JPH04102040A - 間欠吹出式風洞試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は１間欠吹出式風洞試験装置の起動時およびフ
ラッタ発生時に供試模型が破損することを防止する技術
に関するものである。

［従来の技術］ 第６図は間欠吹出式風洞試験装置の一例であり２図にお
いて（１５）は貯気槽、　（１６）は元弁、　　（１７
）は圧力制御弁、　　（１８）は集合胴、　（１９）は
計測胴。

（２０）は拡散胴である。第７図は超音速域で風洞試験
を行う場合の計測胴の状態を示し、（１）は供試模型、
　（２１）は支持金具である。超音速試験時には、計測
胴は空気力学上の要求から第７図に示すようなノズル形
状となっており、その形状は所定の風速パラメータに適
合したものとなっている。

第８図は従来の模型支持装置の一例である。供試模型（
１）は、ボルト（２２）により支持具（２１）に固定さ
れ、さらにこの支持具（２１）はボルト（２３）により
計測胴（１９）に固定される。

［発明が解決しようとする課題］ 間欠吹出式風洞試験装置で超音速風洞試験を実施する場
合、風洞起動時には集合胴（１８）の内圧を設定する圧
力制御弁（１７）が開き、集合胴（１８）の圧力が上昇
し、それにより計測胴（１９）のノズル部に衝撃波が発
生する。この衝撃波は非定常な流れとなって計測胴内を
下流へ移動する。ところで、計測胴内に固定された供試
模型（１）は、この衝撃波が通過する際に急激な圧力変
動を受け、非常に大きい振動荷重を受ける。

一方１間欠吹出式風洞試験装置でフラッタ試験を行う場
合、空気力学及び弾性力学上の相似則により供試模型の
剛性を低くする必要がある。このため風洞起動前に供試
模型を計測胴内に固定する従来の方法によると、前記の
振動荷重により模型が破損するという課題があった。

さらに試験中に一端フラッタが発生すると模型が発散的
振動を起こし、瞬時に破損するという課題があった。

この発明はこのような課題を解決するためになされたも
ので、風洞起動の際の衝撃波通過時の振動荷重およびフ
ラッタ発生時の発散的振動から供試模型を保護し、破損
を防止することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる間欠吹出式風洞試験装置は。

模型を計測胴外へ格納する手段と、模型を計測胴内へ投
入する手段と、計測胴内の圧力を検出する圧力検出器と
、風洞の起動完了を判定する手段と、模型に取付けた超
音波センサと、風洞壁に取付けた超音波発信器と、フラ
ッタ発生を判定する手段と、模型の投入を制御する手段
とを設けたものである。

［作用］ この発明においては、風洞起動時には供試模型を計測胴
外に格納し、圧力検出器からの信号により風洞起動が完
了したことを判定し、模型を自動的に計測胴内に投入し
、試験中には超音波センサからの信号によりフラッタの
発生を判定し自動的に模型を計測胴外へ格納することが
できる。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例の全体構成図である。図
において（２）は供試模型を格納する格納箱、（５）は
模型を投入するためのリニアモータ。

（７）は圧力検出器であり、この圧力検出器からの信号
を入力とする起動判定手段（８）により風洞が起動を完
了したことを判断し、その出力に基づき制御手段（９）
により開閉器（１３）を開閉し電源（１２）からの電流
を制御し、リニアモータ〔５）を動作させる。また、試
験中は超音波センサ［１０）からの信号を入力とするフ
ラッタ判定手段（１１）によりフラッタが発生したこと
を判定し、アチュエータ（５）を動作させるよう構成さ
れている。

第２図ｆａ）　　（ｂ）は第１図の実施例で使用される
模型支持装置（１４）の構成図である。図において。

供試模型（１）は支持金具（３）に固定される。この支
持金具（３）にはガイド機構（４）が取付けてあり、格
納箱（２）内をスライドできるようになっており、プッ
シュロッド（６）を介してリニアモータ（５）に連結さ
れている。第３図（ａ）　（ｂ）はこの発明の詳細な説
明する図である。上記のように構成された間欠吹出式風
洞試験装置においては、風洞起動時には第２図（ａ）　
　（ｂ）に示すように供試模型（ｉ＞は格納箱（２）内
に格納されている。そして起動判定手段により風洞起動
が完了したと判断されると、第３図（ａ）　［ｂ）に示
すようにリニアモータ（５）がプッシュロッド（６）を
介して支持金具（３）を押し、供試模型（１）が所定の
位置に来るまで取付は金具（３）を矢印（ア）方向にス
ライドさせ、プッシュロッド（６）およびガイド機構（
４）により支持金具（３）を所定の位置で固定する。ま
た、試験中は第３図（ａ）　（ｂ）に示すように供試模
型（１）は計測胴内の所定の位置に固定されている。そ
してフラッタ判定手段によりフラッタ発生したと判断さ
れると、リニアモータ（５）がプッシュロッド（６）を
介して支持金具（３）を引き、供試模型（１）が所定の
位置に来るまで取付は金具（３）を矢印（イ）方向にス
ライドさせ供試模型（１）を格納箱（２）内に格納する
。

