JP2006184215A - 圧力分布測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被測定体を傷つけることなく、その表面の圧力分布を簡単かつ精度良く測定できるようにする。
【解決手段】 飛行機の主翼Ｗの外板１６の表面の圧力分布を測定すべく、平行に延びる複数の圧力通路１１ａの各々に圧力検出孔１１ｂを開設した柔軟なシート状の圧力検出部材１１を前記外板１６の表面に貼り付けて固定し、各々の圧力通路１１ａを主翼Ｗ内に配置した圧力配管１７を介して圧力測定装置２０に接続する。圧力検出孔１１ｂは圧力検出部材１１に開設されていて主翼Ｗの外板１６に開設する必要がないため、外板１６を傷つけることがないだけでなく、柔軟なシート状の圧力検出部材１１は三次元曲面の外板１６の表面に良くなじみ、かつ厚さが薄いために気流の流れを殆ど乱すことがなく、圧力分布の測定精度が高められる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、流体に対して相対移動する被測定体の表面の圧力分布を測定するための圧力分布測定装置に関する。

風洞試験により圧力分布を測定するための翼模型の表面にコード方向に所定間隔で複数の圧力検出孔を開設し、各々の圧力検出孔に接続した圧力配管を翼模型の内部を通して圧力測定装置に接続したものが、下記特許文献１により公知である。

また風洞試験により圧力分布を測定するための翼模型の表面に沿ってスパン方向に延びる多数の溝を機械加工し、この溝に充填したワックスの表面に銀粉を塗布し、これを乾燥した後に銀粉の上に電鋳法で金属膜を形成して溝の開口部を覆うことにより、翼模型の表面に沿う多数の圧力通路を形成し、各々の圧力通路の一端に連なる圧力検出孔を前記金属膜に開設するとともに、各々の圧力通路の他端を圧力測定装置に接続したものが、下記特許文献２により公知である。

また自動車の表面の圧力分布を測定すべく、積層された３枚のアルミートの中央シートを切り欠いて複数の圧力通路を形成し、中央シートを挟む２枚の端部シートの一方に前記圧力通路に連通する圧力検出孔を開設するとともに、前記圧力通路の開放端を圧力測定装置に接続したものが、下記特許文献３により公知である。
特開平１０−２７４５９０公報 実開平２−２６４５号公報 特開昭６２−３５２３５号公報

しかしながら上記特許文献１に記載されたものは、既存の圧力検出孔の位置を変更するには翼模型の表面に新たに圧力検出孔を開設する必要があるため、翼模型を傷つける問題があるだけでなく、圧力検出孔の位置変更に伴って翼模型内の圧力配管の位置も変更されるため、圧力配管の着脱作業やレイアウトに多くの労力を必要とする問題があった。

また上記特許文献２に記載されたものは、圧力通路を形成するための加工が面倒なためにコストが嵩むだけでなく、圧力通路が翼の外板の厚さや強度に大きな影響を与えるために実機に適用するのは困難であった。

また上記特許文献３に記載されたものは、圧力分布測定用のシートが３枚のアルミートを積層して構成されているため、シートを三次元曲面の被測定体の表面になじませるのが困難であり、シートに皺が寄って気流の流れを乱すことで測定精度が低下する可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、被測定体を傷つけることなく、その表面の圧力分布を簡単かつ精度良く測定できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、流体に対して相対移動する被測定体の表面の圧力分布を測定するための圧力分布測定装置において、平行に延びる複数の圧力通路の各々に圧力検出孔を開設した柔軟なシート状の圧力検出部材を前記被測定体の表面に固定し、各々の圧力通路を圧力配管を介して圧力検出装置に接続したことを特徴とする圧力分布測定装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記圧力検出部材を合成樹脂で押し出し成形したことを特徴とする圧力分布測定装置が提案される。

尚、実施例の主翼Ｗは本発明の被測定体に対応する。

請求項１の構成によれば、平行に延びる複数の圧力通路の各々に圧力検出孔を開設した柔軟なシート状の圧力検出部材を被測定体の表面に固定し、各々の圧力通路を圧力配管を介して圧力測定装置に接続したので、被測定体の表面の圧力を圧力検出孔、圧力通路および圧力配管を介して圧力測定装置に伝達し、圧力分布を測定することができる。圧力検出孔は圧力検出部材に開設されていて被測定体に開設する必要がないため、被測定を傷つけることがないだけでなく、柔軟なシート状の圧力検出部材は被測定体の表面に良くなじみ、かつ厚さが薄いために流体の流れを殆ど乱すことがなく、圧力分布の測定精度が高められる。

また複数の圧力通路を備えた圧力検出部材を被測定体の表面に接着等により固定するだけで良いため、その作業が簡単であるとともに、測定部位の変更も容易である。また複数の圧力通路の任意の位置に圧力配管を接続できるので、相互に接近する位置で圧力配管を圧力通路に接続して複数の圧力配管を一纏めにすることで、それが被測定体の表面を貫通する開口の数を最小限に抑えることができるだけでなく、複数の圧力配管を被測定体の内部にレイアウトするスペースを容易に確保することができる。

また請求項２に記載された発明によれば、圧力検出部材を合成樹脂で押し出し成形したので、その製造コストを極めて低く抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は圧力検出部材を主翼の表面に装着した飛行機の斜視図、図２は図１の２方向拡大矢視図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は圧力検出部材の押し出し成形機の断面図、図５は圧力検出部材の斜視図である。

図１および図２に示すように、飛行機の主翼Ｗの上面のコード方向の圧力分布を測定すべく、細長い帯状シートよりなる圧力検出部材１１が例えば接着剤により着脱自在に取り付けられる。圧力検出部材１１は主翼Ｗのコードラインに沿って、エルロン１２およびフラップ１３を避ける位置を前縁１４から後縁１５まで延びている。

図５から明らかなように、圧力検出部材１１は合成樹脂で押し出し成形された厚さが１ｍｍ程度の薄いシート状の部材であって、その内部に平行に延びる複数本の圧力通路１１ａ…が長手方向に貫通する。使用時に圧力通路１１ａ…の両端開口部は熱溶着等によって気密に閉塞されるもので、その際に圧力検出部材１１の前後両端縁が薄くなるように押し潰されることで、気流の流れに対する影響が最小限に抑えられる。

図４に示すように、押し出し成形機２１は、中空の樹脂通路２２の内部に図示せぬ駆動源で回転するスクリュー２３を備えており、スクリュー２３の前方に位置する樹脂通路２２の出口開口に、押し出し通路２４および中子２５…を有するダイ２６が装着される。樹脂通路２２内の溶融樹脂２７はスクリュー２３によってダイ２６に供給され、その押し出し通路２４および中子２５…に囲まれた空間を通過する際に、図５に示す圧力検出部材１１の形状に成形される。このように、押し出し成形を採用することで、複数の圧力通路１１ａ…を一体に備えた圧力検出部材１１を安価に製造することができる。

図２および図５に示すように、圧力検出部材１１の各々の圧力通路には、前後方向に所定間隔で離間した圧力検出孔１１ｂ…が開設される。圧力検出孔１１ｂ…の間隔は任意であるが、主翼Ｗのコード方向の圧力分布の変化率が大きい前縁１４寄りの部分では間隔を小さく設定し、圧力分布の変化率が小さい後縁１５寄りの部分では間隔を大きく設定することが望ましい。圧力検出孔１１ｂ…は１個の圧力通路１１ａ…に１個だけ設けられるため、隣接する圧力検出孔１１ｂ…を結ぶラインは主翼Ｗのコード方向に対して若干傾斜するが、圧力検出部材１１の全幅は主翼Ｗのコード長に比べて遥かに小さいため、前記傾斜の影響は無視することができる。もし圧力検出孔１１ｂ…を結ぶラインを主翼Ｗのコード方向に正確に一致させる必要がある場合には、圧力検出部材１１の長手方向が主翼Ｗのコード方向に対して傾斜するように取り付ければ良い。

