(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパン方向に延びて設けられた高圧空気導入孔、翼表面に開口して前記スパン方向に前記高圧空気導入孔より短い長さ範囲にわたって前記高圧空気導入孔と連通して設けられた噴出し口を有する航空機の翼形状体と、
調圧部及び噴出速度調整部を有して前記高圧空気導入孔に高圧空気を供給する空気付与手段と、
前記高圧空気を周期的に前記噴出し口に与える噴出し制御手段と、
を具備する剥離制御装置。
【請求項２】
スパン方向に延びて設けられた高圧空気導入孔、翼表面に開口して前記スパン方向に前記高圧空気導入孔より短い長さ範囲にわたって前記高圧空気導入孔と連通して設けられた噴出し口を有し、風洞試験に供される翼型模型からなる翼形状体と、
調圧部及び噴出速度調整部を有して前記高圧空気導入孔に高圧空気を供給する空気付与手段と、
前記高圧空気を周期的に前記噴出し口に与える噴出し制御手段と、
を具備する剥離制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の剥離制御装置において、前記噴出し制御手段は、軸方向に延びる通気孔、及びこの通気孔に連通して周方向に間隔的に設けられた複数の枝孔を有し、前記高圧空気を前記通気孔及び枝孔に通して前記噴出し口に与えるロータと、このロータを回転させる速度調節可能な電動モータと、を備える。
【請求項４】
請求項３記載の剥離制御装置において、前記噴出し制御手段は、前記空気付与手段で導かれる高圧空気を前記枝孔で受け入れるとともに、前記通気孔から前記高圧空気導入孔に高圧空気を供給するように、前記導入孔の上流側に配置されている。
【請求項５】
請求項３記載の剥離制御装置において、前記噴出し制御手段のロータは、前記通気孔を通った高圧空気が前記枝孔から前記高圧空気導入孔に高圧空気を供給するように、前記高圧空気導入孔内に回転可能に配置されている。
【請求項６】
請求項５記載の剥離制御装置において、前記枝孔は、前記ロータの軸方向に延びる長孔である。
【請求項７】
請求項５記載の剥離制御装置において、前記枝孔は、小孔であって、前記ロータの軸方向にも間隔的に設けられている。
【請求項８】
請求項１から７の内のいずれか１項記載の剥離制御装置において、前記噴出し口はスリットである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機の機体表面例えば翼表面、又は風洞試験で使用される航空機の翼型模型の翼表面に沿う気流を制御する剥離制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機の翼の抑角が大きくなると、翼表面に沿う流れに剥離を生じ易くなり、この剥離により空力抵抗が増大して揚力の低下を招く。そのため、翼表面の近傍に高周波エネルギーとして空気を周期的に噴出して翼表面に沿う流れの剥離を抑制するという理論がＮＡＳＡで提唱されている。
【０００３】
この理論に基づき提案された剥離制御装置（剥離抑制アクチュエータ）は、振動膜をピエゾ素子で加振させることにより、非常に狭い噴出し口を通して翼表面にジェットを噴出し・吸い込むものである。この剥離制御装置は、長さ３５mm、スリット幅２５０μｍの大きさのスリットを噴出し口として有するマイクロアクチュエータであって、実際の航空機（実機）に組み込むために提唱されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記理論の実効性を確かめるためには風洞試験を実施する必要がある。しかし、現状では風洞試験に適する剥離制御装置は提案されていない。この理由は風洞試験をするための縮小率にある。
【０００５】
すなわち、通常風洞試験で使用する模型は、実機に対して通常１０数％以下の大きさに縮小される。このため、もともと小さな前記マイクロアクチュータを前記縮小率で縮小しようとすると、極小な模型とならざるを得ないので、こうした極小な模型を作ることは実際上困難を極める。
【０００６】
