JP2008524615A - 懸垂装置の影響を補正して風洞測定の精度を高める方法及び装置 - Google Patents

Abstract

懸垂装置の影響を補正して風洞測定の精度を高める方法に関し、モデル（航空機モデル）が懸垂ワイヤで風洞内に配置され、懸垂ワイヤの直径を有効直径に増加させるスリーブが懸垂ワイヤ上に位置する。原測定値を決定するために、懸垂ワイヤの有効直径及び／又は直径で、同一モデル構成において２回以上の測定を行い、２つ以上の原測定値からモデルに対する補正済みの最終測定値を決定する。第１の実施形態では、懸垂ワイヤに嵌めたスリーブを少なくとも３段階で除去して有効直径を低減させる。原測定値から補間により流体抵抗係数の最終測定値が決定され、懸垂ワイヤの影響、モデルと懸垂ワイヤの干渉の影響を補正する。別の実施形態では、２つの原測定値だけから差分を得て補正し、原測定値の１つは、スリーブなしの懸垂ワイヤの直径にて決定する。本方法は風洞内測定による空気力学的パラメータの補正に好適である。本発明はまた本方法を実施する装置に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は懸垂装置の影響を補正して風洞測定の精度を高める方法であって、モデルが複数の懸垂ワイヤを備える懸垂装置で風洞内に配置され、少なくとも１つのスリーブ（軸鞘）が各懸垂ワイヤ上に位置され、これは懸垂ワイヤの直径を有効直径に増加させるためである。

さらに、本発明は懸垂装置の影響を補正して風洞測定の精度を高める方法を実施する装置に関し、モデルが複数の懸垂ワイヤを備える懸垂装置で風洞内に配置される。

現行技術によれば、風洞内の気流にモデルを配置することは、いわゆるモデル懸垂装置を用いて行われる。特定のモデルに対する最適な懸垂装置の選択は、風洞内の利用可能な装備及び各試験基準を考慮してなされる。

現在までの風洞技術の開発過程で、ステム及びワイヤ懸垂装置について多数の様々な実施形態が使用されてきた。

しかし、全ての懸垂装置は、モデル周囲の空気流に多かれ少なかれ影響を与えるため、モデルの測定結果に誤差をもたらす。例えばモデル内又はモデル外の風洞計測器を使って空気力学的な力を測定するのに用いる方法では、懸垂装置の種類により様々な測定誤差をもたらし、この誤差は各種方法で補正しなければならない。

例えば、内部計測器を備えるモデルは、懸垂にて直接作用する空気力学的な力が何ら測定されないという利点をもつ。従って、モデルと懸垂装置との間の干渉、及び懸垂装置の伴流がモデルに与える影響を補正することだけが必要とされる。但し、内部計測器は外部計測器に比べて精度が低いという欠点を伴う。

これに対して、最新設計の外部風洞計測器は高い精度と安定性を提供する。しかし、モデルに作用する空気力学的な力は、懸垂装置を介して計測器に伝達する必要がある。また、懸垂装置に起因する空気力学的な力の成分は、これら成分が遮蔽物によって妨げられない範囲で伝達される。従って、外部計測器を用いる測定結果は、モデル成分及び懸垂成分、並びにモデルと懸垂装置との間の干渉成分を含む。このように、モデル測定の精度は、測定値に含まれる直接的及び間接的な懸垂成分を決定して補正できる精度に直接依存する。

いわゆる「ワイヤ懸垂」は、よく使用される懸垂システムである。本システムにおいて、測定されるモデル本体は、所定の方式に従って配置した複数のワイヤを用いて風洞計測器に接続される。測定値に含まれるワイヤ成分は各種の方法で決定できる。

一方で、懸垂ワイヤの影響は測定値から数値的に計算できる。この目的のために、懸垂ワイヤについては、数学的に理想化して、横方向及び斜め方向の空気流に曝される円柱とみなしている。円柱の流体特性は文献から公知であり、これにより懸垂ワイヤの影響を除去する目的のために、測定値が数値的に補正される。他方では、モデルを風洞から取り除いた場合の、懸垂ワイヤの測定を独立に実行できる。

しかし、これら両方法では、モデルと懸垂ワイヤとの間の干渉成分が正確に測定されず、これらの方法により決定される懸垂ワイヤ補正の不正確性を招くことになる。さらに、両方法は比較的高額な費用を伴う。

