(57)【要約】【課題】本発明の風洞試験用模型装置の課題は、可動板の傾き位置を設定する操作に要する人員の手間と時間を削減することにある。【解決手段】主通路５の壁面を構成するように装置本体１に直列に並べて配置され夫々が平行なす枢軸線を支点として回動可能に支持された第１および第２の複数の可動板１１，１２と、装置本体に各可動板に夫々対応して設けられ各可動板を夫々回動させる第１および第２のリンク機構２１，２２と、隣り合う各リンク機構の夫々のリンクを互いに連結する連結部材と，隣り合う各リンク機構に夫々設けられるリンクの間の距離を調節する距離調節手段であるターンバックル５５とを具備する。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風洞の内部に設置する模型装置において、
空気通路を有する装置本体と、前記空気通路の壁面を構成するように前記装置本体に直列に並べて配置され夫々が平行な枢軸線を支点として回動可能に支持された複数の可動板と、前記装置本体に前記各可動板に夫々対応して設けられ前記各可動板を夫々回動させる複数組のリンク機構と、隣り合う前記各リンク機構の夫々のリンクを互いに連結する連結部材と、前記複数組のリンク機構のうち１組のリンク機構に駆動力を与える駆動手段とを具備することを特徴とする風洞試験用模型装置。
【請求項２】
隣り合う前記各リンク機構に夫々設けられるリンクの間の距離を調節する距離調節手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の風洞試験用模型装置。
【請求項３】
前記距離調節手段はターンバックルであることを特徴とする請求項２に記載の風洞試験用模型装置。
【請求項４】
前記装置本体は前記空気通路に連通する補助通路を備え、前記各可動板はこの補助通路の入口に面した箇所で夫々の先端を互いに向き合せて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の風洞試験用模型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は風洞試験用模型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機に搭載されるジエットエンジンは、エンジンの推進運動によって燃焼に必要な空気を高速で吸込んで燃焼室内で圧縮し、燃料噴射、点火および燃焼させて推力を得るものである。このジエットエンジンを製造するに当たっては、仕様に応じた設計を行うために、ジエットエンジンを縮小した模型装置を製作し、この模型装置を用いて風洞試験を行っている。
【０００３】
ところで、ジエットエンジンは、吸込んだ空気を燃焼室に流す主通路に加えて、この主通路に連通して主通路を流れる空気の一部をエンジン外部へ逃がして燃焼室へ流れる空気量を調節する補助通路を有している。この主通路から補助通路へ流れる空気の量はエンジンの仕様を決定する上で重要な要素で、補助通路が主通路と連通する箇所における空気入口の面積などの条件に関連するものである。
【０００４】
このため、風洞試験用の模型装置では、装置本体に主通路と補助通路を設け、補助通路が主通路と連通する箇所の壁面を、空気流れ方向に沿って直列に並ぶ回動可能な２個の可動板で構成し、この２個の可動板の互いに向き合う先端間で補助通路における空気入口を形成している。すなわち、これら２個の可動板を夫々適宜回動して傾かせることにより補助通路における空気入口の大きさなどの条件を種々変化させ、これら空気入口の各条件の下で試験を行って計測データを得ている。
【０００５】
従来、この模型装置において各可動板を傾かせて空気入口の条件を設定するためには、角度が異なる傾斜部を持った複数種類の角度金具を用意し、これら複数種類の角度金具を選択して可動板の位置を決めて固定している。すなわち、人員が可動板の設定角度に対応する角度金具を選択し、選択した角度金具を用いて可動板を所定角度の位置に位置決めして、さらにこの角度金具をねじを用いて装置本体に固定することにより可動板を固定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような可動板の位置を設定する操作は、角度金具を用いて可動板を所定角度の位置に位置決めして装置本体に固定するという人員による面倒な作業を必要として多くの手間と時間を要している、
