced plastic sheet-like member in which a plurality of fibers Fi are arranged and extend in the same direction. The multi-strength second direction layer 76B is a fiber-reinforced plastic sheet-like member in which a plurality of fibers Fi are arranged in the same direction and extend. The direction in which the fibers Fi of the multi-force first direction layer 76A extend is different from the direction in which the fibers Fi of the multi-force second direction layer 76B extend. The multi-strength FRP layer 74 is a laminate in which the sheet-like multi-strength first direction layer 76A and multi-strength second direction layer 76B are laminated. As shown in FIG. 8, the multi-strength FRP layer 74 is wound around the base material part 72 with the extending direction A as the central axis, and is fixed to the base material part 72 by pressure bonding. Further, as shown in FIG. 8, the multi-strength first direction layer 76A has a multi-strength first direction layer 76A.

図９Ｂは、第２実施形態における多力第１方向層と多力第２方向層との模式図である。図９Ｂは、多力ＦＲＰ層７４を母材部７２に取付けた際の多力第１方向層７６Ａと多力第２方向層７６Ｂとを示している。図９Ｂに示すように、多力第１方向層７６Ａは、母材部７２に取付けた際、一方の端部５１ａから他方の端部５２ａに向かう方向である多力第１方向に沿って延在した繊維Ｆｉが、複数配列している。具体的には、多力第１方向層７６Ａは、複数の繊維Ｆｉが、延在方向Ａに沿って延在している。また、多力第２方向層７６Ｂは、母材部７２に取付けた際、多力第１方向（延在方向Ａ）に直交する方向である多力第２方向に沿って延在した繊維Ｆｉが、複数配列している。具体的には、多力第２方向層７６Ｂは、多力検出部５０ａの側面７７において、複数の繊維Ｆｉが方向Ｃに沿って延在し、多力検出部５０ａの側面７８において、複数の繊維Ｆｉが方向Ｂに沿って延在する。   FIG. 9B is a schematic diagram of a multi-force first direction layer and a multi-force second direction layer in the second embodiment. FIG. 9B shows the multi-force first direction layer 76 </ b> A and the multi-force second direction layer 76 </ b> B when the multi-strength FRP layer 74 is attached to the base material portion 72. As shown in FIG. 9B, when the multi-strength first direction layer 76A is attached to the base material portion 72, the multi-strength first direction layer 76A extends along the multi-strength first direction that is a direction from one end 51a toward the other end 52a. A plurality of existing fibers Fi are arranged. Specifically, in the multi-strength first direction layer 76A, a plurality of fibers Fi extend in the extending direction A. Further, when the multi-strength second direction layer 76B is attached to the base material portion 72, the fiber Fi extends along the multi-strength second direction which is a direction orthogonal to the multi-strength first direction (extending direction A). However, there are multiple arrays. Specifically, the multi-force second direction layer 76B has a plurality of fibers Fi extending along the direction C on the side surface 77 of the multi-force detector 50a, and a plurality of fibers Fi on the side surface 78 of the multi-force detector 50a. The fibers Fi extend along the direction B.

多力ＦＲＰ層７４は、多力第１方向層７６Ａの積層されている数が、多力第２方向層７６Ｂの積層されている数より多い。従って、多力ＦＲＰ層７４は、多力第１方向に沿った全ての繊維Ｆｉの長さの合計値（多力第１方向層７６Ａの繊維Ｆｉの長さの合計値）が、多力第２方向に沿った全ての繊維Ｆｉの長さの合計値（多力第２方向層７６Ｂの繊維Ｆｉの長さの合計値）より大きくなっている。また、多力ＦＲＰ層７４は、表面に向かうに従って、多力第１方向層７６Ａの積層数が大きくなっている。例えば、多力ＦＲＰ層７４を、複数の多力第１方向層７６Ａと多力第２方向層７６Ｂとが積層されている表面側の第１積層部と、複数の多力第１方向層７６Ａと多力第２方向層７６Ｂとが積層されている母材部７２側の第２積層部とに区分した場合を考える。この場合、多力第２方向層７６Ｂの積層数に対する多力第１方向層７６Ａの積層数の割合は、第１積層部の方が第２積層部よりも大きくなっている。言い換えれば、多力第２方向に沿った全ての繊維Ｆｉの長さの合計値に対する多力第１方向に沿った全ての繊維Ｆｉの長さの合計値の割合は、第１積層部の方が第２積層部よりも大きくなっている。   In the multi-strength FRP layer 74, the number of multi-strength first direction layers 76A stacked is larger than the number of multi-strength first direction layers 76B stacked. Therefore, the multi-strength FRP layer 74 has a total length of all the fibers Fi along the multi-strength first direction (a total value of the lengths of the fibers Fi of the multi-strength first direction layer 76A). It is larger than the total length of all the fibers Fi along the two directions (the total length of the fibers Fi of the multi-strength second direction layer 76B). Further, the multi-strength FRP layer 74 has a larger number of multi-strength first direction layers 76A as it goes to the surface. For example, the multi-strength FRP layer 74 includes a first laminated portion on the surface side where a plurality of multi-strength first direction layers 76A and a multi-strength second direction layer 76B are laminated, and a plurality of multi-strength first direction layers 76A. And the second laminated portion on the base material portion 72 side where the multi-strength second direction layer 76B is laminated is considered. In this case, the ratio of the number of stacked multi-strength first direction layers 76A to the number of stacked multi-strength second direction layers 76B is larger in the first stacked portion than in the second stacked portion. In other words, the ratio of the total value of the lengths of all the fibers Fi along the multi-force first direction to the total value of the lengths of all the fibers Fi along the multi-force second direction is the direction of the first laminated portion. Is larger than the second stacked portion.

