JPH09126945A - 極超音速風洞のノズル交換装置 - Google Patents
極超音速風洞のノズル交換装置Info
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- JPH09126945A JPH09126945A JP28535795A JP28535795A JPH09126945A JP H09126945 A JPH09126945 A JP H09126945A JP 28535795 A JP28535795 A JP 28535795A JP 28535795 A JP28535795 A JP 28535795A JP H09126945 A JPH09126945 A JP H09126945A
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Abstract
とができ、余分なスペースも不要にする。 【解決手段】 マッハ数毎に異なる複数のノズル32
は、ノズルバンドル33として取付けられ、整流筒31
と測定室35との間で交換可能である。選択されたノズ
ル32は、整流筒31から超音速拡散筒36までの中心
を通る中心線34に軸線が一致した状態で、接続装置4
4によって気密に保持される。ノズル32の交換の際に
は、接続装置44が気密保持状態を緩和し、ノズルバン
ドル33が角変位して別のノズル32と交換させる。各
ノズル32と測定室35との間も気密に封止される。
Description
しょう体の極超音速領域での空気力学的な実験データを
得るために使用される極超音速風洞のノズル交換装置に
関する。
速が音速よりも大きく、流速と音速との比であるマッハ
数が1より大きい超音速領域で、各種空気力学的実験を
行うために超音速風洞が用いられている。超音速風洞に
関連する先行技術は、たとえば特開平6−94569な
どに開示されている。この先行技術では、空気力学的な
測定を行う測定室についての効率改善のための技術が提
案されている。
しょうするロケットなどについての空気力学的実験デー
タの採集は、図4に示すような極超音速風洞によって行
われる。この極超音速風洞の構成は、航空宇宙技術研究
所報告第116号の第42頁の図6を部分的に簡略化し
て示す。極超音速領域の空気流は、整流筒1に導入され
た高圧の空気が、ノズル2を通過することによって発生
される。ノズル2の下流側には測定室3が設けられ、空
気力学的な実験を行う。発生する空気流のマッハ数は、
ノズル2の形状で決定される。ノズル2内には断面積が
最小となるスロート部が形成される。上流側と下流側と
の圧力比が一定の範囲内で、スロート部を通過する空気
は臨界流れとなり、マッハ数は1である。スロート部の
下流側で空気が減圧膨張することによって、空気のマッ
ハ数が増大し、極超音速領域の空気流が得られる。
ル2を交換ノズル21,22,23に交換する必要があ
る。たとえばノズル2がマッハ5用であり、交換ノズル
21,22,23がそれぞれマッハ7,9,11用であ
る場合は、マッハ数の必要に応じてノズルの交換を行
う。
号の第51頁の図24に基づくノズル2および交換ノズ
ル21の形状を示す。図5(a)はマッハ5用のノズル
2の構成を示し、図5(b)はマッハ7用の交換ノズル
21の構成を示す。上流側寄りにスロート25が形成さ
れ、下流側では断面積が拡がっている。
音速風洞でマッハ数を変えて試験を行う場合は、ノズル
2の交換が必要である。図5に示すようなノズルの長さ
は、たとえば3m程度あり、下流側の内径は約50cm
程度ある。このように大形のノズルを交換するために
は、複数人で慎重に作業を行う必要がある。整流筒1、
ノズル2および測定室3間の接続部は、厳重に気密封止
されているので、ノズル交換に先立って気密封止状態を
解除し、ノズル交換後は芯出しおよび気密封止を確実に
行う必要がある。このため極超音速風洞のノズル交換
は、次のように行われている。
の一角に保管しておき、測定室3周辺までの移動は、搬
送用台車等を使用して行う。
ル2の上流側のフランジ締結ボルトを取外し、整流筒1
を移動させた後、ノズル2を測定室3から抜き出し、搬
送台車に載せて搬出する。その後交換ノズル21,2
2,23を風洞所定位置まで搬送し、測定室3と中心線
を合わせて挿入する。
設置し、各フランジ接続部をボルトで締付ける。
の場所が必要となり、搬送空間も必要となるので、余分
なスペースが多く必要となり、空間の利用効率が悪い。
ノズルの分解、搬送、芯出し、組立て等に時間がかかる
とともに、専門的な技術が必要となる。
く、簡易かつ迅速にノズルの交換を行うことができる極
超音速風洞のノズル交換装置を提供することである。
の整流筒と測定室との間に設けられるノズル交換装置で
あって、複数の異なるマッハ数用のノズルを、下流側が
測定室に挿入された状態で、軸線が極超音速風洞の中心
線に対して平行となるように保持するノズル保持手段
と、ノズル保持手段を、ノズルの軸線が極超音速風洞の
中心線に平行である状態を保ちながら、軸線に垂直な方
向に変位させて、いずれか1つのノズルの上流側を整流
筒の出側に選択的に接続するノズル交換手段と、ノズル
保持手段によって保持される各ノズルの測定室への挿入
部分を、気密に封止するシール手段と、ノズルの上流側
と整流筒の出側との間を気密に接続し、ノズル交換手段
によるノズル保持手段の変位時には、接続状態を緩和す
る接続手段とを含むことを特徴とする極超音速風洞のノ
ズル交換装置である。 本発明に従えば、複数の異なるマッハ数用のノズルは、
ノズル保持手段に、軸線が極超音速風洞の中心線に対し
て平行となるような状態で保持されており、保管や搬送
のために保管スペースを確保する必要はない。シール手
段は、ノズル保持手段によって保持される各ノズルの測
定室への挿入部分を気密に封止し、接続手段はノズルの
上流側と整流筒の出側との間を気密に接続するので、ノ
ズル交換後の封止や位置合わせを簡易化し、交換を迅速
に短時間で行うことができる。
方向に複数のノズルを配置した状態で保持し、前記ノズ
