JPH04103494A

JPH04103494A - 乱流抑制装置

Info

Publication number: JPH04103494A
Application number: JP22225390A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yahiro; 八尋　博司; Koichi Utsunomiya; 宇都宮　紘一; Masahiro Aiura; 相浦　正宏
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-04-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、例えば飛行体の翼、水中翼船の水中翼、液
流経路の折曲部等に発生する乱流を抑制する乱流抑制装
置に関する。

（従来の技術）一般に、飛行体や水中翼船等は乱流防止のために翼の形
状を流線形にしている。しかし、浮力を得るために翼を
削土がりの状態に傾けると、走行速度の上昇に伴って翼
上面に乱流が生じるため、抵抗か大きくなって結果的に
速度を落とす原因となる。従来この問題に関する対策は
何等なされていないのか現状である。

一方、冷却装置では、冷却液の循環経路となるパイプを
極力曲線構造としてパイプ中に流れる冷却液の乱流を防
止している。しかし、スペース等の都合によりやむをえ
ず鋭角な折曲部を形成しなければならない場合もある。

この場合、必ず渦巻状の乱流が発生し、その部分たけ局
所的に温度が上昇することになる。この対応策として、
従来では流線形の羽根を流水中に設置して乱流を抑制す
る方法があるか、これは構造を複雑化し、製作も困難で
あるという問題を有する。また、流速の増減による調整
で乱流を抑制する方法もあるが、これては乱流発生によ
り局所的に冷却効果が悪化する折曲部を基準に流速を決
定することになるため、全体の流速、流量を必要以上に
増大しなければブよらない。

（発明か解決しようとする課８）以上述べたように、従来では飛行体、水中翼船、冷却装
置では、気体あるいは液体の流れの方向を変えるときに
発生する乱流を効果的に抑制することかできず、問題と
なっている。

この発明は上記の課題を解決するためになされたもので
、飛行体、水中翼船、冷却装置において、流体の流れの
方向を変えるとき、乱流を効果的に抑制して流れをスム
ーズにすることのできる乱流抑制装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するためにこの発明に係る乱流抑制装置
は、複数個の平板状スピーカを飛行体の翼上面に設け、
飛行体の移動速度に応して当該翼上面に発生する乱流に
向けて音波を放射することを第１の特徴とする。また、
複数個の平板状スピーカを水中翼船の水中翼上面に設け
、水中翼船の移動速度に応じて当該水中翼上面に発生す
る乱流に向けて音波を発生することを第２の特徴とする
。また、複数個の水中用平板状スピーカを液流経路の折
曲部側面に設け、折曲部の流量、流速に応じて当該折曲
部に発生する乱流に向けて音波を発生することを第３の
特徴とする。

（作用）上記構成による乱流抑制装置は、乱流発生部に特定周波
数の音波を放射すると乱流が抑制されることを利用して
いる。この作用効果については、大阪府立大学航空工業
科の西岡教授か、ＡＩＡＡ−８９（’　　８９年３月１
３日〜１６日）で、「航空機の翼の上面の乱流は下方か
ら音波を放射することによって減少させることかできる
。」と発表されており、詳細についてはＡＩＡＡ　　２
ｎｄ　　ＳｈｅａｒＰｌｏｗ　　Ｃｏｎｔｒｏｌ　　Ｃ
ｏｎｆｅｒｒｅｎｃｅ、　　Ｔｅｍｐ、　　Ａｒ１ｚｏ
ｎａＬ１．Ｓ、Ａ、（学会）　、　Ｍａｒｃｈ　１３〜
１８．１９８９　（開催日）ＡＩＡＡ　ｐａｐｅｒ　Ｎ
ｏ、ＡＩＡＡ−８９−０９７３“Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ
　ＦｌｏｍＳｅｐａｒａｔｉｏｎ　　ｂｙ　　Ａｃｏｕ
ｓｔｉｃ　　ＥｘｃｔｔａｔｉｏｎＭ、　Ｎｊｓｈｉｏ
ｋａ、　ｅｔ　ａｔ！　　＜大阪府立大学航空工学科）
に記載されている。そこで、この発明では、複数個の平
板状スピーカを飛行体の翼上面に設け、飛行体の速度に
応じて当該翼上面に発生する乱流に向けて音波を放射す
ることにより、移動速度の増加に伴う乱流による空気抵
抗の増大を抑制する。