ここで、上述のように、制御装置１８は、多力検出部５０ａの延在方向Ａに沿った軸に対する曲げ変形量(曲げ歪み量)、引張変形量（引張歪み量）、及びせん断変形量（せん断歪み量）に基づき、横力ＦＹ、揚力ＦＺ、ピッチングモーメントＭＹ、及びヨーイングモーメントＭＺを算出する。制御装置１８は、多力検出部５０の延在方向Ａに沿った軸に対する捩りの変形量（捩り歪み量）に基づき、ローリングモーメントＭＸを算出する。ローリングモーメントＭＸは、すなわち多力検出部５０ａで検出する他の力よりも、力が小さい。   Here, as described above, the control device 18 performs the bending deformation amount (bending strain amount), the tensile deformation amount (tensile strain amount), and the shear deformation amount with respect to the axis along the extending direction A of the multi-force detection unit 50a. Based on (shear strain amount), lateral force FY, lift force FZ, pitching moment MY, and yawing moment MZ are calculated. The control device 18 calculates the rolling moment MX based on the torsional deformation amount (torsional strain amount) with respect to the axis along the extending direction A of the multi-force detection unit 50. That is, the rolling moment MX is smaller than other forces detected by the multi-force detector 50a.

図９Ｂに示すように、多力第１方向層７６Ａは、複数の繊維Ｆｉが、多力第１方向、すなわち延在方向Ａに沿って延在している。従って、多力第１方向層７６Ａは、繊維Ｆｉを引っ張ろうとする引張力Ｓ２、及び繊維Ｆｉを曲げようとするせん断力Ｓ１、及び曲げ力Ｓ４に対して剛性が高くなる。また、多力第１方向層７６Ａは、層同士、すなわち、積層されている多力第１方向層７６Ａと他の層とを引き離す方向に、捩り力Ｓ３が作用する。従って、多力第１方向層７６Ａは、捩り力Ｓ３に対する剛性が低くなる。   As shown in FIG. 9B, in the multi-strength first direction layer 76A, a plurality of fibers Fi extend along the multi-strength first direction, that is, the extending direction A. Accordingly, the multi-strength first direction layer 76A has higher rigidity with respect to the tensile force S2 that tries to pull the fiber Fi, the shear force S1 that tries to bend the fiber Fi, and the bending force S4. Further, the torsional force S3 acts on the multi-strength first direction layer 76A in a direction that separates the layers, that is, the stacked multi-strength first direction layer 76A and other layers. Accordingly, the multi-strength first direction layer 76A has low rigidity against the torsional force S3.

このように、多力検出部５０ａは、多力ＦＲＰ層７４が有する多力第１方向層７６Ａにより、せん断力Ｓ１、引張力Ｓ２、及び曲げ力Ｓ４に対する剛性を高くし、かつ、捩り力Ｓ３に対する剛性を低くする。そのため、多力検出部５０ａは、同じ条件で気流Ｗを発生させた際でも、捩り歪みが大きくなり、他の歪みが小さくなる。従って、風洞試験装置１は、捩り歪みによって測定される小さな力であるローリングモーメントＭＸの測定精度の低下を抑制することができる。   As described above, the multi-force detecting unit 50a increases the rigidity with respect to the shear force S1, the tensile force S2, and the bending force S4 by the multi-force first direction layer 76A included in the multi-force FRP layer 74, and the torsion force S3. Reduce the rigidity against. Therefore, even when the multi-force detection unit 50a generates the airflow W under the same conditions, the torsional distortion increases and other distortions decrease. Therefore, the wind tunnel testing apparatus 1 can suppress a decrease in measurement accuracy of the rolling moment MX, which is a small force measured by torsional strain.

なお、多力ＦＲＰ層７４は、多力第１方向層７６Ａに加え多力第２方向層７６Ｂも有している。多力第２方向層７６Ｂは、せん断力Ｓ１、引張力Ｓ２、捩り力Ｓ３、及び曲げ力Ｓ４に対する剛性を調整するために積層される。ただし、多力ＦＲＰ層７４は、多力第２方向層７６Ｂを有さなくてもよい。   The multi-strength FRP layer 74 includes a multi-strength second direction layer 76B in addition to the multi-strength first direction layer 76A. The multi-force second direction layer 76B is laminated in order to adjust the rigidity with respect to the shearing force S1, the tensile force S2, the torsional force S3, and the bending force S4. However, the multi-strength FRP layer 74 may not have the multi-strength second direction layer 76B.

