JP3224063B2 - 超音速風洞における模型の投入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音速気流が形成され
る超音速風洞の測定室において模型を自由落下により投
入する超音速風洞における模型の投入方法および投入装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】風洞は、航空機、自動車、船舶等の空気
中を運動する物体の模型を測定室内に配置し、この模型
に対して気流発生源により発生する一様な気流を吹き付
けて、前記模型への気流の影響を測定し、この測定結果
から相似法則を用いて前記物体への気流の影響を調査す
る実験装置である。

【０００３】風洞は、発生する気流の速度により様々な
タイプに分類されるが、高マッハ数の実験を行う高速風
洞として、亜音速風洞、遷音速風洞、超音速風洞および
全部を兼ねたトリソニック風洞がある。

【０００４】このうち、超音速風洞はマッハ数：１〜５
程度の超音速気流を発生させる風洞である。従来、超音
速風洞で実験を行う場合に風洞の測定室内に配置される
模型は、スティング等の治具により保持される。

【０００５】図６は超音速風洞で実験を行う場合の実験
要領の概要を示す説明図であり、超音速で飛行する飛翔
体の模型５３について実験を行う場合を示す。

【０００６】図６に示すように、風洞５０の測定室５１
内の適当な位置に治具５２が固定され、この治具５２に
より模型５３が保持され、この模型５３に向けて、図示
しない気流発生源により発生された白抜矢印により示さ
れる一様な超音速気流が吹き付けられる。超音速風洞で
は、発生する超音速気流の持続時間が例えば２００ms程
度と極めて短いため、高速度瞬間写真や電子装置等を用
いて短時間の計測を行い、模型に作用する分力やモーメ
ント等を測定する。

【０００７】図６において、治具５２は模型５３の後方
（気流に対する下流側）に配置されるとともに後端部５
３ａで模型５３を支持するが、これは治具５２が模型５
３の周囲の境界層に与える影響を可及的に低減するため
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音速風洞を用いた実験には、以下に列記する内容
の問題がある。 （１）模型の形状が、後端部が連続した曲面により徐々
に収束するような形状、例えば翼形や流線形でなく、図
６に示す模型５３のように後端部５３ａが段差形状を呈
する不連続な形状であると、超音速気流の場合には一般
的に模型５３の周囲の境界層のうちの後方に剥離渦が発
生し易くなるが、この剥離渦の近傍である模型５３の後
方に設置された治具５２の影響を受けて剥離渦の形状が
変化する。そのため、模型５３が受けるバックプレッシ
ャ等の抵抗値が変化し、模型５３に作用する分力やモー
メント等の測定値に誤差が生じてしまう。 （２）実物の寸法に応じて、風洞実験用の模型は実物の
１／２〜１／３程度の大きさとすることがあり、模型の
全長が５０〜８０ｍｍ程度と小さくなる場合がある。さ
らに、実物である飛翔体がその本体の一部に姿勢制御機
構として炸薬を有し、この炸薬を爆発させることにより
飛行時の姿勢制御を行う場合に、この姿勢制御機構を前
述の模型に適用し、実験時に模型の一部に設けた炸薬を
爆破させることにより相似法則に基づいて姿勢制御機構
を実験により検証しようとすると、模型に搭載する炸薬
の量は数ｍｇ程度と極めて少量になる。したがって、炸
薬を爆発させてもそれによって模型が受ける姿勢制御の
ための推力は極めて小さく、姿勢制御機構として模型に
作用するモーメントの変化量は極めて微少かつ短時間の
ものとなる。そのため、図６に示すような治具を用いて
模型を支持してしまうと、模型が受ける微少かつ短時間
のモーメントの変化量を正確に検出することがかなり難
しくなってしまう。

【０００９】なお、炸薬を用いた姿勢制御機構による実
物の飛翔体の軌道の変化量を風洞実験を行わずに数値計
算により算出することも考えられるが、姿勢制御のため
の推力は極めて微少であるとともに姿勢制御に影響を与
える因子全てを正確に計算要素に取り入れることは難し
いため、数値計算で正確に算出することは現時点では不
可能に近い。

