JP2000346740A

JP2000346740A - 光学的圧力場計測装置

Info

Publication number: JP2000346740A
Application number: JP11161411A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Komatsu; 信義小松
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2000-12-15
Anticipated expiration: 2019-06-08
Also published as: JP4264160B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は風試中の供試体の圧力分布若しくは
流れ方向を光学的に計測するための光学的圧力場計測装
置に関する。従来の装置は計測映像を撮影するカメラ
と、撮影のために供試体に光を照射する光源とが、独立
に作動させられて撮影位置に向けられていたために、こ
れらの調整に作業時間が長くなる不具合があった。本発
明は、このような不具合を解消できる光学的圧力場計測
装置の提供を課題とする。【解決手段】本発明の光学的圧力場計測装置は、供試
体の圧力場を光学的に計測するため、計測箇所を撮影す
るカメラ０２の画角内の映像をカメラ近傍で検知する簡
易モニタ６、計測箇所の変動、又は供試体の姿勢角の変
動に応じたカメラ０２の移動、姿勢角変動に追従して、
所定の光度にする光源０３を変動させる同期装置７を設
けるものとした。これにより、画角内における計測箇所
の状況、又は照度をカメラ０２の近傍で確認しつつ、カ
メラ、及び光源の移動、姿勢角の調整が可能になり、上
述した不具合を解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、風洞内に設置され
航空機等を模擬して製作された供試体にポルフィリン
系、Ｌｕ錯体系、芳香族系等の感圧塗料或いは感温塗料
を塗装し、風洞試験中の供試体に作用する圧力の大小に
よって、これらの塗料に生じる明るさを計測することに
より、塗料が塗装された部分の供試体に作用している圧
力を光学的に計測するようにした光学的圧力場計測装置
の如く、特に風洞試験中に変化させる供試体の姿勢角変
化によって変化する圧力場を計測するため、常に一定光
量の光を正確に供試体に照射して計測装置の照度を一定
に保持する必要のある光源と、圧力場を光学的に計測す
るために供試体の計測位置を撮影するカメラシステムと
を同期作動させ、供試体の圧力場を同じ条件で計測して
圧力場が正確に計測できるようにした光学的圧力場計測
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機の開発を行う場合、若しくは既存
の航空機の改修を行う場合においては、予め目標とする
飛行性能を達成できる機体形状を決定するために、プロ
トモデル又は改修モデルを設計し、コンピュータ計算等
により機体まわりの空気流れを計算によって求め、機体
に作用する空気力を算出することにより、これらの機体
の空力性能を求め、目標とする飛行性能が達成できるよ
うにするための種々のモデル形状の修正を行い開発機体
又は改修機体の形状を決定するようにしている。

【０００３】しかしながら、機体形状がコンピュータ計
算等により決定された後においても、実際の飛行を行う
に当っては機体形状を縮尺して製作された実機を模擬す
る供試体を製作して、風洞試験を行い、その風洞試験結
果にもとづいて、種々の飛行状態で実機が安全に飛行で
き、しかも所期の飛行性能を達成できるか否かの確認を
必ず行うとともに、所期の飛行性能を達成させることが
できる機体形状にするためのデータを取得するようにし
ている。

【０００４】このような風洞試験では、実機の飛行時に
想定される種々の姿勢において、飛行時に実機に作用す
る空気力によって実機に生じる、揚力、抗力、横力、ピ
ッチングモーメント、ヨーイングモーメント、およびロ
ーリングモーメントからなる６分力計測並びに実機の外
面に沿って流れる空気流の流れ方向計測、あるいは実機
の外表面に生じる圧力分布等の圧力場の計測、並びに実
機の姿勢角を変えるためのフラップ、エルロン、および
ラダー等の偏角操作に伴う姿勢角変化、いわゆる舵効き
計測等を風洞中に設置された供試体で行い、そのデータ
を実機の製作設計に反映させるようにしている。