これによって、飛行体は加速能力の増加、低燃費化を実
現できる。このことは水中翼に適用しても同様である。

また、液流折曲部側面に適用すれば、折曲部における溜
まり現象をなくし、液流をスムーズにすることができる
。

（実施例）以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

第１図は航空機にこの発明を適用した場合の構成を示す
もので、航空機のＪ［１１の上面に平板状スピーカ１２
を多数並設し、音源１３からの低周波音声信号（約２０
〜８００　［Ｈｚ］の範囲）を可変利得増幅器１４て増
幅して各平板状スピーカ１２から音波として放射するよ
うになっている。音源１３及び可変利得増幅器１４はそ
れぞれ航空機の速度センサ１５で得られる検出速度情報
に応じて周波数制御、利得制御されるようになっている
。これらの制御はマイクロコンピュータ１Ｂを通じて行
われる。各スピーカ１２は、翼１１は流線形になってい
るので、これに合わせて振動板の上面を緩やかにカーブ
させている。尚、第１図において、１７．１８は昇降舵
である。

上記スピーカ１２は、第２図の断面図に示すように、通
常の平板スピーカユニットＡを翼１１の上側に取り付け
るだけでよい。第２図において、Ａ１は振動板、Ａ２は
コーン、Ａ３はコンプライアンス、／Ａ４はフレーム、
Ａ５はマグネット、Ａ６はアクチュエータを示している
。

すなわち航空機は、離陸時においである程度の速度がつ
くと、翼１１の上面に乱気流が発生し、この乱気流は移
動速度の増大に伴って大きくなり、移動に対する抵抗分
となって現れる。そこで、航空機の移動速度の増大に応
じて、音源１３の発生周波数を適当に変化させ、可変利
得増幅器１４の利得を増大する。これによって、各スピ
ーカＪ２から放射する音波は航空機の移動速度増大に伴
って最適周波数となると同時に大きくなり、常に乱気流
を抑圧することができるようになる。したがって、航空
機は離陸時に効率よく加速できるようになり、加速能力
の増加、低燃費化を実現できる。

尚、第１図の実施例では平板状スピーカ１２に方形のも
のを用いて示したが、第３図に示すように丸形のもので
あっても一向に差支えない。また、第４図に示すように
、翼１１の前側に振動板Ｂ１を設け、翼１１のエツジ先
端部にヒンジ１９を形成して支点とし、他端にコンプラ
イアンス部Ｂ２を形成して可動として、うちわのように
振動させてもよい。この場合、第５図の断面図に示すよ
うに、翼ｌｌ内に支柱Ｂ３を設け、この支柱Ｂ３に支点
Ｂ４をおき、カンチレバー８５を通じて駆動部Ｂ６と振
動板Ｂ１とを連結する。尚、図中Ｂ７はマグネット、Ｂ
８はカンチレバー８５の先端に取り例けられたアクチュ
エータである。この構造は第１図の各平板状スピーカ１
２に用いても一向に差支えない。

また、この平板状スピーカ１２は、エレクトレット振動
板Ｃを用いたものであってもよい。上記振動板には、Ｃ
ＦＲＰ素材を積層したもの、ハニカム構造体のものも使
用可能で、この場合にはスピーカ１２の軽量化、剛性向
上を図ることができる。

以上のことは、水中翼船の水中翼に対しても全く同様に
適用可能である。但し、この場合には水中用スピーカを
用いるのは当然である。

第６図は冷却装置の冷却液循環路にこの発明を適用した
場合の構成を示すものである。ここでは、循環路が液体
の流れに対して広がっている場合を想定しており、図に
示すように、一方の側面２１は真っ直ぐ（以下、ストレ
ート面と称する）に、他方の側面２２は１０〜９０°の
広がり角θを持つ（以下、傾斜面と称する）ものとする
。このような部分に液体を流すと、角度θで広がる傾斜
部分で乱流が生じる。この乱流の程度は流速、流量に比
例する。

そこで、その広がりを持つ傾斜面２２に複数個の水中ス
ピーカ２３を取り付け、音源２４からの低周波音声信号
（約２０〜８００　［Ｈｚｌの範囲）を可変利得増幅器
２５で増幅して各スピーカ２３から音波として放射する
。音源２４及び可変利得増幅器２５はそれぞれ循環路内
に設けた流量・流速計２６で得られる検出流量・流速情
報に応じて周波数制御、利得制御されるようになってい
る。これらの制御はマイクロコンピュータ２７を通じて
行われる。