ル交換手段は、ノズル保持手段を極超音速風洞の中心線
に平行な回転軸線まわりに角変位させることによって、
ノズルの交換を行うことを特徴とする。 本発明に従えば、ノズル交換手段は、ノズル保持手段
を角変位させてノズルの交換を行うので、ノズル保持手
段の小さな動きでノズルの交換を行うことができる。
洞の中心線方向に沿って、ノズルの上流側を変位駆動す
るアクチュエータを備えることを特徴とする。 本発明に従えば、アクチュエータによってノズルの上流
側を変位駆動し、整流筒の出側との接続状態が、極超音
速風洞の中心線方向の変位駆動によって行われるので、
中心線を合わせた接続を確実に行うことができる。
換手段による各ノズルの軸線に垂直な方向の変位に対す
る全体シール手段と、各ノズルの軸線方向に平行な変位
に対する個別シール手段とを含むことを特徴とする。 本発明に従えばノズル交換手段によるノズル交換のため
の変位に対しては全体シール手段によってシールが行わ
れ、熱膨張や接続手段による各ノズルの軸線方向の変位
に対しては個別シール手段によるシールが行われる。こ
れによって測定室とノズルとの気密封止状態を確実に維
持しノズル交換時に必要な作業量を減少させ、自動化も
容易となる。
よる極超音速風洞のノズル交換装置の概略的な構成を示
す。極超音速風洞全体の設備構成は、図4に示す極超音
速風洞設備と基本的に同等である。本実施形態のノズル
交換装置30は、整流筒31の出側に、複数のノズル3
2を交換可能に配置する。複数のノズル32はそれぞれ
異なるマッハ数の極超音速空気流を発生するために設け
られている。ノズル32は、ノズルバンドル33として
束の状態で装着され、その角変位によって選択された1
つのノズル32が整流筒31の中心線34に軸線が一致
する状態で極超音速風洞として完成する。ノズル32に
よって発生される極超音速の空気流は、測定室35に導
入され、超音速拡散筒36から排出される。測定室35
には、出入りのためのアクセス扉37が設けられ、また
下方には内部の実験装置の退避用の退避室38が設けら
れる。ノズルバンドル33と整流筒31との接続状態を
確実にするため、油圧駆動による接続装置44が設けら
れている。
切断面線III−IIIから見た断面図をそれぞれ示
す。退避室38内には、測定室35から模型支持装置4
6が退避用シリンダ47によって引下げられて退避可能
である。退避室38は床面48より下方に設けられてい
る。
35内に挿入された状態で保持される。挿入部分の全体
的なシールのために全体シール部49が設けられてい
る。複数のノズル32は、モータ50の出力軸に装着さ
れる駆動歯車51によって駆動される大径の従動歯車5
2が外周部に形成されている保持部材53に個別に挿入
され、全体シール部49には軸受54が形成され、測定
室35の壁面に対する従動歯車52の回転支持を行う。
各ノズル32が保持部材53に挿入されている部分に
は、スリーブ55がかぶせられ、シール56によって軸
線方向の摺動変位を気密に封止している。
けられ、その回転軸線58に角変位可能である。回転軸
線58は、従動歯車52の回転軸線と一致し、極超音速
風洞の中心線34に平行である。
ライド機構60によって中心線34方向の変位が可能で
ある。回転フランジ57の端面には、取付板61が当接
し、油圧シリンダ62によって取付板61と回転フラン
ジ57との締付けが行われる。回転フランジ57と取付
板61との間には、リング状のパッキンを設け、気密封
止状態を確実に行う。パッキンの材料としては、シリコ
ンゴムなどのOリングや、金属リングを用いることがで
きる。油圧シリンダ62によって回転フランジ57と取
付板61との間の間隔があいた状態でパッキンを保持し
ておくために、回転フランジ57または取付板61のう
ちの一方に溝を形成し、パッキンを収納して保持するこ
とが好ましい。ノズル32のスロート部の外周には冷却
ジャケット63を形成し、水冷管ジョイント64から冷
却水を供給する。水冷管ジョイント64への冷却水配管
の接続は、モータ50によって従動歯車52を角変位さ
せ、ノズル32の角変位に従って回転フランジ57も角
変位させた後で、選択されたノズル32の水冷管ジョイ
ント64に対して手動で行う。
よれば、図4に示すような極超音速風洞の手動によるノ
ズル交換の際に、複数人で複数日必要であったノズル交
換作業をきわめて短時間で行う。たとえば、油圧シリン
ダ62とモータ50との制御を、シーケンスに予め設定
した制御手順によって行うようにすれば、制御開始スイ
ッチを投入するだけでノズル交換作業を行うことができ
る。また、ノズルバンドル33は角変位によってノズル
32の交換を行うようにしているけれども、直線的なス
ライド変位で交換するような構成も可能である。
持手段によって複数のマッハ数用のノズルを保持した状
態でノズル交換手段による交換が可能であるので、マッ
ハ数の異なるノズルへの交換を容易に行うことができる
とともに、作業に要する時間を短縮することができる。
複数のノズルがノズル保持手段に保持された状態で使用
されるので、保管や搬送のためには余分なスペースが必
要でなくなる。
数のノズルがノズル保持手段に円周方向に配置された状
態で保持され、ノズル交換手段が角変位させてノズルの
交換を行うので、ノズル交換装置を小さな空間に構成す
ることができ、しかも交換作業に要する作業量と時間と
を削減することができる。
いてノズルの上流側を変位駆動し、整流筒の出側との間
との接続を行うので、自動化が容易となり、交換作業が
簡単化され、接続に要する時間の短縮も図ることができ
る。
ってノズル交換の際のシールを行い、個別シール手段に
よって接続手段による変位駆動や熱膨張による各ノズル
の軸線方向への変位に対するシールも確実に維持するこ
とができるので、交換が簡単化され、しかも確実な封止
を行うことができる。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 極超音速風洞の整流筒と測定室との間に
設けられるノズル交換装置であって、 複数の異なるマッハ数用のノズルを、下流側が測定室に
