(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風洞内に設置された供試体の外表面上に発生する圧力分布もしくは前記外表面上に沿って流れる気流の方向からなる圧力場を光学的に計測するために、前記外表面上の計測箇所を撮影するカメラおよび前記計測箇所を所定の照度にする光源を装備した光学的圧力場計測装置において、前記カメラで撮影される画角内の映像を前記カメラの近傍で検知し、前記計測個所の撮影のための前記カメラの移動量、姿勢変動量を検出する簡易モニタと、前記カメラの移動、姿勢角変動に追従して前記光源の移動、姿勢角変動をさせる同期装置とを設けたことを特徴とする光学的圧力場計測装置。
【請求項２】
前記供試体が、作用する圧力の大きさで明るさが変動する感圧塗料を前記外表面上に塗布し、前記外表面上に発生する圧力分布を前記カメラで撮影された前記感圧塗料の明るさの変動で計測できるものであることを特徴とする請求項１の光学的圧力場計測装置。
【請求項３】
前記供試体が、前記外表面上に沿って流れる気流の方向に移動する移動体を前記外表面上に設け、前記外表面上に沿って流れる気流の方向を前記カメラで撮影された移動体の移動方向で計測できるものであることを特徴とする請求項１の光学的圧力場計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風洞内に設置され航空機等を模擬して製作された供試体にポルフィリン系、Ｌｕ錯体系、芳香族系等の感圧塗料或いは感温塗料を塗装し、風洞試験中の供試体に作用する圧力の大小によって、これらの塗料に生じる明るさを計測することにより、塗料が塗装された部分の供試体に作用している圧力を光学的に計測するようにした光学的圧力場計測装置の如く、特に風洞試験中に変化させる供試体の姿勢角変化によって変化する圧力場を計測するため、常に一定光量の光を正確に供試体に照射して計測装置の照度を一定に保持する必要のある光源と、圧力場を光学的に計測するために供試体の計測位置を撮影するカメラシステムとを同期作動させ、供試体の圧力場を同じ条件で計測して圧力場が正確に計測できるようにした光学的圧力場計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機の開発を行う場合、若しくは既存の航空機の改修を行う場合においては、予め目標とする飛行性能を達成できる機体形状を決定するために、プロトモデル又は改修モデルを設計し、コンピュータ計算等により機体まわりの空気流れを計算によって求め、機体に作用する空気力を算出することにより、これらの機体の空力性能を求め、目標とする飛行性能が達成できるようにするための種々のモデル形状の修正を行い開発機体又は改修機体の形状を決定するようにしている。
【０００３】
しかしながら、機体形状がコンピュータ計算等により決定された後においても、実際の飛行を行うに当っては機体形状を縮尺して製作された実機を模擬する供試体を製作して、風洞試験を行い、その風洞試験結果にもとづいて、種々の飛行状態で実機が安全に飛行でき、しかも所期の飛行性能を達成できるか否かの確認を必ず行うとともに、所期の飛行性能を達成させることができる機体形状にするためのデータを取得するようにしている。
【０００４】
このような風洞試験では、実機の飛行時に想定される種々の姿勢において、飛行時に実機に作用する空気力によって実機に生じる、揚力、抗力、横力、ピッチングモーメント、ヨーイングモーメント、およびローリングモーメントからなる６分力計測並びに実機の外面に沿って流れる空気流の流れ方向計測、あるいは実機の外表面に生じる圧力分布等の圧力場の計測、並びに実機の姿勢角を変えるためのフラップ、エルロン、およびラダー等の偏角操作に伴う姿勢角変化、いわゆる舵効き計測等を風洞中に設置された供試体で行い、そのデータを実機の製作設計に反映させるようにしている。
【０００５】
このような風洞試験において行われる圧力場の計測のうち、実機の外表面に生じる圧力分布の計測は、実機の外表面にピトーレーキを設置して実際に飛行を行い計測することも行われているが、開発又は改修の初期段階では、供試体の外表面にピトーレーキを設置して、あるいは外表面に沿ってピトーレーキを移動させて、直接供試体外表面に生じている圧力を計測してデータを取得するようにしている。