【００１０】本発明は、このような従来の超音速風洞を
用いた実験における問題点に鑑みてなされたものであ
り、前述したような後端部が段差形状を呈する不連続な
形状である模型に対しても実験精度を低下することがな
く、しかも前述したような姿勢制御機構としての炸薬を
備える小型の模型に対しても正確にモーメント変化量等
を検出できるようにすることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために風洞の測定室内において模型を自由落下させ
ることにより治具を使用せずに実験を行うことで、実験
精度に可及的影響を与えることがない具体的な本発明に
かかる超音速風洞における模型の投入装置として、
超音速気流が形成される超音速風洞の測定室内に模型を
自由落下により投入する投入装置であって、前記測定室
の天井に設けられ当該測定室に開口して前記模型を収容
し得る寸法を有する空洞と、この空洞に収容された前記
模型の保持および投入を行う保持機構と、前記測定室の
表面と同一平面をなすよう前記空洞の開口部を閉塞し得
る開閉機構と、前記保持機構による投入タイミングおよ
び前記開閉機構による閉塞タイミングを制御する制御装
置とを備える投入装置（以下、「本発明装置１」とい
う。）、または、

【００１２】 超音速気流が形成される超音速風洞の
測定室内に模型を自由落下により投入する投入装置であ
って、前記測定室の天井に設けられ当該測定室に開口し
て前記模型を収容し得る寸法を有する空洞と、前記空洞
に収容された前記模型の保持および投入を行う保持機構
と、前記空洞の開口部表面の圧力を調整する圧力調整機
構と、前記保持機構および圧力調整機構の制御装置とを
備える投入装置（以下、「本発明装置２」という。）、
をそれぞれ提案する。

【００１３】さらに、本発明装置１または本発明装置２
では、上記構成に加えて空洞内に、収容された前記模型
の前端部および後端部を下方へ同一速度で落下するよう
案内する案内部材を設けている。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【作用】本発明にかかる超音速風洞における模型の投入
装置（本発明装置１）では、 測定室の天井に設けられた
空洞と、前記空洞の開口部を測定室の表面と同一平面で
閉塞する開閉機構と、前記空洞内に模型を保持する保持
機構とを設けるようにしており、開閉機構を開いた状態
で空洞内に模型を保持し、この模型を自由落下させて模
型と干渉しないように開閉機構を閉じ、この状態で自由
落下する模型に超音速気流が吹き付けて計測できるよう
にしている。

【００１８】本発明装置２では、測定室の天井に設けら
れた空洞と、この空洞内に収容された模型を保持および
投入する保持機構と、空洞内の圧力を、超音速気流吹き
付け時の当該空洞の開口部表面の圧力と同じ値に調整し
得る圧力調整機構とを設けるようにしており、保持機構
により空洞内に保持した模型を自由落下させ、超音速気
流が形成される測定状態に、圧力調整機構により空洞の
開口部表面の圧力を調整して空洞がとじられたと同等の
状態を作るようにしている。

【００１９】これにより、超音速気流の吹き付け時には
超音速気流が空洞の内部および角部等に衝突しないよう
にし、超音速気流を乱すこと無く測定できるようにな
る。

【００２０】さらに、これら本発明装置１または本発明
装置２のいずれかを用いて模型を投入すれば、超音速気
流の一様性に影響を与える模型保持具が測定室内に設置
されず、模型保持具の設置に起因した衝撃波や膨脹波を
生じることなく、模型を投入できるようになる。

【００２１】また、本発明装置１または本発明装置２に
空洞に収容された模型の前端部および後端部を下方へ案
内する案内部材を設けるようにすれば、模型の前端部お
よび後端部を同一の落下速度で自由落下させることがで
きるようになり、自由落下させる模型の超音速気流に対
する迎角を可及的０度に近付けることができるようにな
る。

【００２２】

【実施例】さらに、添付図面を参照しながら本発明の一
実施例を詳細に説明する。図１は、本発明における超音
速風洞での模型の投入方法の概要を示す参考説明図であ
る。

【００２３】風洞１０の測定室１１内の天井面に設けら
れた図示しない投入装置により模型１２は保持され、符
号ａに示す位置に保持される。

【００２４】投入装置は、模型の保持およびその解除を
行うべく図示しない制御装置に接続され、制御装置から
の信号により模型の保持の解除を行う。

【００２５】超音速気流を発生する気流発生源、自由落
下する模型の軌跡や姿勢等を測定する測定装置等の周辺
機器の準備が完了した時点で、前述の制御装置から投入
装置への保持解除が出力され、投入装置による模型１２
の保持が解除され、模型１２は測定室１１の内部下方へ
向けて自由落下を開始する。