したがって、現状では前記理論は実証されておらず、当然に、前記理論による剥離制御装置を組み込んだ実機も提供されていないので、こうした点を改善して航空機の機体表面等の流れを積極的に制御する技術の確立が望まれている。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、航空機の翼等のような翼形状体の表面に沿う流れを制御するのに好適な剥離制御装置を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の剥離制御装置は、スパン方向に延びて設けられた高圧空気導入孔、翼表面に開口して前記スパン方向に前記高圧空気導入孔より短い長さ範囲にわたって前記高圧空気導入孔と連通して設けられた噴出し口を有する航空機の翼形状体と、調圧部及び噴出速度調整部を有して前記高圧空気導入孔に高圧空気を供給する空気付与手段と、前記高圧空気を周期的に前記噴出し口に与える噴出し制御手段と、を具備している。
又、前記課題を解決するために、本発明の剥離制御装置は、スパン方向に延びて設けられた高圧空気導入孔、翼表面に開口して前記スパン方向に前記高圧空気導入孔より短い長さ範囲にわたって前記高圧空気導入孔と連通して設けられた噴出し口を有し、風洞試験に供される翼型模型からなる翼形状体と、調圧部及び噴出速度調整部を有して前記高圧空気導入孔に高圧空気を供給する空気付与手段と、前記高圧空気を周期的に前記噴出し口に与える噴出し制御手段と、を具備している。
【０００９】
本発明の剥離制御装置において、前記噴出し制御手段は、軸方向に延びる通気孔、及びこの通気孔に連通して周方向に間隔的に設けられた複数の枝孔を有し、前記高圧空気を前記通気孔及び枝孔に通して前記噴出し口に与えるロータと、このロータを回転させる速度調節可能な電動モータと、を備えるとよい。
【００１０】
本発明の剥離制御装置において、前記噴出し制御手段は、前記空気付与手段で導かれる高圧空気を前記枝孔で受け入れるとともに、前記通気孔から前記高圧空気導入孔に高圧空気を供給するように、前記導入孔の上流側に配置できる。
【００１１】
本発明の剥離制御装置において、前記噴出し制御手段のロータは、前記通気孔を通った高圧空気が前記枝孔から前記高圧空気導入孔に高圧空気を供給するように、前記高圧空気導入孔内に回転可能に配置できる。
【００１２】
本発明の剥離制御装置において、前記枝孔は、前記ロータの軸方向に延びる長孔としてもよいとともに、前記枝孔は、小孔であって、前記ロータの軸方向にも間隔的に設けるとよい。又、本発明の剥離制御装置において、前記噴出し口はスリットとすることは望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６を参照して本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態は風洞試験に適する剥離制御装置１を例示しており、この装置１は、図２に例示するように翼形状体例えば翼型模型２と、空気付与手段例えば空気付与機構３と、噴出し制御手段例えば噴出し制御機構４とを備えている。
【００１４】
翼型模型２は、そのコードに対して例えば図６に示すように対称な翼表面２ｂ、２ｃを有した翼形状をなしている。この翼型模型２のコード長は３３０mm、スパン長は５００mmである。
【００１５】
図２及び図５に示すように翼型模型２の前縁２ａには、スパン方向に延びて例えば直径１２mmの高圧空気導入孔１１が設けられているとともに、この導入孔１１と連通する噴出し口として例えばスリット１２が設けられている。スリット１２の長さは高圧空気導入孔１１より短く例えば長さが２００mmであって、このスリット１２はスパン方向に延びている。更に、このスリット１２の幅は例えば0.5mmに作られていて、このスリット１２は、翼型模型２が迎角をとった際に背側（上側）となる翼表面２ｂに開口されている。スリット１２は翼型模型２に沿う気流が仮に剥離した場合に、その剥離域が始まる位置の風上側近傍に開口させるとよく、例えば翼型模型２の前端から例えばコード長さの３％ないし５％の位置に開口させることが望ましい。
【００１６】
なお、スリット１２に代えて複数の小孔をスパン方向に並べて、この小孔の列を噴出し口とすることもできるとともに、剥離抑制領域がスパン方向に長い場合には、スパン方向に複数のスリットを間隔的に設けた噴出し口を作ることもでき、或いはスパン方向に１以上のスリット及び小孔列を混在させた噴出し口を作ることもできる。
【００１７】