【０００６】
また、外表面に沿って流れる気流の流れ方向の計測は、供試体外表面に移動体としての粘度の高い油を塗布しておき、外表面に沿って流れる気流の方向に流がされる油の流れから流れの方向を計測し、又は供試体外表面に移動体としてのタフト（気流糸）の一端を貼着しておき、空気流の方向に沿って移動する気流糸の移動から計測するようにしている。
【０００７】
また、外表面に沿って流れる空気流の流れ方向は、外表面の圧力分布が計測できれば、この圧力分布から求めることもできるので、特に流れ方向が飛行性能に大きな影響を及ぼす翼端又は複雑な構造のために複雑な空気の流れとなりピトーレーキによる圧力分布の計測が難しい部分を除いては、圧力分布から求めることもある。
【０００８】
しかしながら、機体外表面の圧力分布の計測については、前述したピトーレーキによる計測では手間がかかり作業時間が長くなるとともに、複雑な構造部では計測が難しく、さらにはピトーレーキの設置により流れの状態が変り、これにより圧力分布が変化し正確なデータの取得が難しいため、近年では供試体に、ポルフィリン系、Ｌｕ錯体系、芳香族系等の感圧塗料或いは感温塗料を塗装しておき、風洞試験中の供試体に作用する圧力の大小によって、これらの塗料に生じる明るさを計測することにより、供試体に作用している圧力の大きさを光学的に計測するようにした、光学的圧力場計測装置を使用して供試体の外表面に生じている圧力分布、および圧力分布と密接な関係のある供試体の外表面に沿って流れる気流の方向を計測することが行なわれている。
【０００９】
上述した感圧塗料で計測される圧力、すなわち圧力の大きさで変る感圧塗料の明るさは、感圧塗料塗布面に作用する気流の温度でも変化するために、感圧塗料と共に感温塗料も塗布しておき、主として感温塗料の明るさで計測される気流の温度を感圧塗料にフィードバックすることにより、感圧塗料の明るさを校正することにより、空気流の温度に影響されない、感圧塗料の明るさと感圧塗料の塗布面に作用する圧力の大きさとが正確に対応するものにするようにしている。
【００１０】
さらに、上述した感圧塗料および感温塗料は、供試体に照射される光量（照度）により塗料の励起量が変化するため明るさが変る。
このため、供試体の塗料面を計測するＣＣＤカメラ等によるカメラシステムによる撮影のために供試体の塗料面に照射する光は、常に一定光量の光を照射する必要がある。
【００１１】
このために、一定明るさの光源からの光を塗料塗布面に照射して、塗料塗布面上の圧力と光学的に正確に計測するためには、供試体の種々の個所の塗料塗布面を撮影するため、又は風洞試験中に供試体の姿勢角を変化させ移動させる必要のあるＣＣＤカメラの動きと同期させて光源の位置、および撮影個所に向けて光を照射する照射角度を変えて、塗料塗布面には常に一定照度にするための光が照射されるようにする必要がある。
【００１２】
しかしながら、従来の光学的圧力場計測装置では、図３に示すように、塗料が塗布された供試体０５の外表面を撮影するＣＣＤカメラ０２と、撮影のために撮影個所に向けて一定光量の光を照射する必要のある４個からなる光源０３とは別々に設置され、しかもＣＣＤカメラ０２と光源０３とは独立に操作するようにしているために、風洞０１内に設置された供試体０５の外表面に塗布された感圧塗料或いは感温塗料の所定位置を撮影して、当該位置の圧力を光学的に計測する場合には、まず、光源０３の位置、光軸方向を調整して撮影を行う位置の塗料塗布面に一定強度の光が照射される照度が一定になるように調整をした後に、ＣＣＤカメラ０３の画角内に撮影位置が納まるように、手動でＣＣＤカメラ０３の位置および撮影する角度を調整するようにしている。
【００１３】
この画角内に撮影位置が納まるように行うＣＣＤカメラ０２の位置および撮影角度の調整においては、従来の光学的圧力場計測装置で使用されているＣＣＤカメラ０２には画角内の映像、すなわち撮影対象である計測位置の状況を確認するモニタ０４が装備されてなく、別の場所、例えば図示するように風洞０１外にモニタ０４を設置するようにしているため、風洞０１外で画角内の映像を確認した後、ＣＣＤカメラ０２の設置位置まで移動して、撮影を行う塗料塗布面が画角内に納まるように、ＣＣＤカメラ０２の位置、および向きを調整する必要があった。