特開平０３−２３７３３５号公報はさらに、航空機モデルに作用する力及びモーメントの測定方法を提供し、このモデルは風洞内で３対のワイヤで懸垂される。最終的な測定結果は、風洞内で空気流が存在する場合と空気流がない場合での測定値から、具体的な数式を用いて決定され、その結果、航空機モデルの飛行状態における最大変動幅で測定結果が得られる。しかし、直径をゼロとした懸垂ワイヤに対する数学的補間のために、航空機モデルの様々な直径における懸垂ワイヤの流体抵抗を測定してはいない。

特開２００２−３２３４０３号公報はフレームを備えた測定機構を開示し、このフレームの中にワイヤを挿入し、ワイヤは長手方向を軸に回転可能とされる。１個のゴルフボールがワイヤに取り付けられる。モータによって、ワイヤとゴルフボールは一緒に回転でき、この方法により、ゴルフボールに作用する流体抵抗を得ることができる。

特開平０７−３０１５７８号公報は風洞内の測定装置を開示し、該装置は風洞外部のワイヤで移動可能に懸垂した保持フレームを備える。風洞内、従って風洞の空気流中に供試板が配置され、これは支柱により保持フレームに対して接続される構成となっている。ワイヤを介して保持フレームに接続した測定センサを用いて、供試板の空気抵抗を、供試板に作用する他の力、例えば、ワイヤ、保持フレーム及び支柱を用いることによる供試板の移動可能な懸垂に起因した揚力等とは独立に決定できる。なお、直径をゼロとした懸垂ワイヤに対する数学的補間のために、様々な直径における懸垂ワイヤについて全く測定していない。

本発明の目的は、ワイヤによるモデル懸垂によって風洞内で得られる測定値に及ぼす影響を、より高い精度で補正することにあり、これは周知の方法に比較して向上した測定精度を得るためである。

この目的は請求項１の特徴を有する方法によって達成される。

本発明による、懸垂装置の影響を補正して風洞測定の精度を高める方法は、
懸垂ワイヤの少なくとも１つの有効直径及び／又は直径で、同一モデル構成において２回以上の測定を行い、２つ以上の原測定値を決定するステップと、
２つ以上の原測定値からモデルに対する補正された最終測定値を決定するステップと、を有する。

本発明の一実施形態に係る方法によれば、懸垂ワイヤの少なくとも１つの有効直径及び直径において、少なくとも３回の測定を行い、これにより、少なくとも３つの原測定値を決定する。この方法により、妥当な測定費用でもって、懸垂ワイヤの影響を補正するのに十分な精度が与えられる。

本発明の別の実施形態に係る方法によれば、最終測定値を決定するために、原測定値を理想的な懸垂ワイヤの直径ゼロに対して外挿する。本方法により、比較的少ない算定費用で、懸垂ワイヤが風洞測定に与える影響を補正できる。しかし、懸垂ワイヤの流体抵抗係数の非線形性のために、ワイヤの有効直径にも依るが、この方法は少なくとも３回の測定を必要とし、結果的に測定費用が比較的高くなる。本構成では、理想的な直径がゼロとされる懸垂ワイヤは、風洞内での直径ゼロの仮想的な懸垂ワイヤで配置したモデルに相当し、従ってこのモデルは無接触での理想的な方法で配置され、空気流に曝される。こうして、懸垂装置の影響が完全に補正される。

別の実施形態によれば、いずれの場合にも、２つ以上の近接した原測定値データの間で２つ以上の差を決定して、最終測定値を得る。本方法により、妥当な測定費用で、懸垂装置の影響を補正するのに十分な精度が与えられる。

本発明による別の例示的な実施形態に係る方法では、第１の原測定値を決定するために第１有効直径において得られる第１の測定結果と、第２の原測定値を決定するために懸垂ワイヤの直径において得られる第２の測定結果を提供し、最終測定値を、懸垂ワイヤの有効直径と直径との間の差、及び原測定値間の差から決定する。