第４図は風洞が起動完了したことを判定する判定動作の
説明図である。図においてｔ。は風洞起動を開始した時
刻、ｔｌは風洞が起動完了した時刻、ｔ２は時刻ｔ１か
ら規定の時間Δｔ９例えば１秒が経過した時刻である。

時刻ｔ０に風洞の起動を開始すると、計測胴内の圧力は
大気圧ｐ。からマツハ数に応じた所定の圧力ｐ１まで急
激に上昇し９時刻ｔ、に所定の圧力ｐ１に静定する。起
動判定手段（８）は圧力検出器（７）からの信号により
計測胴内の圧力が所定の圧力に達し、その圧力が規定時
間Δｔだけ保持された場合、風洞の起動が完了したと判
定し、信号を出力する。

第５図（ａ）はドツプラ効果の説明図である。音源から
は一定の周波数ｆ。の超音波が出ているとする。センサ
が矢印（ア）の方向に速度■で移動しているとき、セン
サで計測される周波数ｆは次式％式％ ただし、■、は音速である。一方センサが矢印（イ）の
方向に速度■で移動しているとき、センサで計測される
周波数ｆは。

ｆ”ｆｏ　　（Ｖ、−Ｖ）／Ｖ。

で与えられる。したがって、音源の周波数と音速が既知
であれば９周波数ｆよりセンサの移動速度■を知ること
ができる。

第５図（ｂ）はフラッタが発生したことを判定する判定
動作の説明図である。図においてｔ３はフラッタが発生
した時刻、ｔ４は超音波センサからの信号が規定の周波
数ｆ１をはじめて越えた時刻である。超音波センサから
の信号の周波数は模型の変形速度に対応し、この周波数
がある値より大きくなると模型は破損する。フラッタ判
定手段（１１）は超音波センサからの信号周波数が規定
の値ｆ、を越えた場合、フラッタが発生したと判定し、
信号を出力する。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、風洞起動時には供試模
型を計測胴外へ格納し、また風洞が起動完了したことを
自動的に判定して供試模型を計測胴内に投入し、さらに
試験中にフラッタが発生した場合にはそれを自動的に判
定し、供試模型を計測胴外へ格納するように構成したの
で、起動の際の衝撃波通過時およびフラッタ発生時に供
試模型に振動荷重がかかり破損することを防止できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の構成を示す図、第２図
（ａ）は模型支持装置の一部欠載の上面図、第２図（ｂ
）は第２図（ａ）に示したものの一部欠載の側面図、第
３図（ａ）は模型支持装置の動作を説明する一部欠載の
上面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）に示したものの一
部欠載の側面図、第４図は起動判定手段の動作説明用線
図、第５図（ａ）はドツプラ効果の説明図、第５図（ｂ
）はフラッタ判定手段の動作説明線図、第６図は間欠吹
出式風洞試験装置の一構成例を示す図、第７図は超音速
試験を行う場合の計測胴の状態を示す図、第８図は従来
の模型支持装置の一例を示す図である。 図中、（１）は供試模型、（２）は格納箱、（３）は支
持金具、（４）はガイド機構、（５）はリニアモータ、
（６）はプッシュロッド、（７）は圧力検出器。 （８）は起動判定手段、（９）は制御手段、　（１０）
は超音波センサ、　　（１１）はフラッタ判定手段、　
　（１２）は電源、　（１３）は開閉器、　（１４）は
模型支持装置、　（１５）は貯気槽、　ｆ１６）元弁、
　（１７）は圧力制御弁、　（１８）は集合胴、　　（
１９）は計測胴、　　（２０）は拡散胴、　（２１）は
支持金具、　　（２２Ｈ２３）はボルト、　　（２４）
は超音波発信器である。 なお１図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音速域の試験を行う間欠吹出式風洞試験装置において
   、供試模型と、前記供試模型を格納する格納箱と、前記
   供試模型を支持し格納箱内をスライド可能な支持金具と
   、前記支持金具の移動をガイドし且つ支持金具を支える
   ガイド機構と、前記支持金具を駆動するリニアモータと
   、前記支持金具と前記アクチュエータの間に取付けられ
   、前記アクチュエータの動力を前記支持金具に伝えるプ
   ッシュロッドと、風洞壁に取付けられた圧力検出器と、
   前記圧力検出器からの信号により風洞の起動完了を判定
   する起動判定装置と、前記供試模型に取付けられた超音
   波センサと、風洞壁に取付けられた超音波発信器と、前
   記超音波センサからの信号によりフラツタの発生を判定
   するフラツタ判定装置と、前記判定装置およびフラツタ
   判定装置からの信号により前記アクチュエータを動作さ
   せる制御装置とを備えたことを特徴とする間欠吹出式風
   洞試験装置。