本発明は、可動板の位置を設定する操作に要する人員の手間と時間を削減した風洞試験用模型装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の風洞試験用模型装置は、風洞の内部に設置する模型装置において、空気通路を有する装置本体と、前記空気通路の壁面を構成するように前記装置本体に直列に並べて配置され夫々が平行な枢軸線を支点として回動可能に支持された複数の可動板と、前記装置本体に前記各可動板に夫々対応して設けられ前記各可動板を夫々回動させる複数組のリンク機構と、隣り合う前記各リンク機構の夫々のリンクを互いに連結する連結部材と、前記複数組のリンク機構のうち１組のリンク機構に駆動力を与える駆動手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図１ないし図５を参照して説明する。
【０００９】
この実施の形態は本発明をジエットエンジンの風洞試験用模型装置に適用したものである。図１はこの実施の形態における風洞試験用模型装置を模式的に示す断面図、図２はこの模型装置に設ける可動板およびこの可動板を駆動する機構を模式的に拡大して示す断面図、図３は図２のＺ―Ｚ線に沿って示す断面図、図４は駆動軸とリンク機構との連結部を示す図、図５は距離調節手段の一例であるターンバックルを示す図である。
【００１０】
図１ないし図３において１は装置本体である。この装置本体１はジエットエンジンを搭載した航空機の機体を模して実機の機体を所定の縮尺で縮小した大きさのものであり、機体部２、機体部２からその側方へ張り出す翼部３、およびこの翼部３の下部に設けられたエンジン搭載部４を備えている。
【００１１】
エンジン搭載部４はジエットエンジンを構成するもので、全体として機体部２の前後方向（進行方向）に沿う筒体をなしている。エンジン搭載部４は、機体部２の前後方向（進行方向）に沿う主通路（空気通路）５と、この主通路５の上側に位置して機体部２の前後方向（進行方向）に沿う補助通路６を有している。主通路５はエンジン搭載部４の前端面で形成された開口５ａから取入れた空気を流して、エンジン搭載部４の後部に設けたエンジン（図示せず）へ供給するものである。
【００１２】
補助通路６は主通路５の内部の前端部に面して形成された連通部６ａを介して主通路５と連通している。補助通路６は，主通路５に入った空気の一部が連通部６ａから内部に流れてエンジン搭載部へ流れないように逃がすものである。補助通路６の連通部６ａは主通路５の前後方向に沿って形成されている。
【００１３】
主通路５の開口５ａの前側部には空気を主通路５へ導く傾斜した第１のランプ（固定ランプ）７が形成されている。
【００１４】
主通路５の内部において補助通路６の連通部６ａに面する箇所には、第１の可動板１１と第２の可動板１２が主通路５の前後方向に並べて設けられている。この第１の可動板１１と第２の可動板１２は第２のランプおよび第３のランプである。この第１の可動板１１と第２の可動板１２は連通部６ａの前後方向長さの半分より短い長さと、連通部６ａの前後方向に対して直交する方向の長さに相当する長さを有する板材からなるものである。ここでは第１の可動板１１は第２の可動板１２に比して前後方向長さが大きい。
【００１５】
第１の可動板１１は第２の可動板１２に対して前側に配置され、前側縁部が前後方向に対して直交する方向に沿って伸びる支点軸１３に支持され、この支点軸１３を支点として上下方向に回動可能に設けられている。第２の可動板１２は第１の可動板１１に対して後側に配置され、後側縁部が前後方向に対して直交する方向に沿って伸びる支点軸１４に支持され、この支点軸１４を支点として上下方向に回動可能に設けられている。
【００１６】