又、噴出し口は一つに限らず複数設けることができるとともに、翼型模型２が迎角をとった際に腹側（下側）となる翼表面２ｃに開口させることもできる。更に、噴出し口は翼型模型２などの翼型形状体の前縁に限らず後縁、又は前後両縁間にも設けることが可能である。
【００１８】
図１及び図２に示すように翼型模型２の長手方向（スパン方向）の一端には第１の模型端板１３が連結され、同他端には第２の模型端板１４が連結されている。互いに平行な両端板１３、１４はいずれも円板であって、相互間に翼型模型２周りの流れ場の二次元性を確保するために設けられている。第１の模型端板１３は翼型模型２と同一形状の連結翼部１３ａを有している。第１の模型端板１３により高圧空気導入孔１１の一端は閉じられている。第１の模型端板１３より大径な第２の模型端板１４には、高圧空気導入孔１１の他端に気密に保持して連通する通孔（図示しない）が設けられている。
【００１９】
空気付与機構３は図１に示す風洞１８の外部に配置されている。この機構３は、高圧空気導入孔１１に高圧空気を供給するものであって、図２に示すように高圧空気源２１と、調圧部例えば調圧弁２２と、噴出速度調整部例えば速度調整用流量計２３とを有している。
【００２０】
高圧空気源２１は例えば（6.8×１０５）Ｐａの高圧空気を供給する。調圧弁２２は高圧空気源２１から導入される高圧空気を減圧する。速度調整用流量計２３は、その目盛りの調節により大気圧開放時流量を設定し、それに伴いスリット１２からの空気噴出し速度を決定する。なお、高圧空気を浄化するためのエアーフィルターを空気付与機構３に付加することは妨げないとともに、後述のロータ３１周りの潤滑のため高圧空気に潤滑油を混入させるオイルリュブリケータを空気付与機構３に付加することも妨げない。
【００２１】
図２に示すように模型端板１３、１４付きの翼型模型２は模型支持装置２５上に支持されている。模型支持装置２５は、ベース２６と、このベース２５上に起立された支持筒２７を備えており、支持筒２７は第２の模型端板１４の下面に連結されている。
【００２２】
図１に示すように模型支持装置２５は、風洞床面の一部に設置されたターンテーブル１９にベース２６を固定して、風洞１８の計測部に設置される。この設置により、翼型模型２はその前縁２ａを風洞１８の風上側に向けて配置され、ターンテーブル１９の回転によって風洞１８の主流（図２中矢印Ａで示す）に対する任意の仰角を模擬的に得ることができるようになっている。なお、図１では翼型模型２が風上に向かっており後縁２ｄ側から描かれている。
【００２３】
空気付与機構３からスリット１２に至る高圧空気を周期的にスリット１２に与える噴出し制御機構４は、本実施形態では高圧空気導入孔１１の上流側に配置されていて、その構成が図３および図４に例示されている。この制御機構４は、ロータ３１と、電動モータ３２とを備えている。
【００２４】
ロータ３１は、一対の軸受装置３４及びこれら軸受装置３４間に配置されてロータ３１の外周に嵌合する軸受円筒３５により、ロータハウジング３３内に回転自由に支持されている。軸受装置３４及び軸受円筒３５はロータハウジング３３に固定されている。軸受円筒３５には含油軸受等を好適に使用できる。この軸受円筒３５はその一部に軸方向に延びる長孔等からなる通孔３５ａを有している。
【００２５】
ロータハウジング３３内には空気チャンバー３６が形成され、このチャンバー３６の空気出口３６ａは通孔３５ａに臨んで連通している。図３中符号３７は空気チャンバー３６と連通してロータハウジング３３に取付けられたホース接続継手からなる空気入口を示し、この入口３７には前記流量計２３から出た高圧空気を導くホース３８が接続されている。
【００２６】
ロータハウジング３３にはその外面に突設されたモータ取付け金具３９を介して電動モータ３２が連結されている。電動モータ３２には速度調節が可能なサーボモータなどが使用される、このモータ３２の回転数は図示しないダイアル操作により任意に設定可能であり、又、その回転周波数は図示しないモニタにより視認できるようになっている。電動モータ３２は例えば最高で3000ｒｐｍの回転が可能である。この電動モータ３２の出力軸３２ａとロータハウジング３３外に突出されたロータ３１の入力軸３１ａとはカップリング４０により連結されている。
【００２７】
