JPH04175628A - Variable mach number wind tunnel nozzle - Google Patents

Variable mach number wind tunnel nozzle

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JPH04175628A
JPH04175628A JP30291690A JP30291690A JPH04175628A JP H04175628 A JPH04175628 A JP H04175628A JP 30291690 A JP30291690 A JP 30291690A JP 30291690 A JP30291690 A JP 30291690A JP H04175628 A JPH04175628 A JP H04175628A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
center body
wind tunnel
nozzle
mach number
cross
Prior art date
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Pending
Application number
JP30291690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Nomoto
野本 秀喜
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH04175628A publication Critical patent/JPH04175628A/en
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  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

PURPOSE:To greatly enhance the test capability by inserting a center body into a nozzle section so as to change the distribution of flow passage area in order to obtain a given Mach number. CONSTITUTION:Since a nozzle is axially symmetric (that is, cylindrical) a center body 5 to be inserted thereinto has an axially symmetric cross-sectional area so as to support the center body in a rectifying cylinder 9. A center body sup port section 8 is provided therein with a drive device 6 and a drive mechanism 7 with which the center body is moved longitudinally, and a hydraulic actuator or a motor is used as the drive device 6, and a telescopic system composed of concentric cylinders, a gear system or the like is used as the drive mechanism 7.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気力学上の試験装置である可変マツハ数風洞
ノズルに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an aerodynamic testing device, a variable Matsuha number wind tunnel nozzle.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

超音速風洞においては、超音速気流は一般に気流を断熱
膨張させて作り出す。すなわち、第4図縦断面図に示4
゛ように、気流を流路断面積の小さな所から流路断面積
の大きな所に導くことにより断熱膨張させ、この流路断
面積の最小部のスロート4と流路断面積の大きな計測部
3の流路断面積の比によって計測部の気流マツハ数が一
意的に決定される。これは円形断面の風洞においても矩
形断面の風洞においても同じであり、気流方向に関する
流路断面積分布が実質的に唯一のパラメーターである。
In a supersonic wind tunnel, supersonic airflow is generally created by adiabatic expansion of airflow. That is, as shown in the vertical cross-sectional view of FIG.
As shown in FIG. The airflow Matsuha number of the measuring section is uniquely determined by the ratio of the flow path cross-sectional areas. This is the same in wind tunnels with a circular cross section as well as wind tunnels with a rectangular cross section, and the flow path cross-sectional area distribution with respect to the airflow direction is essentially the only parameter.

このように、計測部の気流マツハ敗は計測部流路断面積
のスロート流路断面積に対する比で決定されるので、実
際の風洞においては、第5図に示すように、風洞壁を変
形可能な薄いフレキシブルプレート14で製作し、それ
をアクチュエーター12で保持する構造とし、アクチュ
エーター12の長さを変化さセることにより、風洞流路
の断面積分布を変える。アクチュエーター12の本数は
フレキシブルプレート14が永久変形しない程度の応力
で変形するように選ばれ、アクチュエーターは油圧式で
も電動式でも良い。
In this way, the air flow rate at the measuring section is determined by the ratio of the cross-sectional area of the measuring section to the throat cross-sectional area, so in an actual wind tunnel, the wind tunnel wall can be deformed as shown in Figure 5. The structure is made of a thin flexible plate 14 and held by an actuator 12, and by changing the length of the actuator 12, the cross-sectional area distribution of the wind tunnel flow path is changed. The number of actuators 12 is selected so that the flexible plate 14 is deformed with a stress that does not cause permanent deformation, and the actuators may be hydraulic or electric.

第5図の例は部材を変換せずにマツハ数を変化させるも
のであるが、スロートから計測部までの風洞部分をそっ
くり別部分と取り換えて流路断面積分布を変えることで
マツハ数を変える方式の風洞もある。
The example in Figure 5 changes the Matsuha number without changing the components, but the Matsuha number can be changed by completely replacing the wind tunnel section from the throat to the measurement section with another section and changing the flow channel cross-sectional area distribution. There is also a method wind tunnel.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記した従来の風洞のマツハ数可変構造の問題点を整理
すると下記のようになる。
The problems with the conventional wind tunnel variable Matsuha number structure described above can be summarized as follows.

(11ノズル壁を薄板で弾性変形を可能とする構造にし
なくてはならない。
(11 The nozzle wall must be made of a thin plate and have a structure that allows for elastic deformation.