すなわち、第１の可動板１１と第２の可動板１２は、主通路５の内部において補助通路６の連通部６ａに面して設けることにより主通路５の壁面を形成し、且つ補助通路６の連通部６ａにおいて空気入口Ａを形作るものである。この空気入口Ａは主通路５を流れる空気の一部を補助通路６に導くものである。
【００１７】
このように第１の可動板１１と第２の可動板１２は夫々の先端部（自由端）が互いに向き合うようにして前後方向に並べて配置され、平行な枢軸線を支点として上下方向に回動するように支持されている。第１の可動板１１と第２の可動板１２は最も上向きに回動した位置で補助通路６の連通部６ａを最も閉じる状態になり、下向きに回動するに従い連通部６ａから離れる。
【００１８】
また、エンジン搭載部４には補助通路６の連通部６ａの上側に位置する部分にリンク室２３が形成され、このリンク室２３には第１のリンク機構２１と第２のリンク機構２２が前後方向に並べて設けてある。前側に位置する第１のリンク機構２１は第１の可動板１１に対応してこれを動作させるものであり、後側に位置する第２のリンク機構２２は第２の可動板１２に対応してこれを動作させるものである。
【００１９】
第１のリンク機構２１は二等辺三角形をなすリンク板３１とリンク３２を有している。リンク板３１は図１および図２に示すように主通路５の前後方向に沿って配置され、例えば後部に位置する角部（斜辺と底辺とが交叉する角部）が前後方向に対して直交する方向に沿う水平な枢軸３３に支持されている。この枢軸３３はリンク室２３に設けられた軸受（図示しないが図４に示す軸受２６と同じもの）に回転自在に支持されている。
【００２０】
リンク３２は一端（上端）がリンク板３１における前部に位置する角部にピン３４によって回動可能に連結されてリンク板３１の下側に吊下げられている。リンク３２はリンク室２３の下壁部に上下方向に沿って貫通された孔２４を通して補助通路６の連通部６ａに突出し、他端（下端）が第１の可動板１１の上面先端部にピン３５により回動可能に連結されている。ピン３４、３５は枢軸３３と平行に配置されている。
【００２１】
そして、リンク板３１が枢軸３３を中心として上下方向に回動すると、リンク３２がピン３４を介して孔２４に沿って上下移動し、さらにピン３５を介して第１の可動板１１を引上げおよび押下げする。このため、第１の可動板１１は枢軸１３を中心として上下方向に回動する。
【００２２】
第２のリンク機構２２は二等辺三角形をなすリンク板４１とリンク４２を有している。リンク板４１は図１および図２に示すように主通路５の前後方向に沿って配置され、リンク板３１と同様に後部に位置する角部（斜辺と底辺とが交叉する角部）が前後方向に対して直交する方向に沿う水平な駆動軸４３にキー６４を介して固定されている。この駆動軸４３は図４に示すようリンク室２３に設けた軸受２６に回転自在に支持されている。
【００２３】
リンク４２は一端（上端）がリンク板４１における前部に位置する角部にピン４４によって回動可能に連結されてリンク板４１の下側に吊下げられている。リンク４２はリンク室２３の下壁部に上下方向に沿って貫通された孔２５を通して補助通路６の連通部６ａに突出し、他端（下端）が第１の可動板１１の上面先端部にピン４５により回動可能に連結されている。ピン４４、４５は駆動軸４３と平行に配置されている。
【００２４】
そして、リンク板４１が駆動軸４３を中心として上下方向に回動すると、リンク４２がピン４４を介して孔２５に沿って上下移動し、さらにピン４５を介して第２の可動板１２を引上げおよび押下げする。このため、第２の可動板１２は枢軸１４を中心として上下方向に回動する。
【００２５】
これらおよび第１のリンク機構２１および第２のリンク機構２２の構成はこの実施の構成に限定されることなく種々変更できる。
【００２６】
また、第１のリンク機構２１に設けられるリンク板３１における上部に位置する角部（２個の斜辺が交叉する角部）には、連結ねじ軸５１の基端部がピン５３によって回動可能に連結されている。第２のリンク機構２２に設けられるリンク板４１における上部に位置する角部（２個の斜辺が交叉する角部）には、連結ねじ軸５２の基端部がピン５４によって回動可能に連結されている。これら連結ねじ軸５１、５２は軸線回りの回転は阻止される。