ロータ３１は、例えば単一の通気孔４２と、複数の枝孔４３とを有している。通気孔４２はロータ３１の中心部に軸方向に延びて開けられている。各枝孔４３はロータ３１の放射方向に沿って設けられ、内端が通気孔４２に開口し、外端がロータ３１の外周面に開口されている。これらの枝孔４３はロータ３１の周方向に間隔的、例えば１２個の枝孔４３が周方向に等間隔で設けられている。更に、各枝孔４３は軸受円筒３５の通孔３５ａと略同じ長さでロータ３１の軸方向に延びる長孔で作られている。
【００２８】
前記構成の噴出し制御機構４のロータハウジング３３は、通気孔４２に連続する接続口４４を有している。この噴出し制御機構４は第２の模型端板１４の下面に連結され、その連結に伴い接続口４４が翼型模型２の高圧空気導入孔１１に気密を保って連通されるようになっている。又、噴出し制御機構４は図２に示すように支持筒２７に内蔵されている。
【００２９】
以上の剥離制御装置１は、それを風洞１８内に設置し、ターンテーブル１９を回転させて、翼型模型２が任意に模擬迎角をとるように設定した後、風洞１８に風を流した条件下で、空気付与機構３を動作させるとともに、噴出し制御機構４を動作させて用いられる。
【００３０】
詳しくは、空気付与機構３の動作に伴い、高圧空気が任意圧力に減圧されて任意速度で空気チャンバー３６内に流入される。その一方で、噴出し制御機構４の電動モータ３２の回転数制御で任意速度でロータ３１が回転されるので、ロータ３１の枝孔４３が軸受円筒３５の通孔３５ａに重なる度に、空気チャンバー３６内の高圧空気がロータ３１の通気孔４２に流入して、この通気孔４２から翼型模型２の高圧空気導入孔１１に供給される。
【００３１】
このようにロータ３１の回転速度に応じて、このロータ３１を通って翼型模型２の高圧空気導入孔１１に周期的に供給される高圧空気は、翼型模型２の前縁２ａからそのスリット１２を通って、翼型模型２の翼表面２ｂに沿う気流中に噴出される。こうして翼表面２ｂから高圧空気のエネルギーが周期的に噴出されるため、この高圧空気によって、翼表面２ｂに沿う気流を制御できる（これを剥離制御という）のかどうかを、風洞試験により確認できる。
【００３２】
この風洞試験は、模擬迎角、風速、高圧空気の噴出し流速、及び高圧空気の噴出し周波数等の条件を種々変更して行われる。模擬迎角の変更は既述のようにターンテーブル１９の回転で行われ、風速の変更は風洞１８の送風機の回転制御で行われる。噴出し流速の変更は、空気付与機構３の調圧弁２２及び速度調整用流量計２３を操作して行われる。この場合、（０〜１００）ｍ/Ｓの範囲で例えば数ｍ/Ｓ刻みで噴出し流速を任意に変更できる。又、噴出し周波数の変更は、噴出し制御機構４の電動モータ３２による回転制御で行われる。この場合、（１〜６００）Ｈｚの範囲で例えば１Ｈｚ刻みで噴出し周波数を任意に変更できる。
【００３３】
図６は、スリット１２の位置が３％Ｃ（ここに符号Ｃはコード長）、風洞１８での風速が一様流速度で４５ｍ/Ｓ、噴出し流速が３０ｍ/Ｓ、噴出し周波数が２００Ｈｚ、模擬迎角１７°の条件下での試験結果を示している。この図６は翼表面の圧力分布を示し、翼後縁付近（Ｘ/Ｃの値が１近傍）でＣｐ値が０小さい場合には剥離が生じていることを図６は表している。
【００３４】
図６中Ｂは剥離制御をしない場合の腹側翼表面２ｃでの圧力分布、Ｃは剥離制御をした場合の腹側翼表面２ｃでの圧力分布、Ｄは剥離制御をしない場合の背側翼表面２ｂでの圧力分布、Ｅは剥離制御をした場合の背側翼表面２ｂでの圧力分布を夫々示している。
【００３５】
これらの分布から分かるように剥離制御によって、翼型模型２の前縁２ａでの負圧ピーク値が大きく減少し、かつ翼型模型２の後縁２ｄでの圧力も回復して、完全に剥離が消滅していることが確認された。又、前記剥離制御による剥離抑制効果は、噴出し周波数が１００Ｈｚの場合も同様に得られることが確認された。しかし、これら１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ以外の例えば３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚの噴出し周波数（なお、その他の条件は同じ）では、充分な剥離抑制効果が得られないことも確認された。
【００３６】
以上のように第１実施形態では実機に対する風洞試験模型として実用に耐え、翼型模型２の翼表面に沿う流れを制御するのに好適な剥離制御装置１を提供できる。そして、この装置１では、翼型模型２の外側に噴出し制御機構４を配置して、ここで作られた高周波の高圧空気を高圧空気導入孔１１に通してスリット１２から周期的に噴出す（振動噴出し、又は非定常噴出しとも称することができる。）ので、小さな翼型模型２であっても、その製作に大きな困難を極めることがなく容易に製作できる。
【００３７】
以下、本発明の第２〜第５の実施形態を説明する。これらの実施形態は基本的には第１実施形態等と同じ構成であるので、同じ構成部分には第１実施形態等と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する
図７（Ａ）（Ｂ）に示す本発明の第２実施形態では、高圧空気導入孔１１の内部にその長手方向（スパン方向）に延びる流速分布調整用のパイプ４５を収容している。パイプ４５は、高圧空気導入孔１１より小径であり、その長手方向一端は第１模型端板１３に支持されるエンドキャップ４６で塞がれている。このパイプ４５の内側空間は接続口４４に連通されている。又、パイプ４５は多数の小孔４５ａを有し、これらの小孔４５ａは第１模型端板１３に近づくほど、言いかえれば、風洞の上方側ほど多くなるように設けられている。
【００３８】
このパイプ４５を備えることにより、スリット１２からの高周波噴出しがスパン方向に略均一に行われるようにしている。言いかえれば、スリット１２から噴出される高圧空気が、特に剥離制御装置１の噴出し周波数の主領域である（２００〜４００）Ｈｚの範囲で、風洞の下方側と上方側とで速度差を持たないように、噴出し速度スパン方向分布を改善できる。
【００３９】
以上説明した点以外の構成は図７に示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。したがって、この第２実施形態でも本発明の課題を達成できる。加えて、多孔穴明きパイプ４５での既述の流速分布調整によって、剥離制御の信頼性を高めることができる。
【００４０】
図８〜図１０に示す本発明の第３実施形態では、噴出し制御機構４のロータ３１を高圧空気導入孔１１より長くするとともに、このロータ３１を、高圧空気導入孔１１の内周面に接して回転するようにこの導入孔１１内に収容している。ロータ３１の長手方向一端に臨んだ第１の模型端板１３には、高圧空気導入孔１１への空気入り口をなす給気用コネクタ５１が取付けられていて、このコネクタ５１に空気付与機構３のホース３８の先端部が接続されている。
【００４１】
ロータ３１の長手方向他端部は第２の模型端板１４を貫通して、この板１４の下方に突出されている。又、噴出し制御機構４の電動モータ３２は第２の模型端板１４の下面にモータ取付け金具３９を介して連結され、このモータ３２の出力軸３２ａはカップリング４０を介してロータ３１の前記他端部に接続されている。
【００４２】
このため、電動モータ３２によりロータ３１が高圧空気導入孔１１内で回転されることに伴い、このロータ３１の枝管４３が周期的に翼型模型２のスリット１２と対向し、スリット１２とロータ３１の通気孔４２とが枝管４３を介して連通される。この一方で、空気付与機構３により、ロータ３１の一端に高圧空気が導入され、この空気は通気孔４２を通って枝管４３に至る。したがって、既述のように枝管４３がスリット１２に周期的に対向するたびに、高圧空気がスリット１２を通って翼表面２ｂに噴出されるので、剥離制御による剥離抑制効果を得ることができる。
【００４３】
以上説明した点以外の構成は図８〜図１０に示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。したがって、この第３実施形態でも本発明の課題を達成できる。加えて、ロータ３１を翼型模型２に内蔵したので、翼型模型２の外回りを簡素化でき、噴出し制御機構４が風洞内気流に与える影響を減少できる。又、ロータ３１は翼型模型２と同程度の長さであっても、その製作は容易であり、しかも、これをスリット１２に挿入してセットすることも格別に難しくはない。そのため、第３実施形態でも実機に対する風洞試験模型として実用に耐え、翼型模型２の翼表面に沿う流れを制御するのに好適な剥離制御装置１を提供できる。
【００４４】
なお、この第３実施形態で、スパン方向に延びる枝孔４３の幅を、高圧空気の導入側から遠ざかるほど次第に広げてもよい。この場合には、第２実施形態で説明したように噴出し速度スパン方向分布が改善されるので、この流速分布調整によって剥離制御の信頼性を高めることができる。
【００４５】
図１１に示す本発明の第４実施形態は、第３実施形態の構成において、高圧空気導入孔１１に回転自由に収容されたロータ３１の枝管４３を、長孔に代えて、小孔として、それをロータ３１の軸方向（翼型模型２のスパン方向）に間隔的に設けている。この点以外の構成は、図１１に示されない構成を含めて第１又は第３の実施形態と同じである。
【００４６】
そのため、第４実施形態でも、本発明の課題を達成可能であり、実機に対する風洞試験模型として実用に耐え、翼型模型２の翼表面に沿う流れを制御するのに好適な剥離制御装置１を提供できる。ロータ３１を翼型模型２に内蔵したので、翼型模型２の外回りを簡素化でき、勿論、噴出し制御機構４が風洞内気流に与える影響も減少できる。
【００４７】
更に、第４実施形態では、小孔からなる枝孔４３をロータ３１の軸方向に沿って間隔的に設けたので、ロータ３１の軸方向に沿う噴出し速度差を小さくして、周期的に高圧空気を翼表面上の境界層に噴出すことができる。しかも、この第４実施形態において、小孔からなる枝孔４３のロータ３１の軸方向に沿う配置を、第１模型端板に近づくほど、言いかえれば、風洞の上方側ほど多くなるように不等間隔に設ける場合には、第２実施形態で説明したように噴出し速度スパン方向分布が改善されるので、この流速分布調整によって剥離制御の信頼性を高めることができる。
【００４８】
図１２に示す本発明の第５実施形態では、第３又は第４の実施形態の構成において、通孔３５ａを有した軸受円筒３５を高圧空気導入孔１１にその内周面に接して収容するとともに、この軸受円筒３５の内側にロータ３１を回転自由に収容している。この点以外の構成は、図１２に示されない構成を含めて第１、第３、又は第４の実施形態と同じである。
【００４９】
そのため、第４実施形態でも、本発明の課題を達成可能であり、実機に対する風洞試験模型として実用に耐え、翼型模型２の翼表面に沿う流れを制御するのに好適な剥離制御装置１を提供できる。加えて、軸受円筒３５を用いたので、翼型模型２の高圧空気導入孔１１内面とロータ３１の外周面とが直接接触して摩耗することがないので、翼型模型２の耐久性を向上できる。
【００５０】
本発明は前記各実施形態には制約されない。本発明は実機の主翼をはじめとする各種の翼（つまり翼形状体）前縁、後縁、前後縁、前後縁の舵面等での剥離抑制に適用できる。この実機への適用の場合、空気付与手段の高圧空気源としてエンジンの高圧空気を利用できるとともに、エンジンから電力の形で変換したエネルギーで電動モータを駆動できる。そして、実機に適用した場合には、既述の剥離抑制により機体の翼表面に作用する空力の抵抗を低減できるに伴い、部品点数、重量、及びコストの低減等多大な経済的効果を見込むことが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の剥離制御装置は、航空機の翼形状体にそのスパン方向に延びる高圧空気導入孔、及び翼表面に開口してスパン方向に高圧空気導入孔より短い長さ範囲にわたって高圧空気導入孔と連通する噴出し口を設け、調圧部及び噴出速度調整部を有した空気付与手段により高圧空気導入孔に高圧空気を供給するととともに、噴出し制御手段により高圧空気を周期的に噴出し口に与えるようにしている。このため、翼形状体の翼表面上の気流中に高圧空気を任意の周期で噴出して、翼表面に沿う気流を制御できる。したがって、航空機の翼形状体の表面に沿う流れを制御するのに好適な剥離制御装置を提供できる。
又、本発明の剥離制御装置は、風洞試験に供される翼型模型からなる翼形状体にそのスパン方向に延びる高圧空気導入孔、及び翼表面に開口してスパン方向に高圧空気導入孔より短い長さ範囲にわたって高圧空気導入孔と連通する噴出し口を設け、調圧部及び噴出速度調整部を有した空気付与手段により高圧空気導入孔に高圧空気を供給するととともに、噴出し制御手段により高圧空気を周期的に噴出し口に与えるようにしている。このため、翼形状体の翼表面上の気流中に高圧空気を任意の周期で噴出して、翼表面に沿う気流を制御できる。したがって、実機に対する風洞試験模型の製作が容易であり、実機の翼表面に沿う流れの制御を検証するための風洞試験模型として実用上好適な剥離制御装置を提供できる。
【００５２】
前記噴出し制御手段が、ロータと、このロータを回転させる速度調節可能な電動モータとを備え、ロータが、軸方向に延びる通気孔、及びこの通気孔に連通して周方向に間隔的に設けられた複数の枝孔を有し、これら通気孔及び枝孔に通して高圧空気を噴出し口に与えるようにした発明によれば、電動モータの回転数制御でロータの回転数を変えることで、噴出し口からの噴出される高圧空気の周期を容易に設定できる剥離制御装置を提供できる。
【００５３】
前記噴出し制御手段が、高圧空気導入孔の上流側に配置されていて、空気付与手段で導かれる高圧空気を枝孔で受け入れるとともに、通気孔から高圧空気導入孔に高圧空気を供給するようにした発明によれば、ロータを翼形状体に組み込まないので、製作し易く、メンテナンスも容易な剥離制御装置を提供できる。
【００５４】
前記噴出し制御手段が、そのロータを高圧空気導入孔内に回転可能に配置して、ロータの通気孔を通った高圧空気が枝孔から高圧空気導入孔に供給されるようにした発明によれば、ロータの回転に伴い枝管が噴出し口に周期的に対向するたびに、高圧空気が噴出し口から翼表面に噴出されるので、航空機の翼等のような翼形状体の表面等の流れを制御するのに好適であるとともに、実機に対する風洞試験模型として実用化する場合には、翼形状体としての翼型模型の外回りが簡素化されて、噴出し制御手段が風洞内気流に与える影響を減少可能な剥離制御装置を提供できる。
【００５５】
ロータの枝孔を、ロータの軸方向に延びる長孔とした発明によれば、ロータに対する枝孔の加工が簡単であるので、製作が容易な剥離制御装置を提供できる。
【００５６】
ロータの枝孔を、小孔として、ロータの軸方向に間隔的に設けるようにした発明においては、噴出し口から周期的に噴出される高圧空気のスパン方向に沿う噴出し速度差を小さくでき、特に、その小孔の分布をスパン方向に調整する場合には、噴出し速度スパン方向分布が改善されるので、剥離制御の信頼性が高い剥離制御装置を提供できる。
【００５７】
翼形状体の噴出し口をスリットとした発明によれば、その加工が容易であるとともに、スパン方向に沿って所定領域にわたり剥離制御域が途切れないようにできるので、剥離制御の信頼性が高い剥離制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る剥離制御装置の一部を風洞の計測部に設置した状況を示す図。
【図２】図１の剥離制御装置を示す側面図。
【図３】図１の剥離制御装置が備える噴出し制御機構を一部切欠いて示す側面図。
【図４】図３中Ｆ４−Ｆ４線に沿って示す断面図。
【図５】図２中Ｆ５−Ｆ５線に沿って示す断面図。
【図６】図１の剥離制御装置での剥離抑制の結果を表面圧力の分布で示す図。
【図７】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る剥離制御装置を示す図５相当の断面図。（Ｂ）は図７（Ａ）の剥離制御装置が備える流速分布調整パイプを示す側面図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る剥離制御装置を示す側面図。
【図９】図８中Ｆ８−Ｆ８線に沿って示す断面図。
【図１０】図８の剥離制御装置の一部を示す斜視図。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る剥離制御装置の一部を示す斜視図。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る剥離制御装置を示す図５相当の断面図。
【符号の説明】
１…剥離制御装置
２…翼型模型（翼形状体）
２ａ…翼型模型の前縁
２ｂ、２ｃ…翼型模型の翼表面
３…空気付与機構（空気付与手段）
４…噴出し制御機構（噴出し制御手段）
２１…高圧空気源
２２…調圧弁（調圧部）
２３…速度調整用流量計（噴出し速度調整部）
３１…ロータ
３２…電動モータ
３５…軸受円筒
３５ａ…通孔
３６…空気チャンバー
４２…通気孔
４３…枝孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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