【００１４】
このように、モニタ０４がＣＣＤカメラ０２に装備されてなく、ＣＣＤカメラの設置場所とは別の場所に設けるようにしてあるため、ＣＣＤカメラ０２の設置位置向きを画角内に撮影位置が正対して納まるように確認し、調整するために圧力計測に時間がかかるという不具合があった。
【００１５】
なお、ＣＣＤカメラ０２および光源０３は、図に示すように風洞０１の上方に必ずしも設置されるものではなく、風洞０１内に光を透過できる窓が設けてあれば、風洞０１の側部又は風洞０１の下方にも設置して、供試体０４の圧力場の計測を必要とする個所の光学的計測を行うようにしている。
【００１６】
また、ＣＣＤカメラ０２、光源０３が別々に設置されるため、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源０３が計測個所を照らす光軸方向が一致せず、画角内を一定の光量で照射して所定の照度にするために試験準備に時間を要するという不具合もあった。
さらに、風洞０１の起動、停止には、長時間必要とするために、風洞試験においては１−ブローの間に供試体０５を多数の姿勢角に変化させて、各姿勢角におけるデータを取得する必要があるが、このためには供試体０５の姿勢角を変更する毎に、再度ＣＣＤカメラ０２等の移動、調整が必要となり、ある特定個所の外表面の圧力分布計測を行う場合においても、計測に時間を要する不具合もあった。
【００１７】
さらに風洞試験において行われる圧力場の計測のうち、機体の外表面に沿って流れる気流Ｆの方向の計測においては、前述した圧力分布の計測のように計測位置の照度は計測結果に大きな影響を及ぼさないものの、気流Ｆの方向を示す移動体である油の流れ方向又は気流糸の方向は一定ではなく振動しているため、気流方向の計測データとして鮮明な映像を撮影して正確なデータを得るためには、上述した圧力分布の計測と同様にＣＣＤカメラ０２の設置位置、向きを画角内に撮影を行う位置が正しく納まることを確認し、調整するとともに、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源０３が照らす方向とを一致させ、画角内が一定の光量で照射し、所定の照度になるようにする必要がある。
【００１８】
さらには、風洞試験中に供試体の姿勢角を変更する度に、ＣＣＤカメラ０２、および光源０３の移動、方向調整が必要とするために試験準備および計測に長時間を要するという不具合があった。
なお、気流Ｆの方向の計測においては、カメラは圧力分布計測において使用するようにしたＣＣＤカメラ０２でなく通常のカメラでも良いが、本明細書では説明を簡単にするため、気流Ｆの方向の計測においてもＣＣＤカメラ０２が使用されるものとして説明し、以下の説明でも同様に行うこととする。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の光学的圧力場計測装置の上述した不具合を解消するために、ＣＣＤカメラの設置位置、向きを画角内に撮影位置が正しく納まっていることを確認し、調整するための時間がかからず、また、ＣＣＤカメラの画角方向と光源が照らす方向とを常に一致させるようにして、画角内を撮影に必要な一定の光量で照射するための試験準備に時間を要することなく、さらには供試体の姿勢角を変更する毎に再度必要となるＣＣＤカメラ等の移動、調整を必要とせず、供試体を多数の姿勢角にして外表面の圧力場を計測する場合においても、計測に時間を必要とせず、従って、多数の画角内の多数の姿勢角において生じる供試体外表面の圧力場を短時間で計測することのできる光学的圧力場計測装置を提供することを課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
このため、第１番目の本発明の光学的圧力場計測装置は、次の手段とした。
【００２１】
（１）風洞内に設置された供試体の外表面上に通気中に発生する圧力分布もしくは外表面上に沿って流れる気流の方向等の圧力場を光学的に計測するために、外表面上の所定の計測箇所を撮影するためのカメラのファインダー（画角）内に写しだされる撮影映像と同一映像をカメラの近傍で検知でき、計測個所の撮影に最適な位置、姿勢角にカメラを設定するための移動量、姿勢角量を検出する簡易モニタを設けた。
