JPH08226868A - 超音速風洞の定圧空気源 - Google Patents
超音速風洞の定圧空気源Info
- Publication number
- JPH08226868A JPH08226868A JP5495895A JP5495895A JPH08226868A JP H08226868 A JPH08226868 A JP H08226868A JP 5495895 A JP5495895 A JP 5495895A JP 5495895 A JP5495895 A JP 5495895A JP H08226868 A JPH08226868 A JP H08226868A
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- Japan
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- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小容量の高圧貯槽で一定流出圧力を保持して
持続時間の長い超音速気流を作ることができる超音速風
洞の定圧空気源を提供すること。 【構成】 空気源となる高圧貯槽１１内にシール状態で
移動できるピストン１２を装着し、このピストン１２を
駆動機構１３で高圧空気の流出に合せて一定流出圧力を
保持するように制御装置１８で駆動する。これにより、
小容量の高圧貯槽１１であっても、高圧貯槽１１内の圧
力を低下させずに一定流出圧力に保持でき、貯蔵空気の
ほとんどを利用して持続時間の長い超音速気流を作るよ
うにしている。
持続時間の長い超音速気流を作ることができる超音速風
洞の定圧空気源を提供すること。 【構成】 空気源となる高圧貯槽１１内にシール状態で
移動できるピストン１２を装着し、このピストン１２を
駆動機構１３で高圧空気の流出に合せて一定流出圧力を
保持するように制御装置１８で駆動する。これにより、
小容量の高圧貯槽１１であっても、高圧貯槽１１内の圧
力を低下させずに一定流出圧力に保持でき、貯蔵空気の
ほとんどを利用して持続時間の長い超音速気流を作るよ
うにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は超音速風洞の定圧空気
源に関し、流出量の数倍もある大型の高圧貯槽を用いる
こと無く小型の高圧貯槽で一定流出圧力を保持して持続
時間の長い超音速気流を作ることができるようにしたも
のである。
源に関し、流出量の数倍もある大型の高圧貯槽を用いる
こと無く小型の高圧貯槽で一定流出圧力を保持して持続
時間の長い超音速気流を作ることができるようにしたも
のである。
【０００２】
【従来の技術】風洞は風速が制御された一様な気流を発
生させ、この気流の中に砲弾、航空機、自動車、船舶等
の空気中を運動する物体や建造物などの模型を入れるこ
とにより、気流の影響を調査する実験装置であり、発生
する風速の大きさに応じて様々な種類の風洞がこれまで
に提案されてきた。
生させ、この気流の中に砲弾、航空機、自動車、船舶等
の空気中を運動する物体や建造物などの模型を入れるこ
とにより、気流の影響を調査する実験装置であり、発生
する風速の大きさに応じて様々な種類の風洞がこれまで
に提案されてきた。
【０００３】そのなかでも、マッハ数１〜３程度の超音
速気流を作ることができる超音速風洞は、例えば図３に
概略構造を示すように、高圧空気が充填される高圧貯槽
１を高圧空気源とし、この高圧貯槽１にバルブ２を介し
て超音速ノズル３を設け、さらに超高圧ノズル３に低圧
室４または排気装置を接続して構成されており、高圧空
気源である高圧貯槽１と超音速ノズル３の間のバルブ２
を開くことにより、高圧空気を超音速ノズル３を通して
膨脹させることにより低圧室４または排気装置の内部
に、超音速の気流を発生させ、実験などに用いるように
している。
速気流を作ることができる超音速風洞は、例えば図３に
概略構造を示すように、高圧空気が充填される高圧貯槽
１を高圧空気源とし、この高圧貯槽１にバルブ２を介し
て超音速ノズル３を設け、さらに超高圧ノズル３に低圧
室４または排気装置を接続して構成されており、高圧空
気源である高圧貯槽１と超音速ノズル３の間のバルブ２
を開くことにより、高圧空気を超音速ノズル３を通して
膨脹させることにより低圧室４または排気装置の内部
に、超音速の気流を発生させ、実験などに用いるように
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような超音速風洞
では、一定容量の高圧貯槽１から吹き出される高圧空気
