JPH0626983A - 極超音速インテーク風洞試験用模型 - Google Patents

極超音速インテーク風洞試験用模型

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JPH0626983A
JPH0626983A JP20707292A JP20707292A JPH0626983A JP H0626983 A JPH0626983 A JP H0626983A JP 20707292 A JP20707292 A JP 20707292A JP 20707292 A JP20707292 A JP 20707292A JP H0626983 A JPH0626983 A JP H0626983A
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精一 園田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 過酷な試験に対応でき、シュリーレン法によ
る空気の流れの可視化を可能にする極超音速インテーク
風洞試験用模型を提供する。 【構成】 本模型1は、後退角を有する両側壁2と上壁
3内面の複数の小部屋を備えた抽気機構19,21を有
するランプ10により空気流方向に断面積を減少する下
向きチャンネル状の外部領域5と、それに連なり両側壁
2の下部を複数の小部屋を備えた抽気機構を有するカウ
ル6により閉鎖した内部領域7を有し、外部領域5のラ
ンプ部及び内部領域7のスロート部8,ディフューザ部
9は断面積を可変とし、側壁にはランプ部,スロート
部,ディフューザ部の一部まで可視範囲とするシュリー
レン観察用窓23を設け、この窓23は、均質で平行度
の高い石英ガラスを外側ガラス、1mm以下の厚さの石英
ガラスよりも硬度の高い板ガラスを内側ガラスとする二
重構造とし、内側ガラスを側壁内面と面一になるように
嵌め込む構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マッハ2.5〜5.0
まで作動するラム・インテークの研究開発のための極超
音速インテーク風洞試験用模型に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、インテーク風洞試験用模型として
は、図6に示す超音速インテーク風洞試験用模型が提案
されている。これはマッハ3.0を目標としたもので、
3ショックの外部圧縮(インテーク内部に空気が入る前
に衝撃波を作って圧縮を行わせる)を含む混合圧縮型で
あり、境界層吸込み用及び安定作動用の抽気孔を各1ケ
所持っている。性能は、壁面静圧,回復圧力,流量の測
定により把握し、流れの状態はシュリーレン及びレーザ
光の照明を用いて観察するものである(先行技術文献と
して、昭和63年7月1日発行「日本の科学と技術7−
8」特集スペースプレーンの第42頁に記載の超音速イ
ンテークの風洞試験モデルがある。)。
【0003】一方、最近はマッハ2.5〜5.0まで作
動するラム・インテークの研究開発のための極超音速イ
ンテーク風洞試験用模型の設計,製作が行われている
が、それらは図6に示す超音速インテーク風洞試験用模
型を基本としたもので、極超音速風洞の過酷な試験につ
いての対策が不足である。また、シュリーレン写真観測
のため側壁全体をガラスにしていたものを、側壁にシュ
リーレン観察用窓を設けるようになったが、極超音速イ
ンテーク風洞試験用模型では、気流の凝縮を防ぐために
風洞上流の加熱器で空気を加熱するので、通風中、加熱
用の金属の非常に細かいかす,すすが飛来し、シュリー
レン観察用窓のガラスの内面を傷付けてしまい、空気の
流れが見えなくなってしまう。従って、シュリーレン法
による空気の流れの可視化が不可能になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、極超
音速風洞の過酷な試験に対応でき、またシュリーレン法
による空気の流れの可視化を可能にする極超音速インテ
ーク風洞試験用模型を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の極超音速インテーク風洞試験用模型は、極超
音速の空気を取り入れ、減速圧縮するインテーク風洞試
験用模型であって、後退角を有する両側壁と上壁内面の
複数の小部屋を備えた抽気機構を有するランプにより空
気流方向に断面積を減少する下向きチャンネル状の外部
領域と、それに連なり両側壁の下部を複数の小部屋を備
えた抽気機構を有するカウルにより閉鎖した内部領域を
有し、前記外部領域のランプ部及び内部領域のスロート
部,ディフューザ部は断面積が可変になされ、側壁には
ランプ部,スロート部,ディフューザ部の一部まで可視
範囲とするシュリーレン観察用窓が設けられ、このシュ