(2)  アクチュエーターを多数配置するために構造
が複雑になり、故障の原因となる。
(2) The structure becomes complicated due to the arrangement of many actuators, which may cause failure.

(3)  風洞壁を対称的に移動しなくてはならないの
で、アクチュエーターの移動量制御に高精度が要求され
る。
(3) Since the wind tunnel wall must be moved symmetrically, high precision is required to control the amount of movement of the actuator.

(4)  通風中にマツハ数を変化させることすなわち
マツハ数スィーブが容易でない。
(4) It is not easy to change the Matsuha number during ventilation, that is, to shift the Matsuha number.

また、可能としても、短時間に広い範囲のマツハ数スイ
ープ例えば10秒間にマツハ数を2.0から3.0に変
えることば実際上不可能である。
Furthermore, even if possible, it is practically impossible to sweep the Matsuha number over a wide range in a short period of time, for example, to change the Matsuha number from 2.0 to 3.0 in 10 seconds.

本発明はこのような事情に鑑みて捷案されたもので、構
造簡単2価格低度、高精度で、マツハ数を大巾に変化し
試験能力を大巾に拡大する可変マツハ数風洞ノズルを従
供することを目的とする。
The present invention has been devised in view of these circumstances, and provides a variable Matsuha number wind tunnel nozzle that has a simple structure, low cost, and high precision, and that can widely change the Matsuha number and greatly expand testing capabilities. The purpose is to serve.

〔課題を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

そのために本発明は、航空機模型等の空力特性を試験す
る風洞において、その気流マツハ数を設定するノズル部
にセンターボデーを挿入して波路断面積分布を変え、所
定のマツハ数が得られるようにしたことを特徴とする。
To this end, the present invention aims to insert a center body into the nozzle part that sets the air flow Matsuh number in a wind tunnel where the aerodynamic characteristics of aircraft models, etc. It is characterized by what it did.

〔作用〕[Effect]

このような構成によれば、スロートにおける波路断面は
軸対称ノズルでは円環状となり、2次元ノズルでは二流
路状の形状となる。
According to such a configuration, the cross section of the wave path at the throat has an annular shape in an axially symmetrical nozzle, and has a two-channel shape in a two-dimensional nozzle.

いずれの断面形状においても、計測部のマツハ数は流路
断面積の比で決定され、所定の超音速気流が得られる。
In any cross-sectional shape, the Matsuha number of the measuring section is determined by the ratio of the flow path cross-sectional areas, and a predetermined supersonic airflow can be obtained.

センターボデーは上流の整流筒部で保持すれば、ここで
は流速が低いので、計測部に対する擾乱はほとんど発生
しない。
If the center body is held in the upstream rectifying tube section, the flow velocity is low here, so almost no disturbance to the measurement section will occur.

またセンターボデーを気流方向に可動とすることで風洞
壁形状とセンターボデー形状を適宜設計すればセンター
ボデーの気流方向設定位置により、所定のマツハ数が得
られる。
Furthermore, by making the center body movable in the airflow direction, if the shape of the wind tunnel wall and the shape of the center body are appropriately designed, a predetermined Matsuha number can be obtained depending on the airflow direction setting position of the center body.

更に、センターボデーを通風中に気流方向に移動すると
、マツハ数スウィーブが容易にできることとなる。
Furthermore, if the center body moves in the direction of the airflow during ventilation, a Matsuha number sweep can be easily performed.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例を図面について説明すると、第1図はそ
の第1実施例を示す縦断面図、第2図はその第2実施例
を示す斜視図及び縦断面図、第3図は第2図の風洞壁の
ノズルに対するシール部を示す縦断面図及び部分横断面
図である。
Embodiments of the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the first embodiment, FIG. 2 is a perspective view and longitudinal sectional view showing the second embodiment, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the second embodiment. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view and a partial cross-sectional view showing a seal portion of the wind tunnel wall shown in the figure for the nozzle.

上図において、第4〜5図と同一の符番はそれぞれ同図
と同一の部材を示し、まず、第1図に示す第1実施例は
軸対称ノズルを使用するもので、ノズルは軸対称(円柱
状)であるため、挿入するセンターボデー5も軸対称断
面形状とし、センターボデーは整流筒9内で支持する。
In the above figure, the same reference numerals as in Figs. 4 and 5 indicate the same members as in the same figure. First, the first embodiment shown in Fig. 1 uses an axially symmetrical nozzle; (cylindrical), the center body 5 to be inserted also has an axially symmetric cross-sectional shape, and the center body is supported within the rectifying tube 9.