の圧力が時間とともに低下し、気流に時間的な変動が生
じるため、一定のマッハ数の定常気流を作ろうとする
と、高圧空気を充填する高圧貯槽１を極めて大容量にす
るとともに、一回の吹出量を少なくして吹出し前後の高
圧空気の圧力変動が小さくなるような高圧空気源にしな
ければならないという問題がある。
では、一定容量の高圧貯槽１から吹き出される高圧空気
の圧力が時間とともに低下し、気流に時間的な変動が生
じるため、一定のマッハ数の定常気流を作ろうとする
と、高圧空気を充填する高圧貯槽１を極めて大容量にす
るとともに、一回の吹出量を少なくして吹出し前後の高
圧空気の圧力変動が小さくなるような高圧空気源にしな
ければならないという問題がある。
【０００５】この発明はかかる従来技術が有する課題を
解決するためになされたものであり、小容量の高圧貯槽
で一定流出圧力を保持して持続時間の長い超音速気流を
作ることができる超音速風洞の定圧空気源を提供しよう
とするものである。
解決するためになされたものであり、小容量の高圧貯槽
で一定流出圧力を保持して持続時間の長い超音速気流を
作ることができる超音速風洞の定圧空気源を提供しよう
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明の超音速風洞の定圧空気源は、空気源の高
圧空気を超音速ノズルを通して膨脹させて高速気流を得
る超音速風洞の定圧空気源において、前記空気源となる
高圧貯槽内にシール状態で移動し得るピストンを装着す
るとともに、このピストンに高圧空気の流出に合せて一
定流出圧力に保持し得る駆動機構を設けてなることを特
徴とするものである。
め、この発明の超音速風洞の定圧空気源は、空気源の高
圧空気を超音速ノズルを通して膨脹させて高速気流を得
る超音速風洞の定圧空気源において、前記空気源となる
高圧貯槽内にシール状態で移動し得るピストンを装着す
るとともに、このピストンに高圧空気の流出に合せて一
定流出圧力に保持し得る駆動機構を設けてなることを特
徴とするものである。
【０００７】
【作用】この発明の超音速風洞の定圧空気源によれば、
空気源となる高圧貯槽内にシール状態で移動できるピス
トンを装着し、このピストンを駆動機構で高圧空気の流
出に合せて一定流出圧力を保持するように駆動してお
り、小容量の高圧貯槽であっても、高圧貯槽内の圧力を
低下させずに一定流出圧力に保持でき、貯蔵空気のほと
んどを利用して持続時間の長い超音速気流を作ることが
できるようにしている。
空気源となる高圧貯槽内にシール状態で移動できるピス
トンを装着し、このピストンを駆動機構で高圧空気の流
出に合せて一定流出圧力を保持するように駆動してお
り、小容量の高圧貯槽であっても、高圧貯槽内の圧力を
低下させずに一定流出圧力に保持でき、貯蔵空気のほと
んどを利用して持続時間の長い超音速気流を作ることが
できるようにしている。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき詳細
に説明する。図１はこの発明の超音速風洞の定圧空気源
の一実施例にかかる概略構成図である。
に説明する。図１はこの発明の超音速風洞の定圧空気源
の一実施例にかかる概略構成図である。
【０００９】この超音速風洞の定圧空気源１０は、既に
説明した図３の超音速風洞の高圧貯槽１に替えて用いら
れるものであり、円筒状の耐圧容器で構成された高圧貯
槽１１を備え、その内容量が一回の実験の空気吹出量よ
りわずかに大きくしてある。
説明した図３の超音速風洞の高圧貯槽１に替えて用いら
れるものであり、円筒状の耐圧容器で構成された高圧貯
槽１１を備え、その内容量が一回の実験の空気吹出量よ
りわずかに大きくしてある。
【００１０】この高圧貯槽１１内には、ピストン１２が
装着されて外周と高圧貯槽１１の内周との間をシールし
た状態で軸方向に摺動可能となっている。
装着されて外周と高圧貯槽１１の内周との間をシールし
た状態で軸方向に摺動可能となっている。
【００１１】このピストン１２には、駆動機構１３が設
けられて駆動できるようにしてあり、ピストン１２の背
面に駆動用のロッド１４が連結され、高圧貯槽１１の外
部に突き出すように配置してある。このロッド１４の高
圧貯槽１１の外側部分には、ラック１５が取付けられる
一方、このラック１５と噛み合うピニオン１６が設けら
れてモータ１７で駆動されるようになっている。
けられて駆動できるようにしてあり、ピストン１２の背
面に駆動用のロッド１４が連結され、高圧貯槽１１の外
部に突き出すように配置してある。このロッド１４の高
圧貯槽１１の外側部分には、ラック１５が取付けられる