挿入された状態で、軸線が極超音速風洞の中心線に対し
て平行となるように、保持するノズル保持手段と、 ノズル保持手段を、ノズルの軸線が極超音速風洞の中心
線に平行である状態を保ちながら、軸線に垂直な方向に
変位させて、いずれか1つのノズルの上流側を整流筒の
出側に選択的に接続するノズル交換手段と、 ノズル保持手段によって保持される各ノズルの測定室へ
の挿入部分を、気密に封止するシール手段と、 ノズルの上流側と整流筒の出側との間を気密に接続し、
ノズル交換手段によるノズル保持手段の変位時には、接
続状態を緩和する接続手段とを含むことを特徴とする極
超音速風洞のノズル交換装置。 - 【請求項2】 前記ノズル保持手段は、円周方向に複数
のノズルを配置した状態で保持し、 前記ノズル交換手段は、ノズル保持手段を極超音速風洞
の中心線に平行な回転軸線まわりに角変位させることに
よって、ノズルの交換を行うことを特徴とする請求項1
記載の極超音速風洞のノズル交換装置。 - 【請求項3】 前記接続手段は、極超音速風洞の中心線
方向に沿って、ノズルの上流側を変位駆動するアクチュ
エータを備えることを特徴とする請求項1または2記載
の極超音速風洞のノズル交換装置。 - 【請求項4】 前記シール手段は、ノズル交換手段によ
る各ノズルの軸線に垂直な方向の変位に対する全体シー
ル手段と、各ノズルの軸線方向に平行な変位に対する個
別シール手段とを含むことを特徴とする請求項1〜3の
いずれかに記載の極超音速風洞のノズル交換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28535795A JP3350321B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 極超音速風洞のノズル交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28535795A JP3350321B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 極超音速風洞のノズル交換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09126945A true JPH09126945A (ja) | 1997-05-16 |
JP3350321B2 JP3350321B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=17690519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28535795A Expired - Fee Related JP3350321B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 極超音速風洞のノズル交換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3350321B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104483093A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-01 | 中国燃气涡轮研究院 | 一种可变马赫数的自由射流跨声速刚性喷管 |
CN107598754A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-19 | 中国人民解放军国防科技大学 | 高超声速层流喷管型面镜面加工工艺方法 |
CN114252230A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-03-29 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种常规高超声速风洞高马赫数喷管冷却水的分配装置 |
CN117387898A (zh) * | 2023-12-12 | 2024-01-12 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种风洞驻室和超扩段的锁紧密封机构及锁紧密封方法 |
-
1995
- 1995-11-01 JP JP28535795A patent/JP3350321B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN104483093A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-01 | 中国燃气涡轮研究院 | 一种可变马赫数的自由射流跨声速刚性喷管 |
CN107598754A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-19 | 中国人民解放军国防科技大学 | 高超声速层流喷管型面镜面加工工艺方法 |
CN114252230A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-03-29 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种常规高超声速风洞高马赫数喷管冷却水的分配装置 |
CN117387898A (zh) * | 2023-12-12 | 2024-01-12 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种风洞驻室和超扩段的锁紧密封机构及锁紧密封方法 |
CN117387898B (zh) * | 2023-12-12 | 2024-02-23 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种风洞驻室和超扩段的锁紧密封机构及锁紧密封方法 |
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