センターボデー支持部8には、センターボデーを前後方
向に可動とする駆動装置[6及び駆動機構7を設け、駆
動装置6は油圧アクチュエーター又は電動モーターを使
用し、駆動機構7は、同心円筒にしたテレスコピック方
式、歯車方式等が採用される。
The center body support section 8 is provided with a drive device [6] and a drive mechanism 7 that move the center body in the front and back direction, the drive device 6 uses a hydraulic actuator or an electric motor, and the drive mechanism 7 has a concentric cylinder. Telescopic method, gear method, etc. are adopted.

次に、第2〜4図の第2実施例においては、2次元ノズ
ルを使用し、2次元ノズルでは対向面形状となる。
Next, in the second embodiment shown in FIGS. 2 to 4, a two-dimensional nozzle is used, and the two-dimensional nozzle has opposing surfaces.

この例においては、挿入するセンターボデー5も2次元
形状とし、長方形断面の風洞壁で保持され、整流筒9部
で保持する必要はなくなる。
In this example, the center body 5 to be inserted also has a two-dimensional shape and is held by the wind tunnel wall having a rectangular cross section, so that it is not necessary to hold it by the rectifier tube 9.

風洞壁外側には第3図に示すように、センターボデーの
支持部8.センターボデーを前後(気流)方向に移動可
能とする駆動装置6及び駆動機構7を設ける。支持部、
駆動装置及び駆動機構は第1実施例と同様なもので良い
On the outside of the wind tunnel wall, as shown in FIG. 3, there is a support part 8 for the center body. A drive device 6 and a drive mechanism 7 are provided that enable the center body to move in the front-rear (airflow) direction. support part,
The drive device and drive mechanism may be the same as those in the first embodiment.

本例においては風洞壁を介してセンターボデーを支持す
るため、風洞壁に開口部15を作ることが必要となり、
従って気流のシールの問題が発生ずる。これに対して、
同図に示すように、液体11を袋10に入れ、これを開
口部15に挿入する。すると風洞壁端面とセンターボデ
ーで作られる開口部のすきまをこの袋が充填し、風洞の
内外の気流の流通を阻止してシール作用を行う。
In this example, in order to support the center body through the wind tunnel wall, it is necessary to make an opening 15 in the wind tunnel wall.
Airflow sealing problems therefore arise. On the contrary,
As shown in the figure, a liquid 11 is placed in a bag 10 and this is inserted into an opening 15. This bag then fills the gap between the opening created by the end face of the wind tunnel wall and the center body, blocking the flow of air inside and outside the wind tunnel and creating a seal.

開口部が小さい場合はシールをする必要のないこともあ
る。また、ゴム状のもので全体をおおいシールする方法
も嶌えられる。
If the opening is small, it may not be necessary to seal it. Another option is to cover and seal the entire area with a rubber-like material.

センターボデー5の形状は、風洞壁形状に合わせ選定し
、空気力学理論により設計され、−般に流路断面積分布
の変化が滑らかなように設計すると、計測部において良
い気流特性が得られる。
The shape of the center body 5 is selected in accordance with the shape of the wind tunnel wall and designed based on aerodynamic theory. Generally, if the center body 5 is designed so that the change in the cross-sectional area distribution of the flow path is smooth, good airflow characteristics can be obtained at the measurement section.

風洞壁の形状は固定とし、センターボデーの位置設定に
よりマツハ数を決めても良いし、風洞壁は従来通りフレ
キシブルプレートを用いた可変形状とし、センターボデ
ーの位置の設定により所要の流路断面積分布を実現して
も良い。
The shape of the wind tunnel wall can be fixed, and the number of mats can be determined by setting the center body position, or the wind tunnel wall can have a variable shape using flexible plates as before, and the required flow passage cross-sectional area can be determined by setting the center body position. Distribution may also be realized.

このような風洞ノズルによれば、下記効果が奏せられる
According to such a wind tunnel nozzle, the following effects can be achieved.

(1)  ノズル壁形状を変化させる必要がなくなるの
で、これをフレキシブルプレートで製作する必要がなく
なり、製作費が低減する。
(1) Since there is no need to change the shape of the nozzle wall, there is no need to manufacture it with a flexible plate, reducing manufacturing costs.

(2)  ノズル壁形状を設定するアクチュエーターが
不要になり、構造が簡単となるとともに故障も少なくな
る。
(2) There is no need for an actuator to set the nozzle wall shape, which simplifies the structure and reduces failures.