【００２７】
図５に示すように連結ねじ軸５１と連結ねじ軸５２には夫々異なる向きのねじ部５１ａ、５２ａが形成されている。例えば連結ねじ軸５１のねじ部５１ａは左ねじ、連結ねじ軸５２のねじ部５２ａは右ねじであり、各ねじ部５１ａ、５２ａのリード、ピッチなどの仕様は同じである。
【００２８】
これら連結ねじ軸５１，５２は第１のリンク機構２１と第２のリンク機構２２の間のスペースに向くように向きを設定され、この第１のリンク機構２１と第２のリンク機構２２の間のスペースに配置されたターンバックル５５に連結されている。
【００２９】
このターンバックル５５は図５に示すように一端部に左ねじのねじ孔５５ａが形成され、他端部に右ねじのねじ孔５５ｂが形成されている。ターンバックル５５の左ねじ孔５５ａには連結ねじ軸５１のねじ部５１ａが螺挿され、ターンバックル５５の右ねじ孔５５ｂには連結ねじ軸５２のねじ部５２ａが螺挿されている。なお、ターンバックル５５の中央部は各連結ねじ軸５１，５２が軸線方向に沿って移動できるように空間部を有している。
【００３０】
ここで、ターンバックル５５を一方向に回転すると、連結ねじ軸５１と連結ねじ軸５２とが互いに接近するように夫々ターンバックル５５の中央部へ向けて軸線方向に沿って移動し、ターンバックル５５を他方向に回転すると、連結ねじ軸５１と連結ねじ軸５２とが互いに離間するように夫々ターンバックル５５の外部へ向けて軸線方向に沿って移動する。
【００３１】
前者の場合には、連結ねじ軸５１の基端と連結ねじ軸５２の基端とを結ぶ距離が縮小し、後者の場合には、連結ねじ軸５１の基端と連結ねじ軸５２の基端とを結ぶ距離が伸長する。
【００３２】
このため、前者の場合には、連結ねじ軸５１と第１のリンク機構２１のリンク板３１との連結点はターンバックル５５に接近する向きに移動してリンク板３１が上向きに回動し、連結ねじ軸５２と第２のリンク機構２２のリンク板４１との連結点はターンバックル５５に接近する向きに移動してリンク板４１が下向きに回動する。
【００３３】
後者の場合には、連結ねじ軸５１と第１のリンク機構２１のリンク板３１との連結点はターンバックル５５から離間する向きに移動してリンク板３１が下向きに回動し、連結ねじ軸５２と第２のリンク機構２２のリンク板４１との連結点はターンバックル５５から離間する向きに移動してリンク板４１が上向きに回動する。
【００３４】
すなわち、ターンバックル５５と連結ねじ軸５１、５２は、第１のリンク機構２１のリンク板３１と第２のリンク機構２２のリンク板４１との間の距離の大きさを調節する距離調節手段の一例である。このターンバックル５５は例えば人員が手動により操作する。このため、リンク室２３の上部は操作時に手を入れることができるように開放されている。このターンバックル５５は、距離調節手段として簡素な構成で調節操作を容易に行うことができる。
【００３５】
ここで、連結ねじ軸５１、連結ねじ軸５２およびターンバックル５５は、第１のリンク機構２１のリンク板３１と第２のリンク機構２２のリンク板４１とを連結し、第２のリンク機構２２の動きを第１のリンク機構２１へ伝達する連結部材の一例でもある。すなわち、第２のリンク機構２２のリンク板４１が回動すると、連結ねじ軸５２が移動し、さらにターンバックル５５を介して連結ねじ軸５１が移動して第１のリンク機構２１のリンク板３１がリンク板４１と同じ向きに回動される。この連結部材は，連結ねじ軸５１と連結ねじ軸５２を用いて、両方のリンク機構２１，２１を簡素な構成で短い距離で連結している。
【００３６】
この実施の形態では、例えば第２のリンク機構２２に駆動力を与えて第２のリンク機構２２と第１のリンク機構２１を動作させている。すなわち、装置本体１の機体部２には電動機６１、この電動機６１の出力軸に取付けられたウォーム６２およびこのウォーム６２に噛合するウォームホィール６３が夫々設けられている。第２のリンク機構２２の駆動軸４３は機体部２まで延長されてウォームホィール６３が取付けられている。これらはリンク機構を駆動する駆動手段の一例を構成している。