一方、このラック１５と噛み合うピニオン１６が設けら
れてモータ１７で駆動されるようになっている。
【００１２】さらに、高圧貯槽１１から吹き出す空気の
圧力を空気の吹出開始から終了までの間一定に保持でき
るようにピストン１２を駆動するため、制御装置１８が
設けられ、高圧貯槽１１内の圧力を検出する圧力検出器
１９の検出信号が入力され、この圧力検出信号に基づき
吹出す圧力を一定にするためのピストン１２の移動速度
を演算し、モータ１７の回転数を制御するようになって
いる。
圧力を空気の吹出開始から終了までの間一定に保持でき
るようにピストン１２を駆動するため、制御装置１８が
設けられ、高圧貯槽１１内の圧力を検出する圧力検出器
１９の検出信号が入力され、この圧力検出信号に基づき
吹出す圧力を一定にするためのピストン１２の移動速度
を演算し、モータ１７の回転数を制御するようになって
いる。
【００１３】このように構成した超音速風洞の定圧空気
源１０には、ピストン１２の前方側の高圧貯槽１１の端
面にバルブ２を介して超音速ノズル３が接続されるとと
もに、低圧室４または排気装置が接続されて超音速風洞
が構成されている。
源１０には、ピストン１２の前方側の高圧貯槽１１の端
面にバルブ２を介して超音速ノズル３が接続されるとと
もに、低圧室４または排気装置が接続されて超音速風洞
が構成されている。
【００１４】このような定圧空気源１０を備えた超音速
風洞では、図示しない加圧空気供給装置により高圧貯槽
１１内に空気を充填し、例えば３５ｂａｒの貯槽内圧力
の高圧空気とする。
風洞では、図示しない加圧空気供給装置により高圧貯槽
１１内に空気を充填し、例えば３５ｂａｒの貯槽内圧力
の高圧空気とする。
【００１５】この状態で、バルブ２を開き高圧貯槽１１
内の高圧空気を流出させて超音速ノズル３での膨脹によ
り低圧室４に超音速気流を形成する。
内の高圧空気を流出させて超音速ノズル３での膨脹によ
り低圧室４に超音速気流を形成する。
【００１６】この場合に、高圧貯槽１１からの高圧空気
の流出と同時に、高圧貯槽１１内の空気の圧力が低下す
るが、この空気の圧力が低下しないようにモータ１７に
連結されたピニオン１６を駆動し、ラック１５を介して
ピストン１２を前方に移動する。
の流出と同時に、高圧貯槽１１内の空気の圧力が低下す
るが、この空気の圧力が低下しないようにモータ１７に
連結されたピニオン１６を駆動し、ラック１５を介して
ピストン１２を前方に移動する。
【００１７】すると、高圧貯槽１１の容積が空気の流出
とともに小さくなった状態を作り出すことができ、これ
によって吹出し空気の圧力を吹出し開始から吹出し完了
までの間一定に保つことができるとともに、高圧貯槽１
１内の空気のほとんど全部を１回の吹出しに利用するこ
とができる。
とともに小さくなった状態を作り出すことができ、これ
によって吹出し空気の圧力を吹出し開始から吹出し完了
までの間一定に保つことができるとともに、高圧貯槽１
１内の空気のほとんど全部を１回の吹出しに利用するこ
とができる。
【００１８】これにより従来の大容量の高圧貯槽１に比
べ数分の一の大きさの高圧貯槽１１に小型化することが
できる。
べ数分の一の大きさの高圧貯槽１１に小型化することが
できる。
【００１９】例えば、１辺が４００mmの正方形断面の測
定部にマッハ数１．５の超音速気流を形成する場合を仮
定する。
定部にマッハ数１．５の超音速気流を形成する場合を仮
定する。
【００２０】 まず、従来の高圧貯槽１を高圧空気源
とする場合には、高圧空気の貯槽内圧力を３５ｂａｒと
し、超音速気流の持続時間を０．１秒とすると、空気源
として必要な体積は０．３５ｍ3 程度になる。
とする場合には、高圧空気の貯槽内圧力を３５ｂａｒと
し、超音速気流の持続時間を０．１秒とすると、空気源
として必要な体積は０．３５ｍ3 程度になる。
【００２１】そこで、これだけの体積の空気を流出させ
ても超音速気流の圧力変動を無視できる範囲に抑えるた
めの高圧貯槽１の容量を概略計算によって求めたとこ
ろ、約１．６ｍ3 必要となった。
ても超音速気流の圧力変動を無視できる範囲に抑えるた
めの高圧貯槽１の容量を概略計算によって求めたとこ
ろ、約１．６ｍ3 必要となった。
【００２２】すなわち、超音速気流を０．１秒間一様気
流として保つためには、必要な空気量の約５倍の空気を
予め高圧で蓄えておかなければならないことが分かる。
流として保つためには、必要な空気量の約５倍の空気を
予め高圧で蓄えておかなければならないことが分かる。
【００２３】一方、この発明の定圧空気源１０を用い、
ピストン１２を移動することで一定の流出圧力を保持す
る場合には、ピストン１２の必要な移動速度がモータ１