これにより、２つの測定値を得るだけで、十分に正確な風洞測定値の補正が得られるが、数学的処理は増加する。第１の原測定値は第１の測定で決定され、いずれの場合にも、ある一定の外径を有するスリーブを懸垂ワイヤ上に嵌め込むが、これは懸垂ワイヤのそれぞれの有効直径を増加させるためである。第２の原測定値は、懸垂ワイヤの直径における第２の測定から得られ、スリーブが完全に取り外された状態である。そして、２つの原測定値から、風洞測定値について必要な補正を数値的に決定できる。

別の有利な実施形態によれば、風洞内で低流速、特に３００ｍ／ｓ（メートル毎秒）未満の低流速において測定値を取得する。

別の有利な実施形態は、特に中空のプラスチック製円筒体及び／又は中空の金属製円筒体で形成したスリーブを提供する。懸垂ワイヤ上に配置した中空円筒形のスリーブは、懸垂ワイヤの空気力学的な有効直径について、幾何学的に正確に規定された増加を可能にする一方で、低速度での風洞測定を実行するための、通常円筒形をした幾何学的形状を可能な限り正確に維持する。本構成では、スリーブ同士の内径と外径が相互に一致し、これらのスリーブは互いに同軸配置とされ、互いに同軸に挿通された状態で、懸垂ワイヤ上に「積み重ねて」配置できる。スリーブは中空のプラスチック製円筒体及び／又は中空の金属製円筒体を用いて形成でき、これらの円筒体は同時に良好な表面品質を有するが、これは、望ましくない測定誤差を防止するためである。このような測定誤差は、例えば、スリーブの表面粗度及び／又は理想的な円筒形状からの偏差により発生する。

代替として、スリーブはまた、コーティング又は箔等を含むラッピングにより形成できる。これらのコーティングも、プラスチック材料及び／又は金属材料を用いて形成できる。しかし、本設計において、この方法で形成した円筒形状の適正な精度及びスリーブの適切な表面品質を保証する必要があり、その目的は測定の不正確を防止することにある。

懸垂ワイヤからモデルを取り外すことなく、懸垂ワイヤから再度取り除くことができるというスリーブの機能は、本発明の方法を実施する上で決定的な要因である。

例えば、中空のプラスチック製円筒形状の同軸スリーブを懸垂ワイヤ上に嵌める場合、それぞれの外郭を懸垂ワイヤの直径になるまで除去することにより、有効直径を精確に規定された方法で、段階的に低減できる。スリーブの除去については、例えば、それぞれの最も外側のスリーブを切り開くか、該スリーブを剥離させること等により行える。

懸垂ワイヤ上のスリーブが、例えばコーティングで形成される場合に、その有効直径は、適切なツール、例えば、リング形ドロー・ブレード（ｄｒａｗ ｂｌａｄｅ）等を用いて、剥離又は連続的剥離により段階的に減少する。懸垂ワイヤ上のスリーブが、例えば、巻付け箔を用いて形成される場合、その有効直径は、要求に従って除々に巻き付けを解くことで簡単に低減できる。

本発明の別の有利な実施形態に係る方法によれば、原測定値は、モデル、特に航空機モデルの流体抵抗係数、揚力係数、横力係数、ロールモーメント係数、ピッチモーメント係数及びヨーモーメント係数と特に関連し、これらの係数から、対応する補正された最終測定値を決定する。本発明による方法を用いて、多数の各種測定値において、懸垂装置の影響を補正できる。

さらに、本発明の目的は請求項１５の特徴を有する装置により達成される。

いずれの場合にも、懸垂ワイヤは有効直径に対して懸垂ワイヤの直径を増加させるために少なくとも１つのスリーブを備えるので、懸垂ワイヤが風洞測定に与える影響について簡単でそして何よりも正確な補正が可能になる。さらに有利な実施形態については他の請求項に記載される。

図１は航空機モデルについて測定した流体抵抗係数を示す図であり、該モデルは風洞内で懸垂ワイヤにより懸垂され、流体抵抗係数が、本発明による第１の実施形態に係る方法によって取得され、評価されて補正される。

図１の横座標は、懸垂ワイヤのそれぞれの有効直径ｄをミリメートル（ｍｍ）で示す。各懸垂ワイヤ上に、風洞内での有効直径を増加させるための何らのスリーブも所定位置に嵌めていない場合において、本方法の説明の範囲内では、この場合に有効直径が懸垂ワイヤの直径に等しいものとする。縦座標は、補正していない（未加工の）流体抵抗係数「ｃ（ｄ）」を例示しており、これらはいずれの場合も、航空機モデル、つまりワイヤでの懸垂及び航空機モデルと懸垂ワイヤとの間の干渉を含めたモデルについて、１つの有効直径に関して測定されたものである。

風洞内の航空機モデルに対する懸垂装置の懸垂ワイヤについての、一般的な最小直径は、少なくとも低速風洞の場合に約２ｍｍとされ、これは適切な機械的強度を保証するためである。テストすべき航空機モデルの寸法及び／又は質量に応じて、懸垂ワイヤの直径は２ｍｍよりも太くするか又は細くすることができる。有効直径を増加させるためのスリーブをもたない状態における懸垂ワイヤの直径、すなわち風洞内の裸の懸垂ワイヤの空気力学的な有効直径は、従って、いずれの場合にも約２ｍｍである。

本発明による第１の実施形態に係る方法において、先ず予備的方法に関するステップでは、いずれの場合にも、最初に、例えば２ｍｍよりも大きい内径を有する第１のスリーブを、懸垂装置の懸垂ワイヤ上に嵌めて、各懸垂ワイヤと第１のスリーブを軽く圧入嵌合させ、第１のスリーブを各懸垂ワイヤ上に容易に嵌め込めるが、その際、機械的な遊びは全くない。第１のスリーブの外径、つまり有効直径は、例えば４ｍｍである。

いずれの場合にも、４ｍｍより僅かに大きい内径を有する第２のスリーブが第１のスリーブを覆って置かれ、第１のスリーブと第２のスリーブを軽く圧入嵌合させ、第２のスリーブを第１のスリーブ上に容易に嵌め込めるが、その際、機械的な遊びは全くない。第２のスリーブの外径、つまり有効直径は、例えば６ｍｍである。最後に、上記の各場合と同様にして、６ｍｍより僅かに大きい内径及び８ｍｍの外径、つまり有効直径を有する第３のスリーブを、第２のスリーブ上に嵌め込む。これにより、第３、第２、第１のスリーブ及び懸垂ワイヤによる同軸配置が得られる。

この第１、第２、第３のスリーブは、例えばプラスチック材料から形成され、基本的に中空円筒形状である。スリーブにプラスチック材料及び／又は金属材料を使用することにより、いずれの場合にも、懸垂ワイヤの有効直径を、比較的容易であって正確に決められた方法で、２ｍｍずつ減少させることができる。各々の外側スリーブの除去については、外側スリーブの各々を剥離させ、細長く切り、引き剥がすこと等によって行える。スリーブを同軸配置としているため、風洞から航空機モデルを取り除くことや、航空機モデルを懸垂装置から取り外す必要がなくなる。

代替として、これらのスリーブはコーティングやラッピング等で形成することもできる。この場合、円筒形状の表面品質及び寸法精度は、測定誤差を防止するために適切でなければならない。

予備的方法に関するステップを結論付けると、モデル、例えば航空機モデルが懸垂装置の懸垂ワイヤにより、公知の方法で風洞内に懸垂され、その目的は実際の測定値、例えば空気力学的な力及びそれが加えられる点に関する測定値を取得することにある。また公知の方法では、モデルの力が懸垂ワイヤを有する懸垂装置を用いて適切な測定用の計測器に伝達されるが、これは、選択された基準点において、空気力学的な力を、揚力、流体抵抗及び横力の成分、並びにロールモーメント、ピッチモーメント及びヨーモーメントに分解するためである。測定した力及びモーメントから、それ自体公知の方法で、例えば流体抵抗係数等の無次元係数が得られる。

方法に関する第１のステップでは、例えば、懸垂装置や、懸垂装置と航空機モデルの間の干渉を含む航空機モデルの流体抵抗係数ｃ_８を、各場合で懸垂ワイヤの有効直径８ｍｍにて測定する。方法に関する第２のステップを準備するために、先ずは第３のスリーブを懸垂装置の懸垂ワイヤから取り外し、この結果、懸垂ワイヤの有効直径はいずれの場合も６ｍｍに減少する。

方法に関する第２のステップでは、例えば、懸垂装置や、懸垂装置と航空機モデルの間の干渉を含む航空機モデルの流体抵抗係数ｃ_６を、各場合で懸垂ワイヤの有効直径６ｍｍにて測定する。方法に関する次のステップでは、このプロセスを同様に繰り返して、有効直径４ｍｍにおけるｃ_４及び有効直径２ｍｍにおけるｃ_２を決定し、有効直径２ｍｍについては最終的に、懸垂ワイヤの直径を有する裸の懸垂ワイヤによって得られる。

上記方法の過程では、懸垂ワイヤの有効直径が３段階で、いずれの場合も８ｍｍから２ｍｍに減少する。なお、上述のサイズ比は一例として与えたものに過ぎず、スリーブ及び／又は懸垂ワイヤの幾何学的寸法は、本発明による方法の基本思想から逸脱することなく、例示した寸法と異なる寸法に選択できる。また、より多くの有効直径に関する測定値を取得することもできる。

原測定値から得られる測定後の流体抵抗係数ｃ_８、ｃ_６、ｃ_４、ｃ_２は、曲線勾配ｃ（ｄ）にて減少し、これを図１に太線で示す。本発明による方法を続行する際、この測定された曲線勾配は、点線で示す通り、懸垂ワイヤの直径がゼロミリメートル（「懸垂ワイヤの理想的直径」）における最終的な流体抵抗係数ｃ_０へと外挿される。外挿は、任意の適切な、特に非線形の数学的近似法を用いて実行できる。懸垂装置が測定される流体抵抗係数に与える影響の補正を、可能な限り高精度で達成するために、測定は、好ましくは懸垂ワイヤの少なくとも３つの異なる有効直径で行う必要がある。但し、その結果、測定にかかる労力が増す。

外挿の結果として、例えば補間された流体抵抗係数ｃ_０が最終測定値として得られ、この流体抵抗係数ｃ_０は、懸垂ワイヤの理論的な、すなわち理想的な直径ゼロミリメートルにおける（換言すると、懸垂装置から干渉の影響を一切受けない）風洞内の航空機モデルの流体抵抗係数に相当する。こうして、航空機モデルと懸垂装置との間の干渉を含む、懸垂装置の空気力学的な影響が適正に考慮されて補正される。

本構成では、原測定値が、例えば、モデル懸垂装置を含む航空機モデルの流体抵抗係数の形で、各力係数及びモーメント係数とは別に、風洞内での全ての懸垂形態に関して取得され、各テストパラメータ（例えば、マッハ数、レイノルズ数、モデル構成、入射角及びヨー角）に応じて、図１と同様の図で示され、懸垂装置の影響を除去するために、補間によって個別的に補正がなされる。

本発明による方法を用いると、このように風洞測定値から、風洞内の航空機モデルの流体抵抗係数のみならず、揚力係数、横力係数、ロールモーメント係数、ピッチモーメント係数及びヨーモーメント係数を、懸垂装置の影響に関して補正できる。要するに、図１は、懸垂ワイヤの異なる直径において、モデル構成の測定された流体抵抗係数の一例を示しており、各場合で一定のマッハ数及び一定の入射角又はヨー角とされる。

図２は、本発明による第２の実施形態の方法を説明するための別図を示しており、本方法では、３つの原測定値ｃ_２、ｃ_４、ｃ_６だけが懸垂ワイヤの有効直径ｄ_２、ｄ_４、ｄ_６において測定される。図２において、測定曲線「ｃ（ｄ）」は、有効直径が増加するにつれて増加し、太い実線の曲線勾配で示している。さらに、推定上、Δｃ_４とΔｃ_６が等しいと仮定する。先ず、下式を用いる。

さらに、図２では下式を示す。

さらに、下記の関係式を用いる。

最後に、下式の相互関係を適用する。

「ｄ_０＝０」が懸垂ワイヤの仮想的な直径ゼロとして設定される場合に、式３により求める最終測定値ｃ_０が得られる。

また式変形から、下式が得られる。

式１はさらに下式となる。

式７を式６に代入して変形し、ｃ’₄について解くと下式を得る。

この最終的な項Ａを式５に代入すると、懸垂ワイヤ及び、航空機モデルと懸垂ワイヤとの間の干渉の影響を補正した、求める最終測定値ｃ_０が得られる。

このような推定は第３の実施形態に対しても、後述するように同様に行うが、この場合、３つの原測定値ｃ_２、ｃ_４、ｃ_６により、流体力学について関連の表情報から係数ｋを得る必要はない（さらに以下を参照）。