【００３７】
電動機６１によりウォーム６２が回転（回動）されると、ウォームホィール６３を介して駆動軸４３へ回転が伝達され、駆動軸４３の回転（回動）によりリング板４１が上下方向に回動される。
【００３８】
このように構成された模型装置は風洞の内部に設置し、第１の可動板１１および第２の可動板１２の傾き角度を種々変えて、主通路５の壁面の条件（傾きなど）や補助通路６における空気入口Ａの条件（傾き、面積など）を種々変化させて、これら各条件毎にジエットエンジンの主通路５および補助通路６における空気の流れを調べる試験を行う。
【００３９】
試験に際しては、まず第１の可動板１１および第２の可動板１２の位置の組合せを調節する。次いで、この位置の組合せの状態で第１の可動板１１および第２の可動板１を回動させて傾き角度を種々変化させて、これら各傾き角度毎にデータを計測する。このような２段階の操作の組合せにより、第１の可動板１１および第２の可動板１２の位置を広い範囲に亙って容易に調節してデータを計測して高い試験効果を得ることができる。
【００４０】
まず、第１の可動板１１および第２の可動板１２の位置の組合せを調節する操作を行う。この操作は、距離調節手段であるターンバックル５５、連結ねじ軸５１および連結ねじ軸５２を用いて行う。この操作は人員が手動でターンバックル５５を回して行う。
【００４１】
ターンバックル５５を一方向または他方向に所定量回転して連結ねじ軸５１の基端と連結ねじ軸５２の基端とを結ぶ長さを所定量縮小または伸長させ、第１のリンク機構２１および第２のリンク機構２２を所定量動作させて、第１の可動板１１および第２の可動板１２を所定量変位させて位置の調節を行う。
【００４２】
例えば、第２のリンク機構２２は駆動手段である電動機６１が抵抗となって動かしにくいために、第２の可動板１２を停止してその位置を基準として第１の可動板１１を変位させる。すなわち、ターンバックル５５を回転して連結ねじ軸５１の基端と連結ねじ軸５２の基端とを結ぶ距離を調節することにより、第１のリンク機構２１を動作させて第１の可動板１１を基準位置から変位させる。
【００４３】
また、例えば第２のリンク機構２２のリンク板４１の駆動軸４３とウォームホィール６３との間にクラッチを介在させ、このクラッチの動作により駆動軸４３とウォームホィール６３との連結を切離して第２のリンク機構２２を駆動手段の抵抗から開放する。この状態で第１のリンク機構２１および第１の可動板１１の動きを停止して、ターンバックル５５を回転して連結ねじ軸５１の基端と連結ねじ軸５２の基端とを結ぶ距離を調節することにより、第２のリンク機構２２を動作させて第２の可動板１２を基準位置から変位させる。
【００４４】
さらに、ターンバックル５５を回転して両方のリンク機構２１，２２を同時に動作させて両方の可動板１１，１２を変位させる。
【００４５】
このようにターンバックル５５は第１のリンク機構２１のリンク板３１と第２のリンク機構２２のリンク板４１との間の距離の大きさを調節する簡単な操作で、第１の可動板１１と第２の可動板１２を夫々自由に変位させることができる。このため、第１の可動板１１と第２の可動板１２との位置の組合せを広い範囲から容易に選択することができる。
【００４６】
次いで、第１の可動板１１および第２の可動板１２を回動させて傾きを種々変化させる操作を行う。この操作は、第１のリンク機構２１、第２のリンク機構２２、連結部材および駆動手段を用いて行なう。
【００４７】
前述したように電動機６１により駆動軸４３を回動すると、第２のリンク機構２２におけるリンク板４１が所定角度上向きまたは下向きに回動する。リンク板４１の回動によりリンク４２が所定量上向き移動または下向き移動し、リンク４２の移動により第２の可動板１２が所定角度上向きまたは下向きに回動する。
【００４８】