リーレン観察用窓は、均質で平行度の高い石英ガラスを
外側ガラスとし、1mm以下の厚さの石英ガラスよりも硬
度の高い板ガラスを内側ガラスとする二重構造になさ
れ、且つ内側ガラスが側壁内面と面一になるように嵌め
込まれ、外側ガラスとランプ,ディフューザの可動部及
びカウルの側面とで挟まれて固定されてなることを特徴
とするものである。
【0006】
【作用】上記のように構成された本発明の極超音速イン
テーク風洞試験用模型は、空気流方向に断面積を減少す
る下向きチャンネル状の外部領域とそれに連なり両側壁
の下部を閉鎖した内部領域からなるインテークが、外部
領域のランプ部及び内部領域のスロート部,ディフュー
ザ部の断面積を変更することにより、始動性を確保でき
る。また、過酷な種々の試験にも対応できる。特にラン
プやカウルには複数の小部屋を有する抽気機構を有する
ので、流れ方向の圧力上昇による抽気流の逆流を防止す
ることができ、境界層の吸込みがスムースに行われ、安
定した作動ができる。
【0007】また、本発明の極超音速インテーク風洞試
験用模型は、側壁に設けられたシュリーレン観察用窓
が、均質で面精度の高い石英ガラスを外側ガラスとし、
1mm以下の厚さの石英ガラスよりも硬度の高い板ガラス
を内側ガラスとする二重構造になされているので、気流
の凝縮を防ぐために風洞上流の加熱器で空気を加熱する
ことにより、通風中加熱用の金属の非常に細かいかす,
すすが飛来し、シュリーレン観察用窓の内側の板ガラス
に当るが、傷付きにくく、空気の流れが見えなくなるま
での時間が長くなり、十分にインテーク内部の空気の流
れが見え、シュリーレン法による流れの可視化が可能と
なり、これまで不可能であった流路内部の流れの剥離な
どが観察できる。通風後、傷付いた板ガラスは、新品と
交換する。従って、高価な石英ガラスを継続して使用で
きる。
【0008】
【実施例】本発明の極超音速インテーク風洞試験用模型
の一実施例を図によって説明すると、図1は極超音速の
空気を取り入れ、減速圧縮するラムインテークの風洞試
験用模型1である。この風洞試験用模型1は、後退角を
有する両側壁2と上壁3の内面のランプ4により空気流
方向に次第に断面積が減少する図2に示す下向きチャン
ネル状の外部領域5と、それに連なり両側壁2の下部を
カウル6により閉鎖した図3に示す内部領域7を有す
る。外部領域5のランプ4は図1に示すように前端が枢
支されて上下に回動可能になされ、内部領域7のスロー
ト部8,ディフューザ部9をカウル6とで形成するラン
プ10は後端が枢支されて上下に回動可能になされ、前
記ランプ4の後端には2本のリンク11,11′の下端
が枢支され、ランプ10の前端には1本のリンク12が
枢支され、これらリンク11,11′,12の上端はギ
ヤードモータ13により回転せしめられるボールねじ1
4上のスライダーブロック15に枢支されている。従っ
て、ランプ4,10はギヤードモータ13の駆動による
スライダーブロック15の前進又は後退によりリンク1
1,11′,12を介して下方に回動又は上方に回動せ
しめられて、外部領域5のランプ4の部分及び内部領域
7のスロート部8,ディフューザ部9の断面積が変化せ
しめられる。図1中、16はピトー管,17はフロープ
ラグ,18はフロープラグ17を進退するギヤードモー
タである。前記ランプ4には、複数の小部屋を有する多
孔壁の抽気機構19が設けられ、該部分の上壁3にはラ
ンプ抽気プレート20が設けられている。またカウル6
には、複数の小部屋を有する多孔壁の抽気機構21が設
けられている。22はスロート部8のスリット型の抽気
プレートである。
【0009】然して両側壁2には、ランプ4の部分,ス
ロート部8,ディフューザ部9の一部まで可視範囲とす
るシュリーレン観察用窓23が図4に示すように設けら
れ、このシュリーレン観察用窓23は、図5に示すよう
に均質で平行度の高い厚さ15mmの石英ガラス24を外
側ガラスとし、この石英ガラス24よりも硬度の高い厚
さ0.7mmの板ガラス25を内側ガラスとする二重構造
になされて、板ガラス25が側壁2の内面と面一になる
ように金属枠26に嵌め込まれ、ランプ4,ディフュー
ザ部9の一部(ランプ10の一部)及びカウル6の側面
とで挟まれて固定されている。
【0010】このように構成された実施例の極超音速イ
ンテーク風洞試験用模型に於いて、空気流方向に断面積
を減少する下向きチャンネル状の外部領域5とそれに連
なり両側壁2の下部を閉鎖した内部領域7からなるラム
インテークは、ギヤードモータ13の駆動によりスライ
ダーブロック15を前進又は後退させてリンク11,1
1′,12を介してランプ4,10を下方又は上方に回
動して、外部領域5のランプ4の部分及び内部領域7の
スロート部8,ディフューザ部9の断面積を変更するこ
とにより、始動性が確保される。また過酷な種々の試験