【００２６】自由落下する模型１２へ向けて、図示しな
い気流発生源から白抜矢印で示す一様な超音速気流が吹
き付けられる。

【００２７】そのため、模型１２には慣性モーメントが
作用し重心点１２Ｇを中心として模型１２が回動しなが
ら軌跡は超音速気流の下流側に向けて流され、図中符号
ａ→ｂ→ｃの位置を辿って自由落下する。

【００２８】測定は、自由落下する際の模型の重心点お
よび他の任意の二点それぞれの軌跡を測定することによ
り行われる。

【００２９】なお、図１では自由落下の際に位置ｂにお
いて、姿勢制御用の炸薬１３が着火され、模型１２の姿
勢制御が行われ、前述の３点の軌跡はわずかに変化す
る。

【００３０】このようにして投入すれば、測定室１１の
内部に模型保持用の治具を設置しないので、模型１２の
後方で発生する剥離渦と治具との干渉が解消され、後端
部が段差形状を呈する不連続な形状の模型に対しても正
確な測定を行うことができる。

【００３１】また、模型を治具により固定しないので、
小型の模型１２に作用する極めて微少なモーメントの変
化量を正確に検出することが可能となる。ところで、模
型を投入する場合に、たとえば図７（ａ）に示すよう
に、模型６２を風洞６０の天井面６３から突出した状態
で設けた模型保持具６１により保持しておき、この状態
で模型保持具６１から開放することにより模型６２を自
由落下させて投入し、図中白抜矢印で示すように、超音
速気流を吹き付けると、図７（ｂ）に示すように、天井
面６３に突設された模型保持具６１に超音速気流が衝突
し、模型保持具６１を起点として衝撃波または膨脹波６
４が発生し、測定室内に一様な超音速気流を発生させる
ことができなくなって、実験精度を低下させてしまうお
それがある。

【００３２】そこで、これらの超音速気流への影響を防
止できるようにした超音速風洞における模型の投入装置
について参考装置、本発明装置１および本発明装置２の
構成および動作を図２、図３、図４および図５をそれぞ
れ参照しながら詳細に説明する。

【００３３】図２は、参考装置の構成および動作を説明
する説明図であり、図２（ａ）は模型２２の保持時を、
図２（ｂ）は模型２２の自由落下時をそれぞれ示す。

【００３４】参考装置は、図２（ａ）に示すように、超
音速風洞、たとえばガンタンネル式の衝撃風洞の円筒状
の測定室の内壁面のうちの天井面２０に対して円筒面と
同一平面となるように下面が形成された電磁石２３を備
えており、この電磁石２３が測定室の天井２１に埋設さ
れて天井面２０に対して円筒面と同一平面となるように
してある。この電磁石２３に保持される模型２２は、た
とえば鉄などの磁性体で作られており、電磁石２３への
通電によって磁力で保持できるようにしてある。この電
磁石２３への通電を制御して吸着保持と開放投入とを制
御するため制御装置２４を備えている。

【００３５】この制御装置２４では、気流発生装置や測
定装置等の周辺機器の準備が完了した後、電磁石２３に
制御信号が出力され、電磁石２３への通電が解除され
る。

【００３６】そのため、図２（ｂ）に示すように、模型
２２は電磁石２３を離れて下方へ自由落下し、自由落下
する模型２２に対して、図示しない気流発生源から白抜
矢印で示す超音速気流が吹き付けられる。そして、この
際に必要なデータの測定が行われる。

【００３７】このようにして、模型２２が自由落下によ
り投入されるため、模型保持具の設置に伴う測定誤差の
発生および超音速気流の乱れがなく、また模型２２にお
いて生じる微少なモーメントの変化量を正確に検出する
ことが可能となる。

【００３８】次に、図３および図４は本発明装置１の構
成を示す説明図であり、図３（ａ）は空洞３９の幅方向
中心部において超音速気流が形成される方向を含む垂直
断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ部にお
ける垂直断面を含む説明図であり、図４（ａ）は空洞３
９を下方から見た様子を示す説明図であり、さらに図４
（ｂ）は模型３２の自由落下後であって蓋３７ａおよび
３７ｂ閉鎖後の状況を示す、図３（ａ）のＡ−Ａ部にお
ける垂直断面を含む説明図である。