【００２２】
（２）撮影する外表面上の計測箇所の変動、もしくは供試体の姿勢角の変動に伴い通気中に移動又は姿勢角変動を行わせる必要のある計測箇所を撮影するためのカメラの移動、姿勢角変動に追従させて、カメラで撮影される計測箇所を所定の照度にする光源の移動又は姿勢角を変動を行わせる同期装置を設けた。
【００２３】
本発明の光学的圧力場計測装置によれば、上述（１）、（２）の手段により、
（ａ）カメラを設ける近傍にテレビモニタが設置できない場合でも、カメラのファインダー（画角）内に写しだされる計測箇所の映像、即ち圧力場の計測のためにカメラで撮影される計測箇所の状況、および計測箇所が撮影に必要な照度になっているかをカメラの近傍で確認しつつ、カメラ、及び光源の移動、姿勢角の調整が可能になり、試験準備効率を向上させることができる。
【００２４】
また、カメラの画角方向と光源の光軸方向が同期装置の作動により同期して作動するために、画角方向と光軸方向とを短時間で一致させることができ、計測準備効率を向上させることができるとともに、精度の高い圧力場の光学的な計測ができる。
さらに、供試体の姿勢角に応じて最適なカメラおよび光源の設置、姿勢角ができるために、通風中に供試体の姿勢角を変化させての圧力場の光学的な計測ができるようになり、１−ブローの風洞試験中に取得できる計測ポイント数を増大させることができるとともに、試験効率を飛躍的に向上させ試験時間を短縮することができる。
【００２５】
また、第２番目の本発明の光学的圧力場計測装置は、上記（１）、（２）の手段に加え、次の手段とした。
【００２６】
（３）風洞中に設置され圧力場の光学的な計測がなされる供試体が、供試体の外表面上に発生する圧力の大きさに対応して、明るさが変動する感圧塗料を外表面上に塗布し、外表面上に発生する圧力分布を感圧塗料の明るさの変動をカメラで撮影することにより計測するものとした。
【００２７】
なお、供試体の外表面上に作用する圧力の大きさで変動する感圧塗料の明るさは、感圧塗料に作用する通気中の気流の温度の変動で変わるために、感圧塗料とともに感温塗料を供試体の外表面上に塗布しておき、感温塗料の明るさで計測される気流の温度を感圧塗料で計測される圧力にフィドバックすることにより、感圧塗料で計測される圧力を真の圧力に修正するようにすることが望ましい。
また、感圧塗料、感温塗料ともにポルフィリン系、Ｌｕ錯体系、芳香族系の塗料にすることが好ましい。
さらに、このような塗料は、光源からの光量によって塗料を構成する分子が励起され明るさが変わるため、光源から圧力分布を計測する位置に照射される光は、計測位置を所定の一定照度ものにする光量のものにすることが好ましい。
【００２８】
本発明の光学的圧力場計測装置によれば、上述（３）の手段により、上述（ａ）に加え、
（ｂ）供試体の外表面上に作用する圧力分布の計測が、供試体まわりの設置、或いは供試体周辺を移動させて圧力を計測していたピトーレーキ等を使用することなく、計測できるようになる。
【００２９】
これにより圧力分布の計測が容易になるとともに、これまで圧力分布の計測が困難であった、構造形状が複雑な箇所の計測および圧力分布が飛行性能に大きな影響を及ぼす箇所の計測が可能になるとともに、精度の高い外表面上の圧力分布の計測ができるようになる。
【００３０】
また、第３番目の本発明の光学的圧力場計測装置は、上記（１）、（２）の手段に加え、次の手段とした。
【００３１】
（４）供試体が、通気中に供試体の外表面上に沿って流れ気流の方向に移動する移動体を、外表面上に設け、外表面上に沿って流れる気流の方向をカメラで撮影し、撮影された映像から外表面上の気流の方向を計測できるものとした。
【００３２】
なお、外表面上に設けられ、気流の方向を計測する移動体として、一端が外表面上に貼付され、他端が気流の方向に応じて変動する気流糸、又は外表面上に塗布され、気流の方向に流れるとともに、通気中においても外表面上に気流の流れの方向を残留させる程度の粘度を有する油等を使用することが望ましい。
【００３３】
本発明の光学的圧力場計測装置によれば、上述（４）の手段により、上述（ａ）に加え、