７で駆動できる程度か否かが問題となるが、高圧貯槽１
１の直径Ｄとピストン１２の移動速度Ｖとの間には、次
の表に示す関係が成立する。
ピストン１２を移動することで一定の流出圧力を保持す
る場合には、ピストン１２の必要な移動速度がモータ１
７で駆動できる程度か否かが問題となるが、高圧貯槽１
１の直径Ｄとピストン１２の移動速度Ｖとの間には、次
の表に示す関係が成立する。
【００２４】 表 高圧貯槽１１の直径Ｄ（ｍ） ピストン１２の移動速度Ｖ（ｍ／ｓ） １．０ ４．５ １．５ ２．０ ２．０ １．１
【００２５】この表から、ピストン１２の前後の圧力差
がさほど大きくない場合には、ピストン１２を機械的に
駆動することにより高圧貯槽１１からの吹出し圧力を一
定のまま保つことが可能であることが分かる。
がさほど大きくない場合には、ピストン１２を機械的に
駆動することにより高圧貯槽１１からの吹出し圧力を一
定のまま保つことが可能であることが分かる。
【００２６】したがって、吹出し量の５倍程度の大容量
の大型貯槽１を用いること無く、吹出し量にピストン１
２等の収納容積を加えた程度の小型の高圧貯槽１１を用
いて同一持続時間の一様な超音速気流を作り出すことが
できる。
の大型貯槽１を用いること無く、吹出し量にピストン１
２等の収納容積を加えた程度の小型の高圧貯槽１１を用
いて同一持続時間の一様な超音速気流を作り出すことが
できる。
【００２７】次に、この発明の超音速風洞の定圧空気源
の他の一実施例について図２により説明する。
の他の一実施例について図２により説明する。
【００２８】この定圧空気源２０では、駆動機構２１が
油圧式や空気圧式の流体圧シリンダ２２を用いて構成し
てある。
油圧式や空気圧式の流体圧シリンダ２２を用いて構成し
てある。
【００２９】流体圧シリンダ２２のロッド２３がピスト
ン１２の背面に連結されて高圧貯槽１１の外部に設置さ
れ、流体圧供給源２４から制御弁２５を介して作動流体
が流体圧シリンダ２２に供給排出されてロッド２３が伸
縮され、これによってピストン１２が移動されるように
なっている。
ン１２の背面に連結されて高圧貯槽１１の外部に設置さ
れ、流体圧供給源２４から制御弁２５を介して作動流体
が流体圧シリンダ２２に供給排出されてロッド２３が伸
縮され、これによってピストン１２が移動されるように
なっている。
【００３０】さらに、ピストン１２の移動速度を制御し
て高圧貯槽１１からの吹出し圧力を一定に保持するた
め、制御装置１８及び圧力検出器１９で制御弁２５を制
御するようになっている。
て高圧貯槽１１からの吹出し圧力を一定に保持するた
め、制御装置１８及び圧力検出器１９で制御弁２５を制
御するようになっている。
【００３１】したがって、このように構成した超音速風
洞の定圧空気源２０によっても上記実施例の場合と同様
な効果を得ることができる。
洞の定圧空気源２０によっても上記実施例の場合と同様
な効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに、この発明の超音速風洞の定圧空気源によれば、空
気源となる高圧貯槽内にシール状態で移動できるピスト
ンを装着し、このピストンを駆動機構で高圧空気の流出
に合せて一定流出圧力を保持するように駆動するので、
小容量の高圧貯槽であっても、高圧貯槽内の圧力を低下
させずに一定流出圧力に保持でき、貯蔵空気のほとんど
を利用して持続時間の長い超音速気流を作ることができ
る。
うに、この発明の超音速風洞の定圧空気源によれば、空
気源となる高圧貯槽内にシール状態で移動できるピスト
ンを装着し、このピストンを駆動機構で高圧空気の流出
に合せて一定流出圧力を保持するように駆動するので、
小容量の高圧貯槽であっても、高圧貯槽内の圧力を低下
させずに一定流出圧力に保持でき、貯蔵空気のほとんど
を利用して持続時間の長い超音速気流を作ることができ
る。
【図１】この発明の超音速風洞の定圧空気源の一実施例
にかかる概略構成図である。
にかかる概略構成図である。
【図２】この発明の超音速風洞の定圧空気源の他の一実
施例にかかる概略構成図である。
施例にかかる概略構成図である。
【図３】従来の超音速風洞の概略構成図である。
２ バルブ ３ 超音速ノズル ４ 低圧室 １０ 超音速風洞の定圧空気源 １１ 高圧貯槽 １２ ピストン １３ 駆動機構 １４ ロッド １５ ラック １６ ピノン １７ モータ １８ 制御装置 １９ 圧力検出器 ２０ 超音速風洞の定圧空気源 ２１ 駆動機構 ２２ 流体圧シリンダ ２３ ロッド ２４ 流体圧供給源 ２５ 制御弁
Claims (1)
- 【請求項１】 空気源の高圧空気を超音速ノズルを通し