【０００５】このような風洞試験において行われる圧力
場の計測のうち、実機の外表面に生じる圧力分布の計測
は、実機の外表面にピトーレーキを設置して実際に飛行
を行い計測することも行われているが、開発又は改修の
初期段階では、供試体の外表面にピトーレーキを設置し
て、あるいは外表面に沿ってピトーレーキを移動させ
て、直接供試体外表面に生じている圧力を計測してデー
タを取得するようにしている。

【０００６】また、外表面に沿って流れる気流の流れ方
向の計測は、供試体外表面に移動体としての粘度の高い
油を塗布しておき、外表面に沿って流れる気流の方向に
流がされる油の流れから流れの方向を計測し、又は供試
体外表面に移動体としてのタフト（気流糸）の一端を貼
着しておき、空気流の方向に沿って移動する気流糸の移
動から計測するようにしている。

【０００７】また、外表面に沿って流れる空気流の流れ
方向は、外表面の圧力分布が計測できれば、この圧力分
布から求めることもできるので、特に流れ方向が飛行性
能に大きな影響を及ぼす翼端又は複雑な構造のために複
雑な空気の流れとなりピトーレーキによる圧力分布の計
測が難しい部分を除いては、圧力分布から求めることも
ある。

【０００８】しかしながら、機体外表面の圧力分布の計
測については、前述したピトーレーキによる計測では手
間がかかり作業時間が長くなるとともに、複雑な構造部
では計測が難しく、さらにはピトーレーキの設置により
流れの状態が変り、これにより圧力分布が変化し正確な
データの取得が難しいため、近年では供試体に、ポルフ
ィリン系、Ｌｕ錯体系、芳香族系等の感圧塗料或いは感
温塗料を塗装しておき、風洞試験中の供試体に作用する
圧力の大小によって、これらの塗料に生じる明るさを計
測することにより、供試体に作用している圧力の大きさ
を光学的に計測するようにした、光学的圧力場計測装置
を使用して供試体の外表面に生じている圧力分布、およ
び圧力分布と密接な関係のある供試体の外表面に沿って
流れる気流の方向を計測することが行なわれている。

【０００９】上述した感圧塗料で計測される圧力、すな
わち圧力の大きさで変る感圧塗料の明るさは、感圧塗料
塗布面に作用する気流の温度でも変化するために、感圧
塗料と共に感温塗料も塗布しておき、主として感温塗料
の明るさで計測される気流の温度を感圧塗料にフィード
バックすることにより、感圧塗料の明るさを校正するこ
とにより、空気流の温度に影響されない、感圧塗料の明
るさと感圧塗料の塗布面に作用する圧力の大きさとが正
確に対応するものにするようにしている。

【００１０】さらに、上述した感圧塗料および感温塗料
は、供試体に照射される光量（照度）により塗料の励起
量が変化するため明るさが変る。このため、供試体の塗
料面を計測するＣＣＤカメラ等によるカメラシステムに
よる撮影のために供試体の塗料面に照射する光は、常に
一定光量の光を照射する必要がある。

【００１１】このために、一定明るさの光源からの光を
塗料塗布面に照射して、塗料塗布面上の圧力と光学的に
正確に計測するためには、供試体の種々の個所の塗料塗
布面を撮影するため、又は風洞試験中に供試体の姿勢角
を変化させ移動させる必要のあるＣＣＤカメラの動きと
同期させて光源の位置、および撮影個所に向けて光を照
射する照射角度を変えて、塗料塗布面には常に一定照度
にするための光が照射されるようにする必要がある。

【００１２】しかしながら、従来の光学的圧力場計測装
置では、図３に示すように、塗料が塗布された供試体０
５の外表面を撮影するＣＣＤカメラ０２と、撮影のため
に撮影個所に向けて一定光量の光を照射する必要のある
４個からなる光源０３とは別々に設置され、しかもＣＣ
Ｄカメラ０２と光源０３とは独立に操作するようにして
いるために、風洞０１内に設置された供試体０５の外表
面に塗布された感圧塗料或いは感温塗料の所定位置を撮
影して、当該位置の圧力を光学的に計測する場合には、
まず、光源０３の位置、光軸方向を調整して撮影を行う
位置の塗料塗布面に一定強度の光が照射される照度が一
定になるように調整をした後に、ＣＣＤカメラ０３の画
角内に撮影位置が納まるように、手動でＣＣＤカメラ０
３の位置および撮影する角度を調整するようにしてい
る。