図１０Ａ及び図１０Ｂは、多力第１方向層と多力第２方向層との他の例を示す模式図である。第２実施形態に係る多力第１方向層７６Ａは、複数の繊維Ｆｉが、多力第１方向、すなわち延在方向Ａに沿って延在している。同様に、多力第２方向層７６Ｂは、複数の繊維Ｆｉが、多力第２方向、すなわち延在方向Ａに垂直な方向に沿って延在している。しかし、図１０Ａに示すように、多力第１方向層７６Ａは、複数の繊維Ｆｉが、多力第１方向に沿って延在していなくてもよく、多力第２方向層７６Ｂは、複数の繊維Ｆｉが、多力第２方向に沿って延在していなくてもよい。図１０ＡのベクトルＶ１ａは、繊維Ｆｉの長さを、多力第１方向、すなわち延在方向Ａに沿ったベクトル成分に分解したベクトルである。図１０ＡのベクトルＶ２ａは、繊維Ｆｉの長さを、多力第２方向、すなわち延在方向Ａに直交する方向のベクトル成分に分解したベクトルである。多力ＦＲＰ層７４は、多力ＦＲＰ層７４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ１ａの合計値が、多力ＦＲＰ層７４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ２ａの合計値より大きければよい。多力ＦＲＰ層７４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ１ａの合計値が、ベクトルＶ２ａの合計値より大きい場合、多力ＦＲＰ層７４は、せん断力Ｓ１、引張力Ｓ２、及び曲げ力Ｓ４に対する剛性を高くし、かつ、捩り力Ｓ３に対する剛性を低くすることができる。   10A and 10B are schematic diagrams illustrating other examples of the multi-force first direction layer and the multi-force second direction layer. In the multistrength first direction layer 76A according to the second embodiment, a plurality of fibers Fi extend along the multistrength first direction, that is, the extending direction A. Similarly, in the multi-force second direction layer 76B, the plurality of fibers Fi extend in the multi-force second direction, that is, in a direction perpendicular to the extending direction A. However, as shown in FIG. 10A, the multi-strength first direction layer 76A does not have to have a plurality of fibers Fi extending along the multi-strength first direction, and the multi-strength second direction layer 76B The plurality of fibers Fi may not extend along the second direction. A vector V1a in FIG. 10A is a vector obtained by decomposing the length of the fiber Fi into vector components along the multi-force first direction, that is, the extending direction A. A vector V2a in FIG. 10A is a vector obtained by decomposing the length of the fiber Fi into vector components in the second direction of multiple forces, that is, in a direction orthogonal to the extending direction A. In the multi-strength FRP layer 74, the total value of the vectors V1a of all the fibers Fi in the multi-strength FRP layer 74 may be larger than the total value of the vectors V2a of all the fibers Fi in the multi-strength FRP layer 74. When the total value of the vectors V1a of all the fibers Fi in the multi-strength FRP layer 74 is larger than the total value of the vectors V2a, the multi-strength FRP layer 74 has rigidity against the shearing force S1, the tensile force S2, and the bending force S4. The rigidity against the torsional force S3 can be increased.

また、図１０Ｂに示すように、多力ＦＲＰ層７４は、多力第１方向層７６Ａと多力第２方向層７６Ｂとの互いに異なる層を有さず、一種類のＦＲＰ層７６が複数積層されていてもよい。ＦＲＰ層７６は、同じ方向に延在する複数の繊維ＦｉＡａと、繊維ＦｉＡａと異なる方向に延在する複数の繊維ＦｉＢａとを有している。また、ＦＲＰ層７６は、同じ方向に延在する複数の繊維ＦｉＡのみを有していてもよい。この場合でも、多力ＦＲＰ層７４は、多力ＦＲＰ層７４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ１ａの合計値が、多力ＦＲＰ層７４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ２ａの合計値より大きければよい。また、多力ＦＲＰ層７４は、ＦＲＰ層６６が単層であってもよい。   As shown in FIG. 10B, the multi-strength FRP layer 74 does not have different layers of the multi-strength first direction layer 76A and the multi-strength second direction layer 76B, and a plurality of one type of FRP layers 76 are stacked. May be. The FRP layer 76 has a plurality of fibers FiAa extending in the same direction, and a plurality of fibers FiBa extending in a direction different from the fibers FiAa. Further, the FRP layer 76 may have only a plurality of fibers FiA extending in the same direction. Even in this case, if the total value of the vectors V1a of all the fibers Fi in the multi-strength FRP layer 74 is larger than the total value of the vectors V2a of all the fibers Fi in the multi-strength FRP layer 74, the multi-strength FRP layer 74 is. Good. The multi-strength FRP layer 74 may be a single layer of the FRP layer 66.