て膨脹させて高速気流を得る超音速風洞の定圧空気源に
おいて、前記空気源となる高圧貯槽内にシール状態で移
動し得るピストンを装着するとともに、このピストンに
高圧空気の流出に合せて一定流出圧力に保持し得る駆動
機構を設けてなることを特徴とする超音速風洞の定圧空
気源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5495895A JPH08226868A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 超音速風洞の定圧空気源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5495895A JPH08226868A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 超音速風洞の定圧空気源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08226868A true JPH08226868A (ja) | 1996-09-03 |
Family
ID=12985186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5495895A Pending JPH08226868A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 超音速風洞の定圧空気源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08226868A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103499427A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-08 | 北京航空航天大学 | 真空羽流效应实验系统酒精/煤油系统 |
| CN104502054A (zh) * | 2014-12-21 | 2015-04-08 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 结冰风洞的拐角防冰装置及防冰方法 |
| CN106679981A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-17 | 中国民航大学 | 一种飞机发动机在翼清洗模拟实验台 |
| CN108106808A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-01 | 苏州科伊嘉航空科技有限公司 | 一种可移动式风洞装置 |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP5495895A patent/JPH08226868A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103499427A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-08 | 北京航空航天大学 | 真空羽流效应实验系统酒精/煤油系统 |
| CN103499427B (zh) * | 2013-09-27 | 2016-04-06 | 北京航空航天大学 | 真空羽流效应实验系统酒精/煤油系统 |
| CN104502054A (zh) * | 2014-12-21 | 2015-04-08 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 结冰风洞的拐角防冰装置及防冰方法 |
| CN106679981A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-17 | 中国民航大学 | 一种飞机发动机在翼清洗模拟实验台 |
| CN108106808A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-01 | 苏州科伊嘉航空科技有限公司 | 一种可移动式风洞装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041007 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050303 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |