JP2019086287A - 圧力測定用シート、圧力測定用シートの製造方法及び圧力測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る圧力測定用シートを用いて航空機のフラップの圧力分布を測定する例を示して一実施形態を説明する。
図1は航空機のフラップに圧力測定用シートを配置した状態を示す斜視図である。
圧力測定用シート1、4、5は、航空機のフラップ2の表裏にベルト状に配置される。圧力測定用シート1はフラップ2の中央部に配置され、圧力測定用シート4はフラップ2の外舷に配置され、圧力測定用シート5はフラップ2の内舷に配置される。
圧力測定用シート1は、フラップ2の前縁を跨ぐようにフラップ2の表裏の前半分の領域に配置された第1の圧力測定用シート10と、フラップの2の後縁を跨ぐようにフラップ2の表裏の後ろ半分の領域に配置された第2の圧力測定用シート20とを有する。このように圧力測定用シート1を分割することで、フラップ2の全周にわたる領域に当該圧力測定用シート1を簡単な作業で配置することができる。圧力測定用シート4、5についても同様に構成される。なお、圧力測定用シート1、4、5は、フラップ2の全周にわたる領域でなく、一部の任意の領域に配置してもよい。
連結部17は、各圧力測定用ポート15と各接続用ポート16とをシート内で貫通する複数の貫通孔18を有する。
本実施形態に係る貫通孔18の穴径は、1.2mmとしている。貫通孔18の穴径は、当該圧力測定シートの厚みをできる限り抑えるために、細くする必要がある一方で、長さがかなり長くなることもある貫通孔18に詰まりが生じないように造形するためにはその穴径を細くするのにも限界があり、当該圧力測定シートの厚み2mmに対して穴径として1.2mmを採用した。また、本発明者らは、穴径1.2mm、両側の板厚0.4mmの合計2.0mmの厚さで試験に十分な強度が確保されていることも強度試験にて確認をしている。
圧力測定用ポート15の穴径R15は、例えば貫通孔18の穴径R18よりも小さい方が好ましい。本実施形態に係る圧力測定用ポート15の穴径R15は、0.5mmとしている。圧力測定用ポート15の穴径R15が大きいと翼の表面形状を変えてしまうため、できる限り小さい方が好ましく、実際に造形が可能な穴径R15として0.5mmを採用した。
図4は図2の符号Bで示す領域の拡大平面図、図5は図2の符号Cで示す領域の拡大平面図である。
複数の貫通孔18は、図4に示すように互いに平行に配置された領域18aと、図5に示すように互いに非平行に配列された領域18bとを有する。
互いに平行に配置された領域18aは、典型的には第1の圧力測定用シート10の長手方向の一致する方向に沿っている。
第2の圧力測定用シート20は、上記の第1の圧力測定用シート10とほぼ同様の構成であり、同様の構成部分には同一の符号を付して説明を省略する。
圧力測定用シート4は、フラップ2の前縁を跨ぐようにフラップ2の表裏の前半分の領域に配置された第1の圧力測定用シート50と、フラップの2の後縁を跨ぐようにフラップ2の表裏の後ろ半分の領域に配置された第2の圧力測定用シート60とを有する。
なお、圧力測定用シート4において、圧力測定用シート1と同様の構成部分に同一の符号を付して説明を省略する。
図7は図6のD−D断面図、図8は図6のE−E断面図ある。
本実施形態では、図1に示したように、フラップ2の表面を流れる流体の流れの方向に沿って圧力測定面にまっすぐに複数の圧力測定用ポート15が設けられた圧力測定用シート1、4、5をフラップ2の表面に配置する。
圧力測定器において、各圧力測定用ポート15における圧力を測定する。
これにより、フラップ2の表面を流れる流体の流れの方向に沿って圧力分布を正確に測定することができる。
図9はこの実施形態に係る圧力測定用シートを製造する光造形機の概略図である。
光造形機100は、光硬化性樹脂101を貯留する容器102と、容器102内を昇降可能に配置されたプラットフォーム103と、プラットフォーム103の下部に取り付けられたピストン104とを有する。ピストン104は、図示を省略した駆動機構により昇降動作するように構成されている。プラットフォーム103は、造形時に、駆動機構によって所定の距離、例えば0.1mm程度、順次下降するように構成される。
この光造形機100により第1の圧力測定用シート10を一体的に造形する典型例を説明する。
本実施形態に係る圧力測定用シート1、4、5は、光造形法により造形され、乃至、互いに非平行に配列された領域18bを有することから、形状と圧力計測位置に関する制約がほとんどなく、圧力測定点が自由にレイアウトでき、測定対象としてのフラップ2の表面の流体現象がより詳細に把握することが可能となる。典型的には、気流の流れ方向に対して圧力測定点をまっすぐに配置できる。また、後縁側部22にも圧力測定用ポート15を設けることが可能であって後縁側にも圧力測定点を設けることができる。つまり、気流方向だけでなく、気流と垂直な方向にも圧力測定点を配置することができる。更に、図10に示すように、測定対象としてのフラップ2の表面にリベットなどの突起部81があるような場合にも、これを避けるように貫通孔18を設けることができ、突起部81の後流となる位置にも圧力測定点(圧力測定用ポート15)を設けることができる。これにより、後縁側や突起部81の後ろの圧力も計測することが可能となる。
例えば、上記の実施形態は、本発明に係る圧力測定用シートを航空機のフラップの圧力分布計測に用いた例を示したが、航空機の他の部位の圧力分布を測定するために用いることが可能であり、また航空機以外の宇宙機、鉄道、自動車などの運輸機械、空調機、ファン、風車などの流体機械などの広い分野にわたり、圧力分布計測を必要とする場面に用いることができる。
2:フラップ
14:圧力測定面
15:圧力測定用ポート
16:接続用ポート
17:連結部
18:貫通孔
18a:平行な領域
18b:非平行な領域
72:デバイス収容部
73:連結溝
Claims (7)
- 測定対象の表面に沿って配置されるシート状の圧力測定用シートであって、
圧力測定面に設けられた複数の圧力測定用ポートと、
圧力測定器側に接続される少なくとも1つの接続用ポートと、
前記複数の圧力測定用ポートと前記接続用ポートとを貫通し、互いに非平行に配列された領域を有する複数の貫通孔を有する連結部と
を具備する圧力測定用シート。 - 請求項1に記載の圧力測定用シートであって、
前記複数の貫通孔は、当該圧力測定用シートの長手方向に沿って設けられ、
当該圧力測定用シートは、長手方向に積層された積層構造体からなる
圧力測定用シート。 - 請求項1又は2に記載の圧力測定用シートであって、
デバイスが収容されるデバイス収容部を更に具備し、
前記連結部は、前記デバイス収容部に収容されるデバイスに接続される配線を引き回すための連結溝を前記測定対象の表面と対向する面に有する
圧力測定用シート。 - 請求項1から3のうちいずれか1項に記載の圧力測定用シートであって、
前記複数の圧力測定用ポートは、前記測定対象の表面を流れる流体の流れの方向に沿って当該圧力測定用シートの上面からみて一直線上に配列されている
圧力測定用シート。 - 請求項1から4のうちいずれか1項に記載の圧力測定用シートであって、
前記測定対象は、航空機のフラップであり、
当該圧力測定用シートは、前記航空機のフラップの表側、縁部及び裏側を沿うように配置されるものであり、
前記接続用ポートは、前記航空機のフラップの裏側に位置するものである
圧力測定用シート。 - 測定対象の表面に沿って配置され、圧力測定面に設けられた複数の圧力測定用ポートと、圧力測定器側に接続される少なくとも1つの接続用ポートと、前記複数の圧力測定用ポートと前記接続用ポートとを貫通し、長手方向に沿って設けられた貫通孔を有する連結部とを有する圧力測定用シートを製造する方法であって、
積層造形法により、前記圧力測定用シートの長手方向に薄い積層体を積層して、前記圧力測定用ポート、前記接続用ポート及び前記連結部を含めて一体的に造形する
圧力測定用シートの製造方法。 - 測定対象の表面を流れる流体の流れの方向に沿って圧力測定面に圧力測定用シートの上面からみて一直線上に複数の圧力測定用ポートが少なくとも設けられた圧力測定用シートを前記測定対象の表面に配置し、
前記圧力測定用シートに設けられたそれぞれの貫通孔を介して各前記圧力測定用ポートと貫通されたそれぞれの接続用ポートを圧力測定器側に接続し、
前記圧力測定器により各前記圧力測定用ポートにおける圧力を測定する
圧力測定方法。
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