以上説明したように、第２実施形態に係る風洞試験用天秤２０ａは、風洞１０内に設けられた模型１６に作用する複数方向からの力をそれぞれ検出する。風洞試験用天秤２０は、延在部２２と、模型取付部３０と、風洞固定部３２と、多力検出部５０ａとを有する。多力検出部５０ａは、延在部２２に設けられて、延在方向Ａに沿った一方の端部５１ａ及び他方の端部５２ａが延在部２２に対して固定されており、繊維強化プラスチックの層である多力ＦＲＰ層７４を表面に有する。ここで、多力ＦＲＰ層７４内の繊維Ｆｉの長さを、延在方向Ａに沿った方向である多力第１方向のベクトル成分Ｖ１ａと、多力第１方向に直交する多力第２方向のベクトル成分Ｖ２ａとに分解する。多力ＦＲＰ層７４は、多力ＦＲＰ層７４内の全ての繊維Ｆｉのベクトル成分Ｖ１ａの合計値が、ベクトル成分Ｖ２ａの合計値より大きくなる。   As described above, the wind tunnel test balance 20 a according to the second embodiment detects forces from a plurality of directions acting on the model 16 provided in the wind tunnel 10. The wind tunnel test balance 20 includes an extending portion 22, a model mounting portion 30, a wind tunnel fixing portion 32, and a multi-force detecting portion 50a. The multi-force detecting unit 50a is provided in the extending part 22, and one end 51a and the other end 52a along the extending direction A are fixed to the extending part 22, and the fiber reinforced plastic. A multi-strength FRP layer 74 which is a layer of Here, the length of the fiber Fi in the multi-strength FRP layer 74 is set to the multi-strength first direction vector component V1a which is the direction along the extending direction A, and the multi-strength second orthogonal to the multi-strength first direction. It decomposes | disassembles into the vector component V2a of a direction. In the multi-strength FRP layer 74, the total value of the vector components V1a of all the fibers Fi in the multi-strength FRP layer 74 is larger than the total value of the vector components V2a.

この風洞試験用天秤２０ａは、多力ＦＲＰ層７４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ１ａの合計値が、多力ＦＲＰ層７４内の全ての繊維ＦｉのベクトルＶ２ａの合計値より大きい。従って、この風洞試験用天秤２０ａは、せん断力Ｓ１、引張力Ｓ２、及び曲げ力Ｓ４に対して剛性が高く、かつ、捩り力Ｓ３に対する剛性を低くすることができる。そのため、この風洞試験用天秤２０ａは、小さい力であるローリングモーメントＭＸの測定精度の低下を抑制することができる。   In the wind tunnel test balance 20a, the total value of the vectors V1a of all the fibers Fi in the multi-strength FRP layer 74 is larger than the total value of the vectors V2a of all the fibers Fi in the multi-strength FRP layer 74. Accordingly, the wind tunnel test balance 20a has high rigidity with respect to the shearing force S1, the tensile force S2, and the bending force S4, and can reduce the rigidity with respect to the torsional force S3. Therefore, this wind tunnel test balance 20a can suppress a decrease in measurement accuracy of the rolling moment MX, which is a small force.

多力ＦＲＰ層７４は、繊維Ｆｉが多力第１方向に延在する多力第１方向層７６Ａと、繊維Ｆｉが多力第２方向に延在する多力第２方向層７６Ｂとが積層されている。多力第１方向層７６Ａの繊維Ｆｉの長さの合計値は、多力第２方向層７６Ｂの繊維Ｆｉの長さの合計値よりも大きい。この多力ＦＲＰ層７４は、多力第１方向に延在する繊維Ｆｉの合計長さの方が長いため、せん断力Ｓ１、引張力Ｓ２、及び曲げ力Ｓ４に対して剛性が高く、かつ、捩り力Ｓ３に対する剛性を低くすることができる。そのため、この多力ＦＲＰ層７４は、小さい力であるローリングモーメントＭＸの測定精度の低下をより好適に抑制することができる。   The multi-strength FRP layer 74 includes a multi-strength first direction layer 76A in which the fibers Fi extend in the multi-strength first direction and a multi-strength second direction layer 76B in which the fibers Fi extend in the multi-strength second direction. Has been. The total value of the lengths of the fibers Fi of the multi-strength first direction layer 76A is larger than the total value of the lengths of the fibers Fi of the multi-strength second direction layer 76B. The multi-strength FRP layer 74 has a higher rigidity with respect to the shearing force S1, the tensile force S2, and the bending force S4 because the total length of the fibers Fi extending in the multi-strength first direction is longer, and The rigidity with respect to the twisting force S3 can be reduced. Therefore, the multi-strength FRP layer 74 can more suitably suppress a decrease in measurement accuracy of the rolling moment MX that is a small force.

多力検出部５０ａは、金属製の部材である母材部７２を更に有し、母材部７２の表面に多力ＦＲＰ層７４を設ける。この多力検出部５０ａは、母材部７２を有しているため、小さい力であるローリングモーメントＭＸの測定精度の低下を、より好適に抑制することができる。ただし、多力検出部５０ａは、母材部７２を有さず、多力ＦＲＰ層７４のみを有していてもよい。   The multi-force detecting unit 50 a further includes a base material portion 72 that is a metal member, and a multi-force FRP layer 74 is provided on the surface of the base material portion 72. Since this multi-force detection part 50a has the base material part 72, the fall of the measurement precision of the rolling moment MX which is a small force can be suppressed more suitably. However, the multistrength detection unit 50 a may not include the base material portion 72 but may include only the multistrength FRP layer 74.