（ｃ）供試体の外表面上に沿って流れる気流の方向の計測が、外表面上に貼付され、他端が気流の方向に応じて変動する気流糸、または外表面上に塗布され、気流の方向に流れるとともに、通気中において外表面上から流出せず、気流の方向を表示できる程度の粘度を有する油等の移動体の撮影された映像により光学的に計測できるようになる。
【００３４】
これにより気流の方向の計測が容易になるとともに、１−ブローの風洞試験中に取得できる計測ポイント数を増大させることができるとともに、試験効率を飛躍的に向上させ試験時間を短縮することができる。
さらに振動する気流の方向の計測がストロボ等の光学的な計測によって得られるので、構造形状が複雑な箇所、いわゆる気流の乱れが著しい部分の計測が可能になるとともに、精度の高い外表面上の気流の方向の計測ができるようになる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学的圧力場計測装置の実施の一形態を図面にもとづき説明する。
なお、図において図３に示す部材と同一若しくは類似の部材については同一符号を付して説明は省略する。
図１は本発明の光学的圧力場計測装置の実施の第１形態を示す供試体外表面の圧力分布を計測するための光学的圧力場計測装置の透視斜視図である。
【００３６】
本実施の形態の光学的圧力場計測装置においては、図３で示した従来の光学的圧力場計測装置に加えて、供試体０５外表面の圧力分布を計測するためのＣＣＤカメラ０２の画角内に入る、いわゆるＣＣＤカメラ０２で撮影を行う供試体０５の外表面位置の映像を、ＣＣＤカメラ０２が設置されているその場で映像を確認できるように、ＣＣＤカメラ０２に簡易モニタ６を設置した。
【００３７】
また、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源０３の光軸方向とを同期させて、画角方向と光源０３の光軸方向の調整を同時に行えるようにする同期装置７を設置した。
【００３８】
このように、ＣＣＤカメラ０２に近接させて画角内の映像を確認できる簡易モニタ６を設置することにより、風洞０１の上方等に画角内の映像を写し出すモニタ０４を設置できない場合でも、画角内の映像およびＣＣＤカメラ０２で映写する光源０３から照射される映像の光度をその場で確認しつつ調整することができ、従来の光学的圧力場計測装置のようにモニタ０４がＣＣＤカメラ０２に装備されてなく別の場所に設けるようにしてあるため、ＣＣＤカメラ０２の設置位置、向きを画角内に撮影位置が納まるように確認し、調整するために圧力計測に時間がかかるという不具合を解消することができる。
【００３９】
また、電動モータ等のサーボ機構を用いて駆動させるようにしたリンク機構を採用して、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源０３の光軸方向の向きの移動を同期させて駆動するようにした同期装置７を設置することにより、画角方向の移動に追従して光軸を画角方向に移動させることができ、従来の光学的圧力場計測装置のように、ＣＣＤカメラ０２、光源０３が別々に設置されるため、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源０３が照らす方向が一致せず、画角内を一定の光量で照射するために試験準備に時間を要するという不具合を解消することができる。
【００４０】
なお、光源０３、ＣＣＤカメラ０２の移動及び姿勢角の変化により画角内を照射する光源０３、画角内の映像を撮影するＣＣＤカメラ０２のピントが変化するために、供試体に照射される光の照度が変動し、映像も不解明なものになるため、光源０３、ＣＣＤカメラ０２の移動及び姿勢角の変化に伴う光源０３およびＣＣＤカメラ０２のピントの変化を、モニタ０４に記憶させておくようにすることが好ましい。
【００４１】
これにより、光源０３、ＣＣＤカメラ０２の移動及び姿勢角の変化に伴うピントのずれが、移動、姿勢角変化時モニタ０４からの信号により自動的に修正され、画角内には一定の照度で照射された被写体の鮮明な映像が写し出されるために、ピントの修正に必要とする時間がさらに短縮され、試験準備に要する時間をさらに短縮することができる。