【００１３】この画角内に撮影位置が納まるように行う
ＣＣＤカメラ０２の位置および撮影角度の調整において
は、従来の光学的圧力場計測装置で使用されているＣＣ
Ｄカメラ０２には画角内の映像、すなわち撮影対象であ
る計測位置の状況を確認するモニタ０４が装備されてな
く、別の場所、例えば図示するように風洞０１外にモニ
タ０４を設置するようにしているため、風洞０１外で画
角内の映像を確認した後、ＣＣＤカメラ０２の設置位置
まで移動して、撮影を行う塗料塗布面が画角内に納まる
ように、ＣＣＤカメラ０２の位置、および向きを調整す
る必要があった。

【００１４】このように、モニタ０４がＣＣＤカメラ０
２に装備されてなく、ＣＣＤカメラの設置場所とは別の
場所に設けるようにしてあるため、ＣＣＤカメラ０２の
設置位置向きを画角内に撮影位置が正対して納まるよう
に確認し、調整するために圧力計測に時間がかかるとい
う不具合があった。

【００１５】なお、ＣＣＤカメラ０２および光源０３
は、図に示すように風洞０１の上方に必ずしも設置され
るものではなく、風洞０１内に光を透過できる窓が設け
てあれば、風洞０１の側部又は風洞０１の下方にも設置
して、供試体０４の圧力場の計測を必要とする個所の光
学的計測を行うようにしている。

【００１６】また、ＣＣＤカメラ０２、光源０３が別々
に設置されるため、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源
０３が計測個所を照らす光軸方向が一致せず、画角内を
一定の光量で照射して所定の照度にするために試験準備
に時間を要するという不具合もあった。さらに、風洞０
１の起動、停止には、長時間必要とするために、風洞試
験においては１−ブローの間に供試体０５を多数の姿勢
角に変化させて、各姿勢角におけるデータを取得する必
要があるが、このためには供試体０５の姿勢角を変更す
る毎に、再度ＣＣＤカメラ０２等の移動、調整が必要と
なり、ある特定個所の外表面の圧力分布計測を行う場合
においても、計測に時間を要する不具合もあった。

【００１７】さらに風洞試験において行われる圧力場の
計測のうち、機体の外表面に沿って流れる気流Ｆの方向
の計測においては、前述した圧力分布の計測のように計
測位置の照度は計測結果に大きな影響を及ぼさないもの
の、気流Ｆの方向を示す移動体である油の流れ方向又は
気流糸の方向は一定ではなく振動しているため、気流方
向の計測データとして鮮明な映像を撮影して正確なデー
タを得るためには、上述した圧力分布の計測と同様にＣ
ＣＤカメラ０２の設置位置、向きを画角内に撮影を行う
位置が正しく納まることを確認し、調整するとともに、
ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源０３が照らす方向と
を一致させ、画角内が一定の光量で照射し、所定の照度
になるようにする必要がある。

【００１８】さらには、風洞試験中に供試体の姿勢角を
変更する度に、ＣＣＤカメラ０２、および光源０３の移
動、方向調整が必要とするために試験準備および計測に
長時間を要するという不具合があった。なお、気流Ｆの
方向の計測においては、カメラは圧力分布計測において
使用するようにしたＣＣＤカメラ０２でなく通常のカメ
ラでも良いが、本明細書では説明を簡単にするため、気
流Ｆの方向の計測においてもＣＣＤカメラ０２が使用さ
れるものとして説明し、以下の説明でも同様に行うこと
とする。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の光学
的圧力場計測装置の上述した不具合を解消するために、
ＣＣＤカメラの設置位置、向きを画角内に撮影位置が正
しく納まっていることを確認し、調整するための時間が
かからず、また、ＣＣＤカメラの画角方向と光源が照ら
す方向とを常に一致させるようにして、画角内を撮影に
必要な一定の光量で照射するための試験準備に時間を要
することなく、さらには供試体の姿勢角を変更する毎に
再度必要となるＣＣＤカメラ等の移動、調整を必要とせ
ず、供試体を多数の姿勢角にして外表面の圧力場を計測
する場合においても、計測に時間を必要とせず、従っ
て、多数の画角内の多数の姿勢角において生じる供試体
外表面の圧力場を短時間で計測することのできる光学的
圧力場計測装置を提供することを課題とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このため、第１番目の本
発明の光学的圧力場計測装置は、次の手段とした。

【００２１】（１）風洞内に設置された供試体の外表面
上に通気中に発生する圧力分布もしくは外表面上に沿っ
て流れる気流の方向等の圧力場を光学的に計測するため
に、外表面上の所定の計測箇所を撮影するためのカメラ
のファインダー（画角）内に写しだされる撮影映像と同
一映像をカメラの近傍で検知でき、計測個所の撮影に最
適な位置、姿勢角にカメラを設定するための移動量、姿
勢角量を検出する簡易モニタを設けた。

【００２２】（２）撮影する外表面上の計測箇所の変
動、もしくは供試体の姿勢角の変動に伴い通気中に移動
又は姿勢角変動を行わせる必要のある計測箇所を撮影す
るためのカメラの移動、姿勢角変動に追従させて、カメ
ラで撮影される計測箇所を所定の照度にする光源の移動
又は姿勢角を変動を行わせる同期装置を設けた。

【００２３】本発明の光学的圧力場計測装置によれば、
上述（１）、（２）の手段により、（ａ）カメラを設け
る近傍にテレビモニタが設置できない場合でも、カメラ
のファインダー（画角）内に写しだされる計測箇所の映
像、即ち圧力場の計測のためにカメラで撮影される計測
箇所の状況、および計測箇所が撮影に必要な照度になっ
ているかをカメラの近傍で確認しつつ、カメラ、及び光
源の移動、姿勢角の調整が可能になり、試験準備効率を
向上させることができる。

【００２４】また、カメラの画角方向と光源の光軸方向
が同期装置の作動により同期して作動するために、画角
方向と光軸方向とを短時間で一致させることができ、計
測準備効率を向上させることができるとともに、精度の
高い圧力場の光学的な計測ができる。さらに、供試体の
姿勢角に応じて最適なカメラおよび光源の設置、姿勢角
ができるために、通風中に供試体の姿勢角を変化させて
の圧力場の光学的な計測ができるようになり、１−ブロ
ーの風洞試験中に取得できる計測ポイント数を増大させ
ることができるとともに、試験効率を飛躍的に向上させ
試験時間を短縮することができる。

【００２５】また、第２番目の本発明の光学的圧力場計
測装置は、上記（１）、（２）の手段に加え、次の手段
とした。

【００２６】（３）風洞中に設置され圧力場の光学的な
計測がなされる供試体が、供試体の外表面上に発生する
圧力の大きさに対応して、明るさが変動する感圧塗料を
外表面上に塗布し、外表面上に発生する圧力分布を感圧
塗料の明るさの変動をカメラで撮影することにより計測
するものとした。

【００２７】なお、供試体の外表面上に作用する圧力の
大きさで変動する感圧塗料の明るさは、感圧塗料に作用
する通気中の気流の温度の変動で変わるために、感圧塗
料とともに感温塗料を供試体の外表面上に塗布してお
き、感温塗料の明るさで計測される気流の温度を感圧塗
料で計測される圧力にフィドバックすることにより、感
圧塗料で計測される圧力を真の圧力に修正するようにす
ることが望ましい。また、感圧塗料、感温塗料ともにポ
ルフィリン系、Ｌｕ錯体系、芳香族系の塗料にすること
が好ましい。さらに、このような塗料は、光源からの光
量によって塗料を構成する分子が励起され明るさが変わ
るため、光源から圧力分布を計測する位置に照射される
光は、計測位置を所定の一定照度ものにする光量のもの
にすることが好ましい。

【００２８】本発明の光学的圧力場計測装置によれば、
上述（３）の手段により、上述（ａ）に加え、（ｂ）供
試体の外表面上に作用する圧力分布の計測が、供試体ま
わりの設置、或いは供試体周辺を移動させて圧力を計測
していたピトーレーキ等を使用することなく、計測でき
るようになる。

【００２９】これにより圧力分布の計測が容易になると
ともに、これまで圧力分布の計測が困難であった、構造
形状が複雑な箇所の計測および圧力分布が飛行性能に大
きな影響を及ぼす箇所の計測が可能になるとともに、精
度の高い外表面上の圧力分布の計測ができるようにな
る。

【００３０】また、第３番目の本発明の光学的圧力場計
測装置は、上記（１）、（２）の手段に加え、次の手段
とした。

【００３１】（４）供試体が、通気中に供試体の外表面
上に沿って流れ気流の方向に移動する移動体を、外表面
上に設け、外表面上に沿って流れる気流の方向をカメラ
で撮影し、撮影された映像から外表面上の気流の方向を
計測できるものとした。

【００３２】なお、外表面上に設けられ、気流の方向を
計測する移動体として、一端が外表面上に貼付され、他
端が気流の方向に応じて変動する気流糸、又は外表面上
に塗布され、気流の方向に流れるとともに、通気中にお
いても外表面上に気流の流れの方向を残留させる程度の
粘度を有する油等を使用することが望ましい。

【００３３】本発明の光学的圧力場計測装置によれば、
上述（４）の手段により、上述（ａ）に加え、（ｃ）供
試体の外表面上に沿って流れる気流の方向の計測が、外
表面上に貼付され、他端が気流の方向に応じて変動する
気流糸、または外表面上に塗布され、気流の方向に流れ
るとともに、通気中において外表面上から流出せず、気
流の方向を表示できる程度の粘度を有する油等の移動体
の撮影された映像により光学的に計測できるようにな
る。

【００３４】これにより気流の方向の計測が容易になる
とともに、１−ブローの風洞試験中に取得できる計測ポ
イント数を増大させることができるとともに、試験効率
を飛躍的に向上させ試験時間を短縮することができる。
さらに振動する気流の方向の計測がストロボ等の光学的
な計測によって得られるので、構造形状が複雑な箇所、
いわゆる気流の乱れが著しい部分の計測が可能になると
ともに、精度の高い外表面上の気流の方向の計測ができ
るようになる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学的圧力場計測
装置の実施の一形態を図面にもとづき説明する。なお、
図において図３に示す部材と同一若しくは類似の部材に
ついては同一符号を付して説明は省略する。図１は本発
明の光学的圧力場計測装置の実施の第１形態を示す供試
体外表面の圧力分布を計測するための光学的圧力場計測
装置の透視斜視図である。

【００３６】本実施の形態の光学的圧力場計測装置にお
いては、図３で示した従来の光学的圧力場計測装置に加
えて、供試体０５外表面の圧力分布を計測するためのＣ
ＣＤカメラ０２の画角内に入る、いわゆるＣＣＤカメラ
０２で撮影を行う供試体０５の外表面位置の映像を、Ｃ
ＣＤカメラ０２が設置されているその場で映像を確認で
きるように、ＣＣＤカメラ０２に簡易モニタ６を設置し
た。

【００３７】また、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源
０３の光軸方向とを同期させて、画角方向と光源０３の
光軸方向の調整を同時に行えるようにする同期装置７を
設置した。

【００３８】このように、ＣＣＤカメラ０２に近接させ
て画角内の映像を確認できる簡易モニタ６を設置するこ
とにより、風洞０１の上方等に画角内の映像を写し出す
モニタ０４を設置できない場合でも、画角内の映像およ
びＣＣＤカメラ０２で映写する光源０３から照射される
映像の光度をその場で確認しつつ調整することができ、
従来の光学的圧力場計測装置のようにモニタ０４がＣＣ
Ｄカメラ０２に装備されてなく別の場所に設けるように
してあるため、ＣＣＤカメラ０２の設置位置、向きを画
角内に撮影位置が納まるように確認し、調整するために
圧力計測に時間がかかるという不具合を解消することが
できる。

【００３９】また、電動モータ等のサーボ機構を用いて
駆動させるようにしたリンク機構を採用して、ＣＣＤカ
メラ０２の画角方向と光源０３の光軸方向の向きの移動
を同期させて駆動するようにした同期装置７を設置する
ことにより、画角方向の移動に追従して光軸を画角方向
に移動させることができ、従来の光学的圧力場計測装置
のように、ＣＣＤカメラ０２、光源０３が別々に設置さ
れるため、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源０３が照
らす方向が一致せず、画角内を一定の光量で照射するた
めに試験準備に時間を要するという不具合を解消するこ
とができる。

【００４０】なお、光源０３、ＣＣＤカメラ０２の移動
及び姿勢角の変化により画角内を照射する光源０３、画
角内の映像を撮影するＣＣＤカメラ０２のピントが変化
するために、供試体に照射される光の照度が変動し、映
像も不解明なものになるため、光源０３、ＣＣＤカメラ
０２の移動及び姿勢角の変化に伴う光源０３およびＣＣ
Ｄカメラ０２のピントの変化を、モニタ０４に記憶させ
ておくようにすることが好ましい。

【００４１】これにより、光源０３、ＣＣＤカメラ０２
の移動及び姿勢角の変化に伴うピントのずれが、移動、
姿勢角変化時モニタ０４からの信号により自動的に修正
され、画角内には一定の照度で照射された被写体の鮮明
な映像が写し出されるために、ピントの修正に必要とす
る時間がさらに短縮され、試験準備に要する時間をさら
に短縮することができる。

【００４２】さらに、通風中に供試体姿勢角を変化され
た場合の圧力分布の計測が必要な場合は、上記のデータ
を基にフィードバック機構により自動的に光源０３およ
びＣＣＤカメラ０２の位置、姿勢角を調整することによ
り、光源０３の調整後、カメラ画角を調整し、更に光源
０３を調整するといった手間が簡略化でき、通風中の姿
勢角変化時において自動的に光源０３、ＣＣＤカメラ０
２の調整ができ、従来の光学的圧力場計測装置のよう
に、風洞０１の起動、停止には、長時間必要とするため
に、風洞試験においては１−ブローの間に供試体０５の
姿勢角を変化させて、各姿勢角におけるデータを取得す
る必要があるために、供試体０５の姿勢角を変更する毎
に再度ＣＣＤカメラ０２等の移動、調整が必要となり、
ある特定個所の外表面の圧力分布計測においても、計測
に時間を要していた不具合が解消できる。

【００４３】すなわち、本実施の形態の光学的圧力場計
測装置によれば、上述の構成により、（１）風洞０１の
上などＣＣＤカメラ０２、光源０３を設ける位置近傍に
テレビモニタ０４を設置できない場合でもＣＣＤカメラ
０２の画角内の映像、光源０３による画角内の照度をそ
の場で確認しつつ、ＣＣＤカメラ０２、光源０３の移動
量又は姿勢角の調整が可能となり試験準備効率が向上す
る。

【００４４】（２）ＣＣＤカメラ０２の画角方向および
光源０３の光軸方向が同期して移動するため、ＣＣＤカ
メラ０２の画角方向と光源０３が照らす方向が一致する
ため、試験準備効率の向上とともに、精度の高い圧力分
布の計測ができる。

【００４５】（３）また、供試体０４の姿勢角に応じて
最適な光源０３およびＣＣＤカメラ０２の向き等の設定
ができるため、通風中に供試体０４の姿勢角を変化させ
ての圧力分布の計測が可能となり、試験取得ポイント数
が増加し試験効率が向上する。