第２実施形態に係る風洞試験装置１は、風洞試験用天秤２０ａと、力検出素子１７と、制御装置１８（制御部）とを有する。力検出素子１７は、多力検出部５０ａの表面、すなわち多力ＦＲＰ層７４の表面に接着されて、多力検出部５０ａの歪みを検出する。制御装置１８は、力検出素子１７の検出結果に基づき、ローリングモーメントＭＸを算出する。この風洞試験装置１は、風洞試験用天秤２０を用いるため、小さい力であるローリングモーメントＭＸの測定精度の低下を抑制することができる。   The wind tunnel test apparatus 1 according to the second embodiment includes a wind tunnel test balance 20a, a force detection element 17, and a control device 18 (control unit). The force detection element 17 is adhered to the surface of the multi-force detection unit 50a, that is, the surface of the multi-force FRP layer 74, and detects distortion of the multi-force detection unit 50a. The control device 18 calculates the rolling moment MX based on the detection result of the force detection element 17. Since the wind tunnel test apparatus 1 uses the wind tunnel test balance 20, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy of the rolling moment MX, which is a small force.

また、風洞試験用天秤２０ａは、開口部４２の内部に設けられる板状部材であって、一方の側面が、開口部４２の内面の所定箇所に固定され、他方の側面が、開口部４２の内面におけるその所定箇所から延在方向Ａに交差する方向に沿って対向する箇所に固定される抗力検出部６０ａを更に有する。力検出素子１７は、抗力検出部６０ａの表面にも接着されて、抗力検出部６０ａの歪みを検出する。制御装置１８は、抗力検出部６０ａに接着された力検出素子１７の検出結果に基づき、模型１６に作用する抗力ＦＸを算出する。この風洞試験装置１は、抗力検出部６０ａで抗力ＦＸを検出し、抗力検出部６０とは異なる箇所の多力検出部５０ａでローリングモーメントＭＸを検出する。従って、この風洞試験装置１は、模型１６に作用する力の測定精度の低下を抑制することができる。   The wind tunnel test balance 20 a is a plate-like member provided inside the opening 42, and one side surface is fixed to a predetermined position on the inner surface of the opening 42, and the other side surface is the opening 42. It further has a drag detecting unit 60a fixed at a location facing the direction crossing the extending direction A from the predetermined location on the inner surface. The force detection element 17 is also adhered to the surface of the drag detection unit 60a, and detects the distortion of the drag detection unit 60a. The control device 18 calculates the drag FX acting on the model 16 based on the detection result of the force detection element 17 bonded to the drag detection unit 60a. In the wind tunnel testing apparatus 1, the drag detection unit 60 a detects the drag FX, and the multi-force detection unit 50 a different from the drag detection unit 60 detects the rolling moment MX. Therefore, this wind tunnel testing apparatus 1 can suppress a decrease in measurement accuracy of the force acting on the model 16.

なお、風洞試験用天秤２０ａは、抗力検出部６０ａの代わりに、第１実施形態に係る抗力検出部６０を有していてもよい。この場合、風洞試験用天秤２０ａは、小さい力である抗力ＦＸとローリングモーメントＭＸとの両方の測定精度の低下を抑制することができる。   The wind tunnel test balance 20a may have the drag detection unit 60 according to the first embodiment instead of the drag detection unit 60a. In this case, the wind tunnel test balance 20a can suppress a decrease in measurement accuracy of both the drag force FX and the rolling moment MX, which are small forces.

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment is not limited by the content of this embodiment. In addition, the above-described constituent elements include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the above-described components can be appropriately combined. Furthermore, various omissions, substitutions, or changes of the components can be made without departing from the spirit of the above-described embodiment.

１ 風洞試験装置
１０ 風洞
１２ ストラット
１４ スティング
１６ 模型
１７ 力検出素子
１８ 制御装置
２０、２０ａ 風洞試験用天秤
２２ 延在部
３０ 模型取付部
３２ 風洞固定部
４２ 開口部
５０、５０ａ 多力検出部
６０ 抗力検出部
６２ 母材部
６４ 抗力ＦＲＰ層
６６Ａ 抗力第１方向層
６６Ｂ 抗力第２方向層
７２ 母材部
７４ 多力ＦＲＰ層
７６Ａ 多力第１方向層
７６Ｂ 多力第２方向層
Ａ 延在方向
Ｂ、Ｃ、Ｘ、Ｙ、Ｚ 方向
Ｆｉ 繊維
ＦＸ 抗力
ＦＹ 横力
ＦＺ 揚力
ＭＸ ローリングモーメント
ＭＹ ピッチングモーメント
ＭＺ ヨーイングモーメント DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind tunnel test apparatus 10 Wind tunnel 12 Strut 14 Sting 16 Model 17 Force detection element 18 Control apparatus 20, 20a Balance for wind tunnel test 22 Extension part 30 Model attachment part 32 Wind tunnel fixing | fixed part 42 Opening part 50, 50a Multi-force detection part 60 Drag Detection unit 62 Base material part 64 Drag FRP layer 66A Drag first direction layer 66B Drag second direction layer 72 Base material part 74 Multi-force FRP layer 76A Multi-force first direction layer 76B Multi-force second direction layer A Extension direction B , C, X, Y, Z direction Fi fiber FX drag FY lateral force FZ lift MX rolling moment MY pitching moment MZ yawing moment