【００４２】
さらに、通風中に供試体姿勢角を変化された場合の圧力分布の計測が必要な場合は、上記のデータを基にフィードバック機構により自動的に光源０３およびＣＣＤカメラ０２の位置、姿勢角を調整することにより、光源０３の調整後、カメラ画角を調整し、更に光源０３を調整するといった手間が簡略化でき、通風中の姿勢角変化時において自動的に光源０３、ＣＣＤカメラ０２の調整ができ、従来の光学的圧力場計測装置のように、風洞０１の起動、停止には、長時間必要とするために、風洞試験においては１−ブローの間に供試体０５の姿勢角を変化させて、各姿勢角におけるデータを取得する必要があるために、供試体０５の姿勢角を変更する毎に再度ＣＣＤカメラ０２等の移動、調整が必要となり、ある特定個所の外表面の圧力分布計測においても、計測に時間を要していた不具合が解消できる。
【００４３】
すなわち、本実施の形態の光学的圧力場計測装置によれば、上述の構成により、
（１）風洞０１の上などＣＣＤカメラ０２、光源０３を設ける位置近傍にテレビモニタ０４を設置できない場合でもＣＣＤカメラ０２の画角内の映像、光源０３による画角内の照度をその場で確認しつつ、ＣＣＤカメラ０２、光源０３の移動量又は姿勢角の調整が可能となり試験準備効率が向上する。
【００４４】
（２）ＣＣＤカメラ０２の画角方向および光源０３の光軸方向が同期して移動するため、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源０３が照らす方向が一致するため、試験準備効率の向上とともに、精度の高い圧力分布の計測ができる。
【００４５】
（３）また、供試体０４の姿勢角に応じて最適な光源０３およびＣＣＤカメラ０２の向き等の設定ができるため、通風中に供試体０４の姿勢角を変化させての圧力分布の計測が可能となり、試験取得ポイント数が増加し試験効率が向上する。
【００４６】
図２は、本発明の光学的圧力場計測装置の実施の第２形態を示す、供試体外表面に沿って流れる空気流の方向を計測するための光学的圧力場計測装置の透視斜視図である。
【００４７】
図に示すように、本実施の形態の光学的圧力場計測装置で空気流の方向を計測するため風洞０１に設置される供試体５には、図１、図３に示す供試体０５とは異り、ポルフィリン系、Ｌｕ錯体系、芳香族系等からなる感圧塗料或いは感温塗料は塗装されてなく、供試体５の空気流の方向を計測する必要のある外表面には、移動体としての毛糸等で形成された気流糸８の一端がセロファン製粘着テープで貼着されている。
【００４８】
この気流糸８は、軽量であり気流Ｆの方向に沿って忠実に移動するため、気流糸８の方向から供試体５外表面に沿って流れる気流Ｆの方向を、正確に計測することができる。
【００４９】
本実施の形態の光学的圧力場計測装置によれば、上述の構成により上述した実施の第１形態の光学的圧力場計測装置と同様に、
（１）ＣＣＤカメラ０２、光源０３を設ける位置近傍にテレビモニタ０４を設置できない場合でも、画角内の映像、画角内の照度をその場で確認しつつ、ＣＣＤカメラ０２、光源０３の移動量又は姿勢角の調整が可能となり試験準備効率を向上させることができる。
【００５０】
（２）ＣＣＤカメラ０２の画角方向および光源０３の光軸方向が同期して移動するため、ＣＣＤカメラ０２の画角方向と光源０３が照らす方向が一致するため、試験準備効率の向上とともに、精度の高い空気流の方向の計測ができる。
特に、光源０３、ＣＣＤカメラ０２の移動及び姿勢角の変化による光源０３およびＣＣＤカメラ０２のピントの変化をモニタ０４に記憶させておくようにすれば、光源０３、ＣＣＤカメラ０２の移動及び姿勢角の変化に伴うピントのずれが、モニタ０４から信号により自動的に修正され、画角内には一定の光度で照射された被写体である気流糸８の鮮明な映像が写し出されるためにピントの修正に必要とする時間が短縮され、試験準備効率が向上するとともに、気流糸８による空気流の方向が正確に計測できる。
【００５１】
（３）また、供試体０５の姿勢角に応じて最適な光源０３およびＣＣＤカメラ０２の向き等の設定ができるため、通風中に供試体０５の姿勢角を変化させたときの気流Ｆの向きの計測が可能となり、試験取得ポイント数が増加し、機体外表面のきめの細い気流Ｆの方向の計測データが短時間に取得できる。