本発明の第３の実施形態に係る方法によれば、航空機モデルの補正された流体抵抗係数が、２つの測定値だけから決定される。その結果、第１及び第２の実施形態と比較して、測定時間が明らかに減少する一方で、測定誤差は依然として充分正当化される。懸垂装置の構成部品の影響は基本的に、いずれの場合にも同一試験条件、換言すると、特に風洞内でのモデルの空間的配置が同じであって風洞内の空気流速が同一とされた状態において、２つの異なる直径での懸垂ワイヤ同士の測定差から決定される。異なる直径に関連して決定される懸垂成分は、本発明によれば、嵌め込みによるスリーブをもたない（基本懸垂での）懸垂装置のワイヤ直径にて変換され、「基本懸垂でのモデル」測定において取得される測定値から導出される。

モデル、特に風洞内の航空機モデルの流体抵抗係数ｃは一般的な以下の相関関係から導出される。

ここで、動圧ｑ_∞については下式を用いる。

ここで、「ν」は風洞内の空気の流速を示し、「ρ」は空気密度を示し、中でも密度は圧力及び温度に依存する。風洞内の航空機モデルについて測定される全流体抵抗係数ｃは、いずれの場合にもｗ方向における、航空機モデルの力の総和Ｗ_{Ｍｏｄｅｌ}、懸垂装置の力Ｗ_Ｗｉｒｅ、そして航空機モデルと懸垂装置との間の干渉力△Ｗ_{Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ}から得られる。

本発明によれば、第１の測定において、懸垂装置並びに航空機モデルと懸垂装置との干渉及び相互作用を含む、下記の航空機モデルの第１流体抵抗係数を測定する。

この第１の測定ではいずれの場合にも、３．２ｍｍの外径又は空気力学的な有効直径を有するスリーブが懸垂ワイヤ上に嵌め込まれる。これにより、空気力学的な有効直径３．２ｍｍの懸垂ワイヤを得る。次に、全てのスリーブを懸垂ワイヤから取り外し、第２の測定を、直径２．０ｍｍの懸垂ワイヤ、すなわち、スリーブを嵌めていない裸の懸垂ワイヤ及び同一のモデル構成を用いて行い、下記の第２流体抵抗係数を決定する。

これに関して、指標「Ｆ」はモデル表面Ｆに関する流体抵抗係数を表す。両式において、航空機モデルの流体抵抗係数を項「ｃ_{Ｄ Ｍｏｄｅｌ}」で表す。

従って、

を適用し、モデルの流体抵抗係数ｃ_{Ｄ Ｍｏｄｅｌ}は差分により得られる。

さらに値、

を流体力学について関連の表情報から決定する。

このプロセスにおいて、被除数ｃ_{ＤＡ３．２}は、一般的な試験条件下、特に風洞内の空気流の速度において、３．２ｍｍの外径を有する理想的な円柱の流体抵抗係数に相当する。

これに対して、除数ｃ_{ＤＡ２．０}は、風洞内の一般的な条件下において、２．０ｍｍの外径を有する理想的な円柱の流体抵抗係数を表す。

さらに、

を適用する。

ｄ_３．２及びｄ_２．０関して、懸垂ワイヤの空気力学的な有効直径（空気力学的な有効表面）を示す３．２ｍｍ及び２．０ｍｍの値を、上式に代入する。「Δｃ_Ｄ」は２つの測定した流体抵抗係数ｃ_Ｄ１とｃ_Ｄ２の間の差分から直接に導出される（上記参照）。上述のように、値ｋは流体力学に関する既知の表情報から得られる。

最終的に、航空機モデルの流体抵抗係数ｃ_{Ｄ Ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ}、つまり流体抵抗係数を懸垂装置の影響により補正した係数が関係式、

から得られる。

ここで値「ｃ_Ｄ２」は、補正していない第２の測定による（未加工の）流体抵抗係数であり、これは２．０ｍｍの有効直径において、すなわちスリーブを嵌めていない裸の懸垂ワイヤを用いて決定される。

本発明による第１及び第２の実施形態に係る方法と比較した場合の、第３の実施形態の利点は特に、第３の実施形態において、風洞内で２つの異なる有効直径の懸垂ワイヤを用いて２つの測定値が取得され、しかも適正な補正精度が得られることにある。