【００３９】本発明装置１では、図３（ａ），（ｂ）な
いし図４（ａ）に示すように、超音速風洞、たとえばガ
ンタンネル式の衝撃風洞の円筒状の測定室の内壁のうち
の天井３１に、模型３２を収容し得る寸法を有する下面
が円周面の一部を成すほぼ直方体形状の空洞３９が設け
られ、測定室に開口するようになっている。

【００４０】この空洞３９の内壁面のうちの上面３１ｃ
に保持部材３４が設けられており、この保持部材３４に
より模型３２が保持できるようにしてある。この保持部
材３４は、図３（ｂ）に示すように、その下面である模
型３２との接触面まで真空吸引路３４ａが埋設されてお
り、真空吸引路３４ａは真空ポンプ４０ａに接続され、
真空吸引することにより模型３２を吸着して保持できる
ように構成してある。また、保持部材３４には高圧ガス
供給路３４ｂも埋設され、この高圧ガス供給路３４ｂは
高圧ガス供給装置４１ａに接続される。

【００４１】したがって、真空ポンプ４０ａにより真空
吸引を行うことにより模型３２は保持部材３４に保持さ
れる一方、真空ポンプ４０ａによる真空吸引を解除する
とともに、高圧ガス供給装置４１ａによる高圧ガスの供
給を行うことにより模型３２を下方へ向けて落下させる
ことができるように構成してある。

【００４２】このような本発明装置１では、模型３２の
保持および開放を行う保持機構は、保持部材３４、真空
ポンプ４０ａおよび高圧ガス供給装置４１ａにより構成
される。

【００４３】本発明装置１では、天井面３０に対して凹
凸がない位置で空洞３９の開口部３９ａを開閉する開閉
機構が設けられる。

【００４４】この開閉機構は、図３（ｂ）に示すよう
に、空洞３９の幅方向（図面上の左右方向）の両側の内
壁面３１ａおよび３１ｂの下端部にヒンジ３８ａおよび
３８ｂがそれぞれ設けられ、これらを介して蓋３７ａお
よび３７ｂが設置される。ヒンジ３８ａおよび３８ｂに
はストッパが設けられ、蓋３７ａおよび蓋３７ｂが開口
部３９ａの下面を測定室と同一平面をなすように停止さ
せて空洞３９を塞ぐことができるようになっている。な
お、図４（ａ）では、二つの蓋３７ａおよび３７ｂの合
わせ部を示すために蓋３７ｂが開き蓋３７ａが閉じた状
態を示すが、蓋３７ａおよび３７ｂはともに同時に開閉
動作を行う。

【００４５】さらに、空洞３９の内壁面３１ａの内部に
は、蓋３７ａの保持部材３５が、内壁面３１ｂの内部に
は、蓋３７ｂの保持部材３６が、それぞれ埋設してあ
る。

【００４６】この保持部材３５には、真空ポンプ４０ｂ
に接続された真空吸引路３５ａと高圧ガス供給装置４１
ｂに接続された高圧ガス供給路３５ｂとが、また、保持
部材３６には、真空ポンプ４０ｃに接続された真空吸引
路３６ａと高圧ガス供給装置４１ｃに接続された高圧ガ
ス供給路３６ｂとが、それぞれ連通され、保持部材３５
は蓋３７ａを、保持部材３６は蓋３７ｂを、それぞれ吸
着および解除することが可能なように構成される。

【００４７】このような本発明装置１では、空洞３９の
開口部３９ａの開閉を行う開閉機構は、蓋３７ａおよび
３７ｂ、ヒンジ３８ａおよび３８ｂ、保持部材３５およ
び３６、真空ポンプ４０ｂおよび４０ｃ、高圧ガス供給
装置４１ｂおよび４１ｃにより構成される。

【００４８】真空ポンプ４０ａないし４０ｃ、高圧ガス
供給装置４１ａないし４１ｃは、それぞれ制御装置４２
に接続され、保持部材３４等による模型３２の吸着およ
び解除動作と、保持部材３５、３６等による蓋３７ａ、
３７ｂの開閉動作が制御される。

【００４９】本発明装置１では、図３（ａ）及び図４
（ａ）に示すように、空洞３９の内壁面のうちの模型３
２の前端側の内壁面３１ｄに空洞３９内を自由落下する
模型３２の前端部を案内するガイドレール３３ａが、空
洞３９の内壁面のうちの模型３２の後端側の内壁面３１
ｅに空洞３９内を自由落下する模型３２の後端部を案内
するガイドレール３３ｂが、それぞれ設置される。