(3)  風洞壁を移動する場合の対称性の要求がなく
なるので精度維持が容品になる。
(3) Since there is no need for symmetry when moving around the wind tunnel wall, maintaining accuracy becomes a priority.

+41  i[11風中にマツハ数を簡単に変化させる
ことが可能となるので設備の試験能力が大幅に拡大し、
風洞試験が効率的に行われるようになる。
+41 i[11 Since it becomes possible to easily change the Matsuha number during the wind, the testing capacity of the equipment is greatly expanded,
Wind tunnel tests can now be conducted more efficiently.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

要するに本発明によれば、航空機模型等の空力特性を試
験する風洞において、その気流マツハ数を設定するノズ
ル部にセンターボデーを挿入して流路断面積分布を変え
、所定のマツハ数が得られるようにしたことにより、構
造簡単。
In short, according to the present invention, in a wind tunnel for testing the aerodynamic characteristics of an aircraft model, etc., a center body is inserted into the nozzle part that sets the airflow Matsusha number to change the flow passage cross-sectional area distribution, and a predetermined Matsusha number can be obtained. This makes the structure simple.

価格低度、高精度で、マツハ数を大巾に変化し試験能力
を大巾に拡大する可変マツへ数風洞ノズルを得るから、
本発明は産業」二極めて有益なものである。
Because you can obtain several wind tunnel nozzles for variable pine, which can greatly change the number of pine needles and greatly expand the testing capacity, with low cost and high precision.
The invention is of great benefit to the industry.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例を承ず縦断面図、第2図は
その第2実施例を示す斜視間及び縦断面図、第3図は第
2図の風洞壁のノズルに対するシール部を示す縦断面図
及び部分横断面図である。 第4図、第5図はそれぞれ公知の可変マツへ敗風洞を示
す縦断面図である。 l・・・風洞壁、2・・・超音速気流、3・・・計測部
、4・・・スロート、5・・・センターボデー、6・・
・駆動装置、7・・・駆動I!横、8・・・支持部、9
・・・整流筒、10・・・袋、11・・・液体、12・
・・油圧アクチエエータ−113・・・ピボット、14
・・・フレキシブルプレート、15・・・開口部、16
・・・超音速気流、代理人 弁理士 塚 零 正 文 第2図
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view and longitudinal sectional view showing the second embodiment, and Fig. 3 is a seal for the nozzle on the wind tunnel wall of Fig. 2. FIG. FIG. 4 and FIG. 5 are longitudinal sectional views showing a wind tunnel for a known variable pine, respectively. l...Wind tunnel wall, 2...Supersonic airflow, 3...Measurement section, 4...Throat, 5...Center body, 6...
- Drive device, 7... Drive I! Horizontal, 8...Support part, 9
... rectifier cylinder, 10 ... bag, 11 ... liquid, 12.
...Hydraulic actuator-113...Pivot, 14
...Flexible plate, 15...Opening, 16
...Supersonic airflow, agent and patent attorney Masaru Tsuka Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 航空機模型等の空力特性を試験する風洞において、その
気流マッハ数を設定するノズル部にセンターボデーを挿
入して流路断面積分布を変え、所定のマッハ数が得られ
るようにしたことを特徴とする可変マッハ数風洞ノズル
In a wind tunnel used to test the aerodynamic characteristics of aircraft models, etc., a center body is inserted into the nozzle part that sets the airflow Mach number to change the cross-sectional area distribution of the flow path, so that a predetermined Mach number can be obtained. variable Mach number wind tunnel nozzle.
JP30291690A 1990-11-08 1990-11-08 Variable mach number wind tunnel nozzle Pending JPH04175628A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30291690A JPH04175628A (en) 1990-11-08 1990-11-08 Variable mach number wind tunnel nozzle

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JP30291690A JPH04175628A (en) 1990-11-08 1990-11-08 Variable mach number wind tunnel nozzle

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JP (1) JPH04175628A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009506270A (en) * 2005-08-26 2009-02-12 エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー Linear actuating elements for remote control of adjustable components on wind tunnel models.
CN104359644A (en) * 2014-10-17 2015-02-18 北京航天益森风洞工程技术有限公司 Variable Mach number nozzle for hypersonic low-density wind tunnel
CN104931227A (en) * 2015-06-02 2015-09-23 中国科学院力学研究所 Variable Mach number motion control device for hypersonic-speed variable Mach number wind tunnel nozzle

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