本発明による第１の実施形態に係る方法に従ってワイヤ懸垂による影響を補正するために、風洞内のワイヤ懸垂で懸架される航空機モデルについて測定した流体抵抗係数を示す図である。 本発明による第２の実施形態に係る方法を示す図である。

Claims (19)

1. 懸垂装置の影響を補正して風洞測定の精度を高める方法であって、
   モデルが、複数の懸垂ワイヤを備える懸垂装置で風洞内に配置され、前記懸垂ワイヤの直径を有効直径に増加させるための少なくとも１つのスリーブが各懸垂ワイヤ上に位置されており、前記方法が、
   ２つの原測定値を決定するために、前記懸垂ワイヤの少なくとも１つの有効直径及び／又は直径で、同一モデル構成において２回以上の測定を行うステップと、
   ２つ以上の原測定値から前記モデルに対する補正された最終測定値を決定するステップと、を含む方法。
2. ３つ以上の原測定値を決定するために、前記懸垂ワイヤの少なくとも１つの有効直径及び直径で、３回以上の測定を行う、請求項１に記載の方法。
3. 前記最終測定値を決定するために、前記原測定値を前記懸垂ワイヤの理想的な直径ゼロに対して外挿する、請求項２に記載の方法。
4. 少なくとも２つの近接した原測定値間で、いずれの場合にも、２つ以上の差分を求めて前記最終測定値を決定する、請求項２に記載の方法。
5. 毎回の測定後に、前記懸垂ワイヤの有効直径が、いずれの場合にも、スリーブを漸次的に除去することで減少する、請求項２から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記懸垂ワイヤの有効直径を、前記懸垂ワイヤの直径に達するまで低減させる、請求項２から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 第１の原測定値を決定するために第１有効直径において第１の測定結果を取得し、第２の原測定値を決定するために前記懸垂ワイヤの直径において第２の測定結果を取得し、
   前記最終測定値を、前記懸垂ワイヤの有効直径と直径との間の差及び前記原測定値間の差から決定する、請求項１に記載の方法。
8. 前記懸垂装置が、前記原測定値を決定するために、測定システム、特に計測器に接続されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 風洞内において低流速、特に３００ｍ／ｓ未満の低流速で測定を行う、請求項８に記載の方法。
10. スリーブが、特に中空のプラスチック製円筒体及び／又は中空の金属製円筒体を用いて形成される、請求項８又は９に記載の方法。
11. 第１のスリーブを、いずれの場合にも前記有効直径を増加させるために前記懸垂ワイヤ上に嵌めて、前記スリーブの内径が前記懸垂ワイヤの直径にほぼ一致する状態にする、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 別のスリーブを、いずれの場合にも、前記有効直径を増加させるために前記第１のスリーブ上に嵌めて、いずれの場合にも、前記スリーブの内径が前記第１のスリーブ又は先行するスリーブの外径にほぼ一致する状態にする、請求項８から１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記原測定値が、モデル、特に航空機モデルの流体抵抗係数、揚力係数、横力係数、ロールモーメント係数、ピッチモーメント係数及びヨーモーメント係数と特に関係し、これらの係数から、対応する補正済みの最終測定値を決定する、請求項８から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記モデルが航空機モデルである、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法を実行することにより、風洞測定の精度を高めるための装置であって、
    モデルが風洞内の複数の懸垂ワイヤを備えた懸垂装置で配置され、
    前記懸垂ワイヤが、いずれの場合にも、前記懸垂ワイヤの直径を有効直径へと増加させるための少なくとも１つのスリーブを備える装置。
16. 前記スリーブが、特に中空のプラスチック製円筒体及び／又は中空の金属製円筒体で形成されている、請求項１５に記載の装置。
17. 第１のスリーブは、いずれの場合にも、前記有効直径を増加させるために懸垂ワイヤ上に嵌めることができ、前記スリーブの内径が前記懸垂ワイヤの直径にほぼ一致している、請求項１５又は１６に記載の装置。
18. 別のスリーブは、いずれの場合にも、前記有効直径を増加させるために第１のスリーブ上に配置可能とされ、前記別のスリーブの内径が第１のスリーブ又は先行するスリーブの外径にほぼ一致している、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の装置。
19. 前記モデルが航空機モデルである、請求項１５から１８のいずれか１項に記載の装置。

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