【００５０】これらのガイドレール３３ａ、３３ｂはと
もに本発明における案内部材の一例であり、模型３２の
前端部および後端部の位置を水平方向について規制しな
がら模型３２の前端部３２ａおよび後端部３２ｂを同一
の速度で自由落下させることにより、模型３２を超音速
気流に迎角：０度で投入できる機能を備える。本実施例
ではガイドレールとしてチャンネル材を用いる。また、
模型３２の形状や重量などによっては、必ずしも水平状
態で落下しない場合もあり、このような場合には、ガイ
ドレール３３ａ，３３ｂに摩擦抵抗の異なる摩擦調整部
材を取付け、これによって測定位置に落下したときに所
定の測定状態となるように調整する。

【００５１】以上のように構成された本発明装置１の動
作を説明する。風洞実験の開始前、測定室の天井３１に
設けられた空洞３９の内部に模型３２をセットする。セ
ット手順は、真空ポンプ４０ｂおよび４０ｃを運転して
蓋３７ａを保持装置３５に、蓋３７ｂを保持装置３６に
それぞれ吸着させる。次に、真空ポンプ４０ａを運転し
て模型３２を保持部材３４に押付けることにより模型３
２を保持部材３４に吸着させる。

【００５２】この状態で制御装置４２から真空ポンプ４
０ａに信号が出力されて真空ポンプが停止されるととも
に高圧ガス供給装置４１ａから高圧ガス供給路３４ｂを
介して保持部材３４の先端に向けて高圧ガスが噴出され
る。そのため、模型３２は保持部材３４を離れて下方に
向けて自由落下を開始する。このとき、模型３２はその
前端部３２ａをガイドレール３３ａに、後端部３２ｂを
ガイドレール３３ｂに拘束されて、前端部３２ａ、後端
部３２ｂが同一速度で自由落下するため、超音速気流に
対する迎角：０度を維持したまま、下方へ自由落下す
る。

【００５３】模型３２が適宜距離だけ自由落下した時
点、換言すれば模型３２の落下開始から適宜時間経過し
た時点で、制御装置４２から信号が出力されて、真空ポ
ンプ４０ｂおよび４０ｃの運転が停止されるとともに高
圧ガス供給装置４１ｂおよび４１ｃから高圧ガスが供給
され、蓋３７ａおよび３７ｂが高圧ガスに押されて閉ま
り始める。高圧ガスの供給開始タイミングは閉まる動作
をする蓋３７ａおよび３７ｂが自由落下する模型３２に
干渉しないタイミングとする。

【００５４】このようにして、模型３２は自由落下する
とともに蓋３７ａおよび３７ｂが空洞３９の開口部３９
ａで停止する。図４（ｂ）はこのときの状態を示す。

【００５５】そして、自由落下し続ける模型３２に対し
て超音速気流が吹き付けられて実験が行われる。

【００５６】このような本発明装置１によれば、風洞の
測定室内に模型保持具を設置せず、また余分な凸部を風
洞の内壁各部に突出させることがないために、超音速気
流の一様性に影響を与えずに、模型を自由落下により風
洞の測定室内に投入できる。

【００５７】次に、本発明装置２について説明するが、
本発明装置２は図３及び図４に示す本発明装置１におけ
る蓋３７ａおよびヒンジ３８ａと蓋３７ｂおよびヒンジ
３８ｂを設けないことにより構成される。

【００５８】図５は本発明装置２の構成を示す説明図で
あり、図５（ａ）は空洞３９の中心部において超音速気
流が形成される方向を含む垂直断面図であり、図５
（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ部における垂直断面
を含む説明図である。

【００５９】なお、図５の中の符号は図３及び図４とま
ったく同一であり、特に図５（ａ）は図３（ａ）と全く
同一であり、この部分に関する説明は省略するととも
に、図５（ｂ）に関する説明は図３（ｂ）との相違部分
についてのみ行い他の部分の説明は省略する。

【００６０】本発明装置２では、図５（ｂ）に示すよう
に、図３（ａ）での蓋３７ａおよび３７ｂと、ヒンジ３
８ａおよび３８ｂは設置されず、省かれており、これに
ともない保持部材３５、３６それぞれに設けられた真空
吸引路３５ａおよび３６ａ、高圧ガス供給路３５ｂおよ
び３６ｂは蓋３７ａ、３７ｂを吸着・保持することはな
い。