リンク板４１の回動によりこれに連結した連結ねじ軸５２に力が加わり、連結ねじ軸５２、ターンバックル５５および連結ねじ軸５１がリンク板４１の回動の向きおよび回動量に応じて所定量前向き移動または後向き移動する。
【００４９】
連結ねじ軸５１の移動によりこれに連結した第１のリンク機構２１のリンク板３１に力が加わり、リンク板３１が連結ねじ軸５１の移動向きおよび移動量に応じて所定量上向き回動または下向き回動する。リンク板３１の回動によりリンク３２が所定量上向き移動または下向き移動し、リンク３２の移動により第１の可動板１１が所定角度上向きまたは下向きに回動する。
【００５０】
このように一方のリンク機構２２に駆動力を加えてこのリンク機構２２を動作させて一方の可動板１２を回動させる同時に、一方のリンク機構２２の動きを連結部材を介して伝達して他方のリンク機構２１を動作させて他方の可動板１１を回動させるので、第１の可動板１１および第２の可動板１２の傾き角度を種々変化させる操作を自動的に行うことができるとともに、１度の操作で第１の可動板１１および第２の可動板１２の両方の角度を同時に変えることができる。駆動手段である電動機６１の動きを制御してリンク機構２２の動きを制御することにより、第１の可動板１１および第２の可動板１２の角度を容易且つ自由に変化させることができる。
【００５１】
従って、第１の可動板１１および第２の可動板１２に位置を変える操作は人員を必要とせず、手間と時間を大幅に削減することができる。
【００５２】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。例えば、可動板およびこの可動板を駆動するリンク機構は２組に限定されず、３組以上並べて設ける場合を適用することもできる。隣り合うリンク機構を連結する連結部材と、隣り合うリンク機構の距離を調節する距離調節手段をターンバックルで構成して共同して使用することに限定されず、連結部材と距離調節手段を別個に設けても良い。可動板を装置本体における主通路の壁面と、補助通路の空気入口の両方を構成する場合に適用することに限定されず、補助通路が無く主通路の壁面の条件を変化させる場合のみにも適用できる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の風洞試験用模型装置によれば、隣り合う各可動板の傾き角度を種々変える操作を容易に且つ広い範囲に亙って行うことができ、この操作に要する人員の手間と時間を大幅に削減することができる。
【００５４】
また、隣り合う各可動板を駆動する各リンク機構の間の距離を調節する簡単な操作で、隣り合う各可動板を夫々自由に変位させ、各可動板の位置の組合せを容易に調節することができる。
【００５５】
そして、本発明によれば前記２種類の操作を組み合せて各可動板の位置を広い範囲に亙って容易に調節して高い試験効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における模型装置を模式的に示す断面図。
【図２】同実施の形態の模型装置における可動板およびリンク機構を拡大して模式的に示す断面図。
【図３】同実施の形態における模型装置を模式的に示す断面図。
【図４】同実施の形態の模型装置に設けるリンク機構の駆動部を示す図。
【図５】同実施の形態における模型装置に設ける距離調節手段を示す図。
【符号の説明】
１…装置本体
４…エンジン搭載部
５…主通路
６…補助通路
１１…第１の可動板
１２…第２の可動板
２１…第１のリンク機構
２２…第２のリンク機構
２３…リンク室
３１…リンク板
３２…リンク
３３…枢軸
４１…リンク板
４２…リンク
４３…駆動軸
５１…連結ねじ軸（連結部材、距離調節手段）
５２…連結ねじ軸（連結部材、距離調節手段）
５５…ターンバックル（連結部材、距離調節手段）
６１…電動機
Ａ…空気入口
【図１】
2004020389.tif 000003
【図２】
2004020389.tif 000004
【図３】
2004020389.tif 000005
【図４】
2004020389.tif 000006
【図５】
2004020389.tif 000007