Claims (11)

風洞内に配置された模型に作用する複数方向からの力をそれぞれ検出する風洞試験用天秤であって、
前記模型に作用する抗力が働く方向に沿った延在方向に延在する延在部と、
前記延在部の一方の端部に設けられ、前記模型に固定される模型取付部と、
前記延在部の他方の端部に設けられ、前記風洞に対して固定される風洞固定部と、
前記模型取付部と前記風洞固定部との間であって、前記延在部の側面に設けられる開口部と、
前記開口部の内部に設けられる板状部材であって、一方の側面が、前記開口部の内面の所定箇所に固定され、他方の側面が、前記開口部の内面における前記所定箇所から前記延在方向に交差する方向に沿って対向する箇所に固定され、繊維強化プラスチックの層である抗力ＦＲＰ層が表面に設けられる抗力検出部と、を有し、
前記抗力ＦＲＰ層内の繊維の長さを、前記一方の側面から前記他方の側面に向かう方向である抗力第１方向のベクトル成分と、前記抗力第１方向に直交する抗力第２方向のベクトル成分とに分解した場合に、前記抗力ＦＲＰ層内の全ての繊維の前記抗力第２方向のベクトル成分の合計値が、前記抗力第１方向のベクトル成分の合計値より大きくなる、風洞試験用天秤。 A wind tunnel test balance for detecting forces from a plurality of directions acting on a model arranged in a wind tunnel,
An extending portion extending in the extending direction along the direction in which the drag acting on the model works,
A model mounting portion provided at one end of the extending portion and fixed to the model;
A wind tunnel fixing portion provided at the other end of the extending portion and fixed to the wind tunnel;
Between the model mounting portion and the wind tunnel fixing portion, an opening provided on a side surface of the extending portion,
A plate-like member provided inside the opening, wherein one side surface is fixed to a predetermined location on the inner surface of the opening, and the other side surface extends from the predetermined location on the inner surface of the opening. A drag detection unit fixed at a location facing the direction crossing the direction and provided with a drag FRP layer, which is a fiber reinforced plastic layer, on the surface;
The length of the fiber in the drag FRP layer is determined based on the vector component in the drag first direction that is the direction from the one side surface toward the other side surface, and the vector component in the drag second direction orthogonal to the drag first direction. The wind tunnel test balance in which the total value of the vector components in the drag second direction of all the fibers in the drag FRP layer is larger than the total value of the vector components in the drag first direction. 前記抗力ＦＲＰ層は、前記抗力第１方向に延在する前記繊維が配列した抗力第１方向層と、前記抗力第２方向に延在する前記繊維が配列した抗力第２方向層とが積層されており、前記抗力第２方向層の前記繊維の長さの合計値は、前記抗力第１方向層の前記繊維の長さの合計値よりも大きい、請求項１に記載の風洞試験用天秤。   The drag FRP layer is formed by laminating a drag first direction layer in which the fibers extending in the drag first direction and a drag second direction layer in which the fibers extending in the drag second direction are arranged. 2. The wind tunnel test balance according to claim 1, wherein a total value of the lengths of the fibers in the drag second direction layer is larger than a total value of the lengths of the fibers in the drag first direction layer. 前記抗力検出部は、金属製の板状部材である母材部を更に有し、前記母材部の表面に前記抗力ＦＲＰ層を設ける、請求項１又は請求項２に記載の風洞試験用天秤。   3. The wind tunnel test balance according to claim 1, wherein the drag detection unit further includes a base material portion that is a metal plate member, and the drag FRP layer is provided on a surface of the base material portion. . 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の風洞試験用天秤と、
前記抗力検出部の表面に接着されて、前記抗力検出部の歪みを検出する力検出素子と、
前記力検出素子の検出結果に基づき、前記抗力を算出する制御部と、を有する、風洞試験装置。 A wind tunnel test balance according to any one of claims 1 to 3,
A force detection element that is adhered to the surface of the drag detection unit and detects distortion of the drag detection unit;
A wind tunnel testing device comprising: a control unit that calculates the drag based on a detection result of the force detection element. 前記風洞試験用天秤は、前記延在部に設けられて、前記延在方向に沿った一方の端部及び他方の端部が前記延在部に対して固定されている多力検出部を更に有し、
前記力検出素子は、前記多力検出部の表面にも接着されて、前記多力検出部の歪みを検出し、
前記制御部は、前記多力検出部に接着された力検出素子の検出結果に基づき、前記模型に作用する前記抗力以外の力を算出する、請求項４に記載の風洞試験装置。 The wind tunnel test balance further includes a multi-force detection unit provided in the extension part, wherein one end part and the other end part along the extension direction are fixed to the extension part. Have
The force detection element is adhered to the surface of the multi-force detection unit to detect distortion of the multi-force detection unit,
The wind tunnel testing device according to claim 4, wherein the control unit calculates a force other than the drag acting on the model based on a detection result of a force detection element bonded to the multi-force detection unit. 前記延在部は、前記延在方向に沿った一方の端部及び他方の端部が前記延在部に対して固定されており、繊維強化プラスチックの層である多力ＦＲＰ層を表面に有する多力検出部を更に有し、
前記多力ＦＲＰ層内の繊維の長さを、前記延在方向に沿った方向である多力第１方向のベクトル成分と、前記多力第１方向に直交する多力第２方向のベクトル成分とに分解した場合に、前記多力ＦＲＰ層中の全ての繊維の前記多力第１方向のベクトル成分の合計値が、前記多力第２方向のベクトル成分の合計値より大きくなる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の風洞試験用天秤。 The extending portion has one end portion and the other end portion along the extending direction fixed to the extending portion, and has a multi-strength FRP layer which is a fiber reinforced plastic layer on the surface. It further has a multi-force detector,
The length of the fiber in the multi-strength FRP layer is set to a vector component in a multi-strength first direction which is a direction along the extending direction, and a vector component in a multi-strength second direction orthogonal to the multi-strength first direction. The total value of the vector components in the multi-force first direction of all the fibers in the multi-strength FRP layer is larger than the total value of the vector components in the multi-force second direction. The balance for a wind tunnel test according to any one of claims 1 to 3. 風洞内に配置された模型に作用する複数方向からの荷重をそれぞれ計測する風洞試験用天秤であって、
前記模型に作用する抗力が働く方向に沿った延在方向に延在する延在部と、
前記延在部の一方の端部に設けられ、前記模型に固定される模型取付部と、
前記延在部の他方の端部に設けられ、前記風洞に対して固定される風洞固定部と、
前記延在部に設けられて、前記延在方向に沿った一方の端部及び他方の端部が前記延在部に対して固定されており、繊維強化プラスチックの層である多力ＦＲＰ層を表面に有する多力検出部と、を有し、