【００６１】そして、模型３２の保持機構は保持部材３
４、真空ポンプ４０ａおよび高圧ガス供給装置４１ａに
より構成される。さらに、圧力調整機構は保持部材３
４、真空ポンプ４０ａおよび高圧ガス供給装置４１ａ
と、必要に応じて設けられる、保持部材３５および３
６、真空ポンプ４０ｂおよび４０ｃ、および高圧ガス供
給装置４１ｂおよび４１ｃにより構成される。

【００６２】以上のように構成された本発明装置２の動
作を説明する。風洞実験の開始前、測定室の天井３１に
設けられた空洞３９に模型３２をセットする。セット手
順は、真空ポンプ４０ａを運転して模型３２を保持部材
３４に押付けることにより模型３２を保持部材３４に吸
着させる。

【００６３】この状態で制御装置４２から真空ポンプ４
０ａに信号が出力されて真空ポンプが停止されるととも
に、高圧ガス供給装置４１ａから高圧ガス供給路３４ｂ
を介して保持部材３４の先端に向けて高圧ガスが噴出さ
れる。そのため、模型３２は保持部材３４を離れて下方
に向けて自由落下を開始する。このとき、模型３２はそ
の前端部３２ａをガイドレール３３ａに、後端部３２ｂ
をガイドレール３３ｂに拘束されて、前端部３２ａと後
端部３２ｂとが同一速度で落下するため、超音速気流に
対する迎角：０度を維持したまま、下方へ自由落下す
る。

【００６４】模型３２が自由落下を開始した直後から、
制御装置４２から真空ポンプ４０ａ、４０ｂおよび４０
ｃと高圧ガス供給装置４１ａ、４１ｂおよび４１ｃに信
号が出力されて、空洞３９の開口部表面の圧力が超音速
気流吹き付け時の測定室の開口部３９ａの直下部分にお
ける圧力と同一となるように、真空ポンプ４０ａ、４０
ｂおよび４０ｃと高圧ガス供給装置４１ａ、４１ｂおよ
び４１ｃとの運転が制御される。

【００６５】このようにして模型３２が測定室内の適宜
位置まで自由落下した時には空洞３９の内部の圧力は、
超音速気流吹き付け時の測定室内の圧力とほぼ同じ値に
調整される。

【００６６】したがって、この状態で自由落下する模型
３２に超音速気流を吹き付けても超音速気流は空洞３９
の角部等に衝突すること等による乱れがなく、超音速気
流の一様性に影響を受けることがない。

【００６７】そのため、本発明装置１で示したように蓋
を用いて空洞の開口部を機械的に塞ぐこと無く測定室を
空洞がないと同じ状態にすることができる。

【００６８】そして、自由落下し続ける模型３２に対し
て超音速気流が吹き付けられて実験が行われる。

【００６９】このように、本発明装置２によれば、風洞
の測定室内に模型保持具を設置せず、また余分な凸部を
風洞の内壁各部に突出させることがないために、超音速
気流の一様性に影響を与えずに、模型を自由落下により
風洞の測定室内に投入できる。

【００７０】

【変型例】図２に示す参考装置における電磁石２３は模
型の長手方向について一つだけ設置されているが、二つ
以上に分割して設置してもよい。

【００７１】図３に示す本発明装置１において、模型の
保持機構、蓋の開閉機構として、真空ポンプや高圧ガス
発生装置を用いたが、かかる態様には限定されず、公知
の保持機構、開閉機構等を適宜組合わせて適用すること
ができる。

【００７２】また、ガイドレールとしてチャンネル材を
用いたが、かかる態様には限定されない。模型が自由落
下する際に、先端部、後端部それぞれが同一速度で落下
するように規制できるものであればよい。

【００７３】

【発明の効果】本発明装置１では、測定室の内壁のうち
の天井に設けられた空洞と、空洞の開口部を開閉する開
閉機構と、空洞内に模型を保持する保持機構とを有し、
開閉機 構を開いた状態で空洞内に模型を保持し、前記模
型を自由落下させてから開閉機構を閉じ、この状態で測
定室内を自由落下する模型に超音速の気流を吹き付け
る。

【００７４】さらに、本発明装置２では、測定室の内壁
のうちの天井に設けられた空洞と、この空洞内に収容さ
れた模型を保持および開放する保持機構と、空洞内の圧
力を、超音速気流の吹き付け時の空洞の開口部の圧力と
同じ値に調整し得る圧力調整装置とを有し、保持機構に
より空洞内に模型を保持し、この模型が自由落下を開始
した時以降、圧力調整機構により空洞内の圧力を上記の
値に調整し、超音速気流の吹き付け時には超音速気流が
空洞の内部および角部等に衝突しないようにする。