この構成によれば二傾斜部分に生じる乱流に対し、その
流量・流速に応じた音波が照射されるため、その乱流を
抑制することができる。乱流が生じると、冷却液のよど
みが生じ、局所的に冷却効果が下がることになるので、
このような乱流の軽減は均一な冷却効果を生み出すこと
ができるものである。

尚、上記実施例におけるスピーカ２３の取り付は位置は
、第７図に示すようにストレート側の面に取り付けて乱
流発生部に向けて音波を放射したり、または第８図に示
すように傾斜面及びストレート面の両方に取り付けて、
乱流発生部に向けて音波を放射するようにしても同様な
効果が得られる。

また、上記実施例では冷却装置の冷却液循環路について
説明したが、これに限らず液体使用機器また５はプラン
トの配管部分において、乱流が悪影響を及はす場合にも
適用できることはもちろんである。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、飛行体、水中翼船、冷
却装置において、流体の流れの方向を変えるとき、乱流
を効果的に抑制して流れをスムーズにすることのできる
乱流抑制装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は航空機
の翼にこの発明を適用した場合の構成図、第２図は同実
施例を内部構造を示す断面図、第３図乃至第５図はそれ
ぞれ同実施例の他の構成例を示す図、第６図は冷却装置
の冷却液循環路にこの発明を適用した場合の構成図、第
７図及び第８図は同実施例の他の構成例を示す図である
。１１・・・翼、１２平板状スピーカ、１３・・・音源、
１４・可変利得増幅器、１５・速度センサ、１６・・マ
イクロコンピュータ、１７．　１８・・・昇降舵、１９
・・・ヒンジ、Ａ・・・平板スピーカユニット、Ａｔ・
・・振動板、Ａ２　・・コーン、Ａ３・・・コンプライ
アンス、Ａ４　　・フレーム、Ａ５・・・マグネット、
Ａ６・・・アクチュエータ、Ｂ１・・振動板、Ｂ２・・
・コンプライアンス部、Ｂ３・・支柱、Ｂ４・・・支点
、Ｂ５・・・カンチレバー　８６・駆動部、Ｂ？・・・
マグネット、Ｂ８・・・アクチュエータ、２１・・・ス
トレート面、２２・・・傾斜面、θ・・広がり角、２３
・・・水中スピーカ、２４・・・音源、２５・・・可変
利得増幅器、２ト・・流量・流速計、２７・・・マイク
ロコンピュタ。出願人代理人　弁理士　鈴旺武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）飛行体の翼上面に複数個の平板状スピーカを設け
、飛行体の移動速度に応じて当該翼上面に発生する乱流
に向けて音波を放射することを特徴とする乱流抑制装置
。
（２）水中翼船の水中翼上面に複数個の水中用の平板状
スピーカを設け、水中翼船の移動速度に応じて当該水中
翼の上面に発生する乱流に向けて音波を発生することを
特徴とする乱流抑制装置。
（３）液流経路の折曲部側面に複数個の水中用平板状ス
ピーカを設け、折曲部における流量、流速に応じて当該
折曲部に発生する乱流に向けて音波を発生することを特
徴とする乱流抑制装置。
（４）前記平板状スピーカは２０〜８００ヘルツの範囲
で振動させることを特徴とする請求項（１）、（２）ま
たは（３）記載の乱流抑制装置。
（５）前記平板状スピーカは、複数個に分割した振動板
で構成することを特徴とする請求項（１）、（２）また
は（３）記載の乱流抑制装置。
（６）前記平板状スピーカは、エレクトリット振動板を
用いて構成することを特徴とする請求項（１）、（２）
または（３）記載の乱流抑制装置。
（７）前記平板状スピーカは、振動板と駆動部とをカン
チレバーを用いて結合することを特徴とする請求項（１
）または（２）記載の乱流抑制装置。
（８）前記平板状スピーカは、振動板としてＣＦＲＰ積
層板を使用することを特徴とする請求項（１）または（
２）記載の乱流抑制装置。
（９）前記平板状スピーカは、振動板としてハニカム板
を使用することを特徴とする請求項（１）または（２）
記載の乱流抑制装置。