前記多力ＦＲＰ層内の繊維の長さを、前記延在方向に沿った方向である多力第１方向のベクトル成分と、前記多力第１方向に直交する多力第２方向のベクトル成分とに分解した場合に、前記多力ＦＲＰ層中の全ての繊維の前記多力第１方向のベクトル成分の合計値が、前記多力第２方向のベクトル成分の合計値より大きくなる風洞試験用天秤。 A wind tunnel test balance for measuring loads from a plurality of directions acting on a model arranged in a wind tunnel,
An extending portion extending in the extending direction along the direction in which the drag acting on the model works,
A model mounting portion provided at one end of the extending portion and fixed to the model;
A wind tunnel fixing portion provided at the other end of the extending portion and fixed to the wind tunnel;
A multi-strength FRP layer, which is provided in the extending portion, has one end portion and the other end portion along the extending direction fixed to the extending portion, and is a fiber reinforced plastic layer. A multi-force detection unit on the surface,
The length of the fiber in the multi-strength FRP layer is set to a vector component in a multi-strength first direction which is a direction along the extending direction, and a vector component in a multi-strength second direction orthogonal to the multi-strength first direction. For the wind tunnel test, the total value of the vector components in the first direction of the multi-force in all the fibers in the multi-strength FRP layer is larger than the total value of the vector components in the second direction of the multi-force. Balance. 前記多力ＦＲＰ層は、前記多力第１方向に延在する前記繊維が配列する多力第１方向層と、前記多力第２方向に延在する前記繊維が配列する多力第２方向層とが積層されており、前記多力第１方向層の前記繊維の長さの合計値は、前記多力第２方向層の前記繊維の長さの合計値よりも大きい、請求項７に記載の風洞試験用天秤。   The multi-strength FRP layer includes a multi-strength first direction layer in which the fibers extending in the multi-strength first direction and a multi-strength second direction in which the fibers extending in the multi-strength second direction are arranged. The total length of the fibers of the multi-strength first direction layer is larger than the total length of the fibers of the multi-strength second direction layer. The wind tunnel test balance described. 前記多力検出部は、金属製の部材である母材部を更に有し、前記母材部の表面に前記多力ＦＲＰ層を設ける、請求項７又は請求項８に記載の風洞試験用天秤。   The balance for wind tunnel testing according to claim 7 or 8, wherein the multi-force detecting unit further includes a base material part that is a metal member, and the multi-force FRP layer is provided on a surface of the base material part. . 請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の風洞試験用天秤と、
前記多力検出部の表面に接着されて、前記多力検出部の歪みを検出する力検出素子と、
前記力検出素子の検出結果に基づき、前記模型に作用する前記延在方向を中心軸とする回転方向のローリングモーメントを算出する制御部と、を有する、風洞試験装置。 Wind balance test balance according to any one of claims 7 to 9,
A force detection element that is adhered to the surface of the multi-force detection unit and detects distortion of the multi-force detection unit;
A wind tunnel testing apparatus comprising: a control unit that calculates a rolling moment in a rotation direction centering on the extending direction acting on the model based on a detection result of the force detection element. 前記風洞試験用天秤は、
前記延在部が、前記模型取付部と前記風洞固定部との間の側面に開口部を有しており、
前記開口部の内部に設けられる板状部材であって、一方の側面が、前記開口部の内面の所定箇所に固定され、他方の側面が、前記開口部の内面における前記所定箇所から前記延在方向に交差する方向に沿って対向する箇所に固定される抗力検出部を更に有し、
前記力検出素子は、前記抗力検出部の表面にも接着されて、前記抗力検出部の歪みを検出し、
前記制御部は、前記抗力検出部に接着された力検出素子の検出結果に基づき、前記模型に作用する抗力を算出する、請求項１０に記載の風洞試験装置。 The wind tunnel test balance is:
The extending portion has an opening on a side surface between the model mounting portion and the wind tunnel fixing portion;
A plate-like member provided inside the opening, wherein one side surface is fixed to a predetermined location on the inner surface of the opening, and the other side surface extends from the predetermined location on the inner surface of the opening. Further having a drag detection unit fixed at a location facing the direction crossing the direction,
The force detection element is also bonded to the surface of the drag detection unit to detect distortion of the drag detection unit,
The wind tunnel testing device according to claim 10, wherein the control unit calculates a drag acting on the model based on a detection result of a force detection element bonded to the drag detection unit.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860552A (en) * 2017-12-26 2018-03-30 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 A kind of measurement apparatus of fanjet nacelle spillage drag
CN108225720A (en) * 2018-01-16 2018-06-29 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Optical fiber aerodynamics force measurement balance and fiber optic strain gage installation method
CN108254155A (en) * 2017-12-29 2018-07-06 中国航天空气动力技术研究院 One kind is used for high-fineness ratio rail control lateral jet dynamometer check structure
CN108731906A (en) * 2018-07-17 2018-11-02 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 A kind of wind tunnel balance calibration loaded line set
CN112781826A (en) * 2020-12-24 2021-05-11 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 Integrated design method for force measuring balance of lifting surface component
CN113834626A (en) * 2021-08-27 2021-12-24 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 Load unmatched six-component large-moment balance
CN114061896A (en) * 2021-11-17 2022-02-18 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Method for processing internal resistance measurement test data of lifting body ventilation model
CN115493802A (en) * 2022-11-18 2022-12-20 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 Internal and external flow aerodynamic decoupling structure of body propulsion integrated model and working installation method
CN116007891A (en) * 2023-03-24 2023-04-25 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 Locking connection device of wind tunnel balance support rod
CN116242577A (en) * 2023-05-06 2023-06-09 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 Wind tunnel cluster special balance and wind tunnel system for cluster measurement