また、本発明の光学的圧力場計測装置では実施の第１形態における機体外表面の圧力分布計測若しくは実施の第２形態における気流方向計測の如き圧力分布計測以外にも、光源０３とＣＣＤカメラ０２を用いた計測において利用できるものである。
【００５２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の光学的圧力場計測装置は、供試体の外表面上に風洞通気中に発生する圧力分布又は外表面上を流れる気流の方向等の圧力場を光学的に計測するため、計測箇所を撮影するカメラの画角内の映像と同一映像をカメラ近傍で検知する簡易モニタ、外表面上の計測箇所の変動、又は供試体の姿勢角の変動に合わせ画角を合わせるためのカメラの移動、姿勢角変動に追従させ、計測箇所を所定の照度にする光源の移動、又は姿勢角を変動させる同期装置を設けるものとした。
【００５３】
これにより、カメラ近傍にテレビモニタが設置できない場合でも、画角内における計測箇所の状況、又は照度をカメラの近傍で確認しつつ、カメラ、及び光源の移動、姿勢角の調整が可能になり、試験準備効率が向上する。
また、画角方向と光軸方向が同期装置により同期して作動し、画角方向と光軸方向とを短時間で一致させて、計測準備効率の向上ができ、また、精度の高い光学的な圧力場の計測ができる。
さらに、供試体の姿勢角に応じ最適なカメラおよび光源の設置、姿勢角が実現でき、通風中に供試体の姿勢角を変化させた光学的な圧力場の計測ができ、１−ブローの試験中に取得できる計測ポイント数が増大させ、試験効率を向上させ試験時間を短縮できる。
【００５４】
また、本発明の光学的圧力場計測装置は、圧力場の光学的な計測するため風洞中に設置される供試体が、外表面上に生じる圧力の大きさに対応し明るさが変動する感圧塗料を塗布し、圧力分布を感圧塗料の明るさの変動で計測でするものとした。
【００５５】
これにより、供試体の外表面上に作用する圧力分布の計測が、供試体近傍に設け、圧力を計測するピトーレーキ等を使用せず計測でき、圧力分布の計測が容易になり、圧力分布の計測が困難な構造形状が複雑な箇所の計測が可能になり、またピトーレーキ等の影響を受けない精度の高い圧力分布の計測ができる。
【００５６】
また、本発明き光学的圧力場計測装置は、外表面上に沿って流れ気流の方向に移動し、外表面上を流れる気流の方向を計測できる移動体を外表面上に設けた。
【００５７】
これにより、外表面上に沿って流れる気流の方向の計測が、外表面上に貼付され、気流の方向に移動する気流糸、又は外表面上に塗布され、気流の方向に流れるとともに、通気中においても流出しない程度の粘度を有する油等の移動体の動きにより光学的に計測でき、気流の方向の計測が容易になり、１−ブローの風洞試験中の取得計測ポイント数を増大させることができ、試験効率を飛躍的に向上させ試験時間を短縮できる。
さらに振動する気流の方向の計測が、ストロボ等の光学的な計測によって得られるので、構造形状が複雑な箇所の計測が可能になるとともに、精度の高い外表面上の気流の方向の計測ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学的圧力場計測装置の実施の第１形態を示す供試体外表面の圧力分布を計測するための光学的圧力場計測装置の透視斜視図、
【図２】本発明の光学的圧力場計測装置の実施の第２形態を示す供試体外表面に沿って流れる空気流の方向を計測するための光学的圧力場計測装置の透視斜視図、
【図３】従来の光学的圧力場計測装置としての供試体外表面の圧力分布を計測するための光学的圧力場計測装置である。
【符号の説明】
０１        風洞
０２        ＣＣＤカメラ
０３        光源
０４        モニタ
５，０５    供試体
６          簡易モニタ
７          同期装置
８          気流糸
Ｆ          気流
【図１】
0004264160.tif 000002
【図２】
0004264160.tif 000003
【図３】
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