【００４６】図２は、本発明の光学的圧力場計測装置の
実施の第２形態を示す、供試体外表面に沿って流れる空
気流の方向を計測するための光学的圧力場計測装置の透
視斜視図である。

【００４７】図に示すように、本実施の形態の光学的圧
力場計測装置で空気流の方向を計測するため風洞０１に
設置される供試体５には、図１、図３に示す供試体０５
とは異り、ポルフィリン系、Ｌｕ錯体系、芳香族系等か
らなる感圧塗料或いは感温塗料は塗装されてなく、供試
体５の空気流の方向を計測する必要のある外表面には、
移動体としての毛糸等で形成された気流糸８の一端がセ
ロファン製粘着テープで貼着されている。

【００４８】この気流糸８は、軽量であり気流Ｆの方向
に沿って忠実に移動するため、気流糸８の方向から供試
体５外表面に沿って流れる気流Ｆの方向を、正確に計測
することができる。

【００４９】本実施の形態の光学的圧力場計測装置によ
れば、上述の構成により上述した実施の第１形態の光学
的圧力場計測装置と同様に、（１）ＣＣＤカメラ０２、
光源０３を設ける位置近傍にテレビモニタ０４を設置で
きない場合でも、画角内の映像、画角内の照度をその場
で確認しつつ、ＣＣＤカメラ０２、光源０３の移動量又
は姿勢角の調整が可能となり試験準備効率を向上させる
ことができる。

【００５０】（２）ＣＣＤカメラ０２の画角方向および
光源０３の光軸方向が同期して移動するため、ＣＣＤカ
メラ０２の画角方向と光源０３が照らす方向が一致する
ため、試験準備効率の向上とともに、精度の高い空気流
の方向の計測ができる。特に、光源０３、ＣＣＤカメラ
０２の移動及び姿勢角の変化による光源０３およびＣＣ
Ｄカメラ０２のピントの変化をモニタ０４に記憶させて
おくようにすれば、光源０３、ＣＣＤカメラ０２の移動
及び姿勢角の変化に伴うピントのずれが、モニタ０４か
ら信号により自動的に修正され、画角内には一定の光度
で照射された被写体である気流糸８の鮮明な映像が写し
出されるためにピントの修正に必要とする時間が短縮さ
れ、試験準備効率が向上するとともに、気流糸８による
空気流の方向が正確に計測できる。

【００５１】（３）また、供試体０５の姿勢角に応じて
最適な光源０３およびＣＣＤカメラ０２の向き等の設定
ができるため、通風中に供試体０５の姿勢角を変化させ
たときの気流Ｆの向きの計測が可能となり、試験取得ポ
イント数が増加し、機体外表面のきめの細い気流Ｆの方
向の計測データが短時間に取得できる。また、本発明の
光学的圧力場計測装置では実施の第１形態における機体
外表面の圧力分布計測若しくは実施の第２形態における
気流方向計測の如き圧力分布計測以外にも、光源０３と
ＣＣＤカメラ０２を用いた計測において利用できるもの
である。

【００５２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の光学的圧
力場計測装置は、供試体の外表面上に風洞通気中に発生
する圧力分布又は外表面上を流れる気流の方向等の圧力
場を光学的に計測するため、計測箇所を撮影するカメラ
の画角内の映像と同一映像をカメラ近傍で検知する簡易
モニタ、外表面上の計測箇所の変動、又は供試体の姿勢
角の変動に合わせ画角を合わせるためのカメラの移動、
姿勢角変動に追従させ、計測箇所を所定の照度にする光
源の移動、又は姿勢角を変動させる同期装置を設けるも
のとした。