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860552A (en) * 2017-12-26 2018-03-30 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 A kind of measurement apparatus of fanjet nacelle spillage drag
CN107860552B (en) * 2017-12-26 2023-10-24 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 Measuring device for overflow resistance of turbofan engine nacelle
CN108254155A (en) * 2017-12-29 2018-07-06 中国航天空气动力技术研究院 One kind is used for high-fineness ratio rail control lateral jet dynamometer check structure
CN108254155B (en) * 2017-12-29 2020-06-09 中国航天空气动力技术研究院 Rail-controlled lateral jet flow force measurement test structure for large slenderness ratio
CN108225720B (en) * 2018-01-16 2023-05-12 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Optical fiber aerodynamic force measuring balance and optical fiber strain gauge mounting method
CN108225720A (en) * 2018-01-16 2018-06-29 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Optical fiber aerodynamics force measurement balance and fiber optic strain gage installation method
CN108731906A (en) * 2018-07-17 2018-11-02 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 A kind of wind tunnel balance calibration loaded line set
CN108731906B (en) * 2018-07-17 2020-04-07 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Wind-tunnel balance calibration loading wire sleeve
CN112781826A (en) * 2020-12-24 2021-05-11 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 Integrated design method for force measuring balance of lifting surface component
CN112781826B (en) * 2020-12-24 2023-06-23 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 Integrated design method for lifting surface part force measurement balance
CN113834626A (en) * 2021-08-27 2021-12-24 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 Load unmatched six-component large-moment balance
CN114061896A (en) * 2021-11-17 2022-02-18 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Method for processing internal resistance measurement test data of lifting body ventilation model
CN115493802A (en) * 2022-11-18 2022-12-20 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 Internal and external flow aerodynamic decoupling structure of body propulsion integrated model and working installation method
CN116007891B (en) * 2023-03-24 2023-05-30 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 Locking connection device of wind tunnel balance support rod
CN116007891A (en) * 2023-03-24 2023-04-25 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 Locking connection device of wind tunnel balance support rod
CN116242577A (en) * 2023-05-06 2023-06-09 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 Wind tunnel cluster special balance and wind tunnel system for cluster measurement
CN116242577B (en) * 2023-05-06 2023-07-07 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 Wind tunnel cluster special balance and wind tunnel system for cluster measurement

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