にも対応できる。特にランプ4,カウル6には複数の小
部屋を有する多孔壁の抽気機構19,21が設けられて
いるので、流れ方向の圧力上昇による抽気流の逆流を防
止することができ、境界層の吸込みがスムースに行わ
れ、安定した作動ができる。エンジン想定位置での総圧
分布の計測は、櫛形のピトー管16で行われる。エンジ
ン流量の調節は、ギヤードモータ18の駆動によりフロ
ープラグ17を前後に進退させて行う。
【0011】然して、極超音速インテーク風洞試験用模
型では、気流の凝縮を防ぐために風洞上流の加熱器(図
示省略)で空気を加熱するので、通風中加熱用の金属の
非常に細かいかす,すすが飛来し、シュリーレン観察用
窓23の内側の板ガラス25に当るが、この板ガラス2
5は外側の石英ガラス24よりは硬度が高いので、傷付
きにくく、空気の流れが見えなくなるまでの時間が長
く、十分にラムインテーク内部の流れを観察でき、特に
流路内部の流れの剥離などが観察できる。従って、この
流れの剥離を防止することによって、ラムインテークの
性能を向上させることができる。通風後、傷付いた板ガ
ラス25は新品と交換する。従って、高価な石英ガラス
24は引き続き使用できる。
【0012】
【発明の効果】以上の通り本発明の極超音速インテーク
風洞試験用模型は、外部領域のランプ部及び内部領域の
スロート部,ディフューザ部の断面積を変更できるの
で、始動性を確保でき、また過酷な種々の試験にも対応
でき、特にランプやカウルに複数の小部屋を有する抽気
機構を有するので、流れ方向の圧力上昇による抽気流の
逆流を防止することができ、境界層の吸込みがスムース
に行われ、安定した作動ができる。
【0013】そして本発明の極超音速インテーク風洞試
験用模型では、気流の凝縮を防ぐために風洞上流の加熱
器で空気を加熱することにより、通風中加熱用の金属の
非常に細かいかす,すすが飛来し、シュリーレン観察用
窓の内側の板ガラスに当るが、この板ガラスは外側の石
英ガラスより硬度が高く、傷付きにくいので、空気の流
れが見えなくなるまでの時間が長く、十分にインテーク
内部の流れが見え、シュリーレン法による流れの可視化
が可能となり、これまで不可能であった流路内部の流れ
の剥離などが観察できるので、この流れの剥離を防止す
ることによりインテーク性能の向上を図ることが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の極超音速インテーク風洞試験用模型の
一実施例を示す概略縦断側面図である。
【図2】図1のA−A線断面矢視図である。
【図3】図1のB−B線断面矢視図である。
【図4】図1の極超音速インテーク風洞試験用模型に於
けるシュリーレン観察用窓を示す図である。
【図5】図4のC−C線断面矢視図である。
【図6】従来の超音速インテーク風洞試験用模型を示す
図である。
【符号の説明】
1 極超音速ラムインテーク風洞試験
用模型 2 両側壁 3 上壁 4 ランプ 5 外部領域 6 カウル 7 内部領域 8 スロート部 9 ディフューザ部 10 ランプ 11,11′,12 リンク 13 ギヤードモータ 14 ボールねじ 15 スライダーブロック 16 ピトー管 17 フロープラグ 18 ギヤードモータ 19 抽気機構 20 ランプ抽気プレート 21 抽気機構 22 スリット型抽気プレート 23 シュリーレン観察用窓 24 石英ガラス 25 板ガラス 26 金属枠

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 極超音速の空気を取り入れ、減速圧縮す
    るインテーク風洞試験用模型であって、後退角を有する
    両側壁と上壁内面の複数の小部屋を備えた抽気機構を有
    するランプにより空気流方向に断面積を減少する下向き
    チャンネル状の外部領域と、それに連なり両側壁の下部
    を複数の小部屋を備えた抽気機構を有するカウルにより
    閉鎖した内部領域を有し、前記外部領域のランプ部及び
    内部領域のスロート部,ディフューザ部は断面積が可変
    になされ、側壁にはランプ部,スロート部,ディフュー
    ザ部の一部まで可視範囲とするシュリーレン観察用窓が
    設けられ、このシュリーレン観察用窓は、均質で平行度
    の高い石英ガラスを外側ガラスとし、1mm以下の厚さの
    石英ガラスよりも硬度の高い板ガラスを内側ガラスとす
    る二重構造になされ、且つ内側ガラスが側壁内面と面一
    になるように嵌め込まれ、外側ガラスとランプ,ディフ
    ューザの可動部及びカウルの側面とで挟まれて固定され
    てなることを特徴とする極超音速インテーク風洞試験用
    模型。
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