【００５３】これにより、カメラ近傍にテレビモニタが
設置できない場合でも、画角内における計測箇所の状
況、又は照度をカメラの近傍で確認しつつ、カメラ、及
び光源の移動、姿勢角の調整が可能になり、試験準備効
率が向上する。また、画角方向と光軸方向が同期装置に
より同期して作動し、画角方向と光軸方向とを短時間で
一致させて、計測準備効率の向上ができ、また、精度の
高い光学的な圧力場の計測ができる。さらに、供試体の
姿勢角に応じ最適なカメラおよび光源の設置、姿勢角が
実現でき、通風中に供試体の姿勢角を変化させた光学的
な圧力場の計測ができ、１−ブローの試験中に取得でき
る計測ポイント数が増大させ、試験効率を向上させ試験
時間を短縮できる。

【００５４】また、本発明の光学的圧力場計測装置は、
圧力場の光学的な計測するため風洞中に設置される供試
体が、外表面上に生じる圧力の大きさに対応し明るさが
変動する感圧塗料を塗布し、圧力分布を感圧塗料の明る
さの変動で計測でするものとした。

【００５５】これにより、供試体の外表面上に作用する
圧力分布の計測が、供試体近傍に設け、圧力を計測する
ピトーレーキ等を使用せず計測でき、圧力分布の計測が
容易になり、圧力分布の計測が困難な構造形状が複雑な
箇所の計測が可能になり、またピトーレーキ等の影響を
受けない精度の高い圧力分布の計測ができる。

【００５６】また、本発明き光学的圧力場計測装置は、
外表面上に沿って流れ気流の方向に移動し、外表面上を
流れる気流の方向を計測できる移動体を外表面上に設け
た。

【００５７】これにより、外表面上に沿って流れる気流
の方向の計測が、外表面上に貼付され、気流の方向に移
動する気流糸、又は外表面上に塗布され、気流の方向に
流れるとともに、通気中においても流出しない程度の粘
度を有する油等の移動体の動きにより光学的に計測で
き、気流の方向の計測が容易になり、１−ブローの風洞
試験中の取得計測ポイント数を増大させることができ、
試験効率を飛躍的に向上させ試験時間を短縮できる。さ
らに振動する気流の方向の計測が、ストロボ等の光学的
な計測によって得られるので、構造形状が複雑な箇所の
計測が可能になるとともに、精度の高い外表面上の気流
の方向の計測ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学的圧力場計測装置の実施の第１形
態を示す供試体外表面の圧力分布を計測するための光学
的圧力場計測装置の透視斜視図、

【図２】本発明の光学的圧力場計測装置の実施の第２形
態を示す供試体外表面に沿って流れる空気流の方向を計
測するための光学的圧力場計測装置の透視斜視図、

【図３】従来の光学的圧力場計測装置としての供試体外
表面の圧力分布を計測するための光学的圧力場計測装置
である。

【符号の説明】

０１風洞０２ＣＣＤカメラ０３光源０４モニタ５，０５供試体６簡易モニタ７同期装置８気流糸Ｆ気流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】風洞内に設置された供試体の外表面上に
発生する圧力分布もしくは前記外表面上に沿って流れる
気流の方向からなる圧力場を光学的に計測するために、
前記外表面上の計測箇所を撮影するカメラおよび前記計
測箇所を所定の照度にする光源を装備した光学的圧力場
計測装置において、前記カメラで撮影される画角内の映
像を前記カメラの近傍で検知し、前記計測個所の撮影の
ための前記カメラの移動量、姿勢変動量を検出する簡易
モニタと、前記カメラの移動、姿勢角変動に追従して前
記光源の移動、姿勢角変動をさせる同期装置とを設けた
ことを特徴とする光学的圧力場計測装置。
【請求項２】前記供試体が、作用する圧力の大きさで
明るさが変動する感圧塗料を前記外表面上に塗布し、前
記外表面上に発生する圧力分布を前記カメラで撮影され
た前記感圧塗料の明るさの変動で計測できるものである
ことを特徴とする請求項１の光学的圧力場計測装置。
【請求項３】前記供試体が、前記外表面上に沿って流
れる気流の方向に移動する移動体を前記外表面上に設
け、前記外表面上に沿って流れる気流の方向を前記カメ
ラで撮影された移動体の移動方向で計測できるものであ
ることを特徴とする請求項１の光学的圧力場計測装置。