【００７５】そのため、本発明装置１または本発明装置
２のいずれかによれば、模型保持具が測定室内に突設さ
れずに超音速風洞へ模型を投入して測定を行うことによ
り、測定室内に一様な超音速気流を形成でき、後端部が
段差形状を呈する不連続な形状であって小型の模型に対
する測定精度を向上することができる。

【００７６】さらに、本発明装置１または本発明装置２
における空洞の内壁面に、収容された前記模型を下方へ
案内する案内部材を設けることにより、自由落下中の模
型の姿勢を、気流に対する迎角が可及的０度になる姿勢
に制御することができる。そのため、模型の空気抗力係
数Ｃ_Ｄ値を正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における投入方法の概要を示す参考説明
図である。

【図２】参考装置の構成および動作を説明する説明図で
あり、図２（ａ）は模型２２の保持時を、図２（ｂ）は
模型２２の自由落下時をそれぞれ示す。

【図３】本発明装置１の構成を示す説明図であり、図３
（ａ）は空洞３９の幅方向中心部において超音速気流が
形成される方向を含む垂直断面図であり、図３（ｂ）は
図３（ａ）のＡ−Ａ部における垂直断面を含む説明図で
ある。

【図４】本発明装置１の構成を示す説明図であり、図４
（ａ）は空洞３９を下方から見た様子を示す説明図であ
り、図４（ｂ）は模型３２の自由落下後であって蓋３７
ａおよび３７ｂ閉鎖後の状況を示す、図３（ａ）のＡ−
Ａ部における垂直断面を含む説明図である。

【図５】本発明装置２の構成を示す説明図であり、図５
（ａ）は空洞３９の中心部において超音速気流が形成さ
れる方向を含む垂直断面図であり、図５（ｂ）は図５
（ａ）におけるＡ−Ａ部における垂直断面を含む説明図
である。

【図６】超音速風洞で実験を行う場合の従来の実験要領
の概要を示す説明図である。

【図７】模型を自由落下により投入する場合の一例を示
す説明図であり、図７（ａ）は模型の保持時を、図７
（ｂ）は模型の自由落下時をそれぞれ示す。

【符号の説明】

１０ 風洞 １１ 測定室 １２ 模型 １２Ｇ 重心点 １３ 炸薬 ２０ 天井面 ２１ 天井 ２２ 模型 ２３ 電磁石 ２４ 制御装置 ３０ 天井面 ３１ 天井 ３２ 模型 ３２ａ 先端部 ３２ｂ 後端部 ３３ ガイドレール（案内部材） ３４ 保持部材 ３５、３６ 保持部材 ３７ 蓋 ３８ ヒンジ ３９ 空洞 ３９ａ 開口部 ４０ 真空ポンプ ４１ 高圧ガス供給装置 ４２ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−106446（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−297523（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−146347（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 9/08 G01M 9/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音速気流が形成される超音速風洞の測
   定室内に模型を自由落下により投入する投入装置であっ
   て、前記測定室の天井に設けられ当該測定室に開口して
   前記模型を収容し得る寸法を有する空洞と、この空洞に
   収容された前記模型の保持および投入を行う保持機構
   と、前記測定室の表面と同一平面をなすよう前記空洞の
   開口部を閉塞し得る開閉機構と、前記保持機構による投
   入タイミングおよび前記開閉機構による閉塞タイミング
   を制御する制御装置とを備えることを特徴とする超音速
   風洞における模型の投入装置。
2. 【請求項２】 超音速気流が形成される超音速風洞の測
   定室内に模型を自由落下により投入する投入装置であっ
   て、前記測定室の天井に設けられ当該測定室に開口して
   前記模型を収容し得る寸法を有する空洞と、前記空洞に
   収容された前記模型の保持および投入を行う保持機構
   と、前記空洞の開口部表面の圧力を調整する圧力調整機
   構と、前記保持機構および圧力調整機構の制御装置とを
   備えることを特徴とする超音速風洞における模型の投入
   装置。
3. 【請求項３】 前記空洞内には、収容された前記模型の
   前端部および後端部を下方へ同一速度で落下するよう案
   内する案内部材が設けられることを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の超音速風洞における模型の投入装
   置。