図２および図３に示すように、圧力検出部材１１は主翼Ｗの外板１６に形成された開口１６ａを覆うように貼り付けられており、この開口１６ａに臨む位置において圧力検出部材１１の各々の圧力通路１１ａ…に、可撓性を有する合成樹脂パイプよりなる圧力配管１７…が接続される。これらの圧力配管１７…は束ねられて主翼Ｗの内部を胴体内に延び、そこで圧力変換器１８および圧力分布モニター１９よりなる圧力測定装置２０に接続される。圧力配管１７…を通過させる外板１６の開口１６ａとして、外板１６に予め設けられたメンテナンス用の開口等を利用すれば、圧力分布の測定のために特別の開口を外板１６に形成する必要がなくなり、主翼Ｗを傷つけることがない。

しかして、飛行中の飛行機の主翼Ｗの表面に沿って気流が流れると、そのコードラインに沿って所定の圧力分布が形成される。気流の一部は主翼Ｗの外板１６に貼り付けた圧力検出部材１１の表面に沿って流れ、各々の圧力通路１１ａ…に開設した圧力検出孔１１ｂ…の圧力が、そこを流れる空気の流速に応じて変化する。圧力検出孔１１ｂ…の圧力は対応する圧力通路１１ａ…および主翼Ｗの内部の圧力配管１７…を介して圧力測定装置２０に伝達され、圧力変換器１８において数値に変換されて圧力分布モニター１９に表示される。

以上のように、所定の位置に圧力検出孔１１ｂ…を開設した複数の圧力通路１１ａ…を平行に接続した薄いシート状の圧力検出部材１１を、主翼Ｗの外板１６の表面に接着剤等で貼り付けるので、主翼Ｗの外板１６に直接圧力検出孔を形成する必要がなくなり、外板１６を傷つけることなく、また外板１６に多数の圧力検出孔を形成する面倒な作業を行うことなく、圧力分布の測定を行うことができる。しかも圧力分布の測定部位を変えるには、不要になった圧力検出部材１１を剥がして新たな圧力検出部材１１を貼り付ければ良いため、その作業が極めて容易になる。

また圧力検出部材１１は主翼Ｗの厚さに比べて遥かに薄いシートで構成されているため、気流の流れに与える影響は殆ど無視することができ、しかも圧力検出部材１１は柔軟な合成樹脂製であるために三次元曲面に追従するように伸縮して皺が発生し難く、気流の流れに及ぼす影響を更に低減して測定精度を高めることができる。更に、圧力検出部材１１の各々の圧力通路１１ａ…は長手方向の任意の位置に圧力配管１７…を接続できるので、複数の圧力通路１１ａ…の相互に近接した位置に複数の圧力配管１７…を接続して一纏めにすることで、それらの圧力配管１７…が主翼Ｗの外板１６を貫通する開口１６ａの数を最小限に抑えることができるだけでなく、それらの圧力配管１７…を主翼Ｗの内部にレイアウトするスペースを容易に確保することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の被測定体は飛行機の主翼に限定されず、飛行機、ヘリコプター、ミサイル等の任意の航空機の任意の部分、自動車や鉄道車両の任意の部分、建築物の任意の部分、船舶の水中部分を含む任意の部分に適用することができる。

また本発明は、風洞用模型に対しても適用することができる。

圧力検出部材を主翼の表面に装着した飛行機の斜視図 図１の２方向拡大矢視図 図２の３−３線拡大断面図 圧力検出部材の押し出し成形機の断面図 圧力検出部材の斜視図

符号の説明

Ｗ 主翼（被測定体）
１１ 圧力検出部材
１１ａ 圧力通路
１１ｂ 圧力検出孔
１７ 圧力配管
２０ 圧力測定装置

Claims (2)

1. 流体に対して相対移動する被測定体（Ｗ）の表面の圧力分布を測定するための圧力分布測定装置において、
   平行に延びる複数の圧力通路（１１ａ）の各々に圧力検出孔（１１ｂ）を開設した柔軟なシート状の圧力検出部材（１１）を前記被測定体（Ｗ）の表面に固定し、各々の圧力通路（１１ａ）を圧力配管（１７）を介して圧力検出装置（２０）に接続したことを特徴とする圧力分布測定装置。
2. 前記圧力検出部材（１１）を合成樹脂で押し出し成形したことを特徴とする、請求項１に記載の圧力分布測定装置。
   

Images