(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実物の翼の弾性を模擬した弾性スパー（１１）と、実物の翼の外形形状を模擬した複数の翼素（１４）とを備え、弾性スパー（１１）に沿って複数の翼素（１４）を固定して試験用翼（Ｗ）を構成したフラッタ試験用模型において、
弾性スパー（１１）に対する翼素（１４）の結合手段（１６，２１）を翼素（１４）の内部に配置し、結合手段（１６，２１）は、弾性スパー（１１）に固定されたアンカー部材（１６）と、弾性スパー（１１）およびアンカー部材（１６）の周囲に翼端側から嵌合させた翼素（１４）をアンカー部材（１６）に固定するボルト（２１）とを備え、前記ボルト（２１）は翼端側から翼素（１４）を貫通してアンカー部材（１６）に締結されることで、前記結合手段（１６，２１）が試験用翼（Ｗ）の上下表面に露出しないようにしたことを特徴とするフラッタ試験用模型。
【請求項２】
実物の翼の弾性を模擬した弾性スパー（１１）と、実物の翼の外形形状を模擬した複数の翼素（１４）とを備え、弾性スパー（１１）に沿って複数の翼素（１４）を固定して試験用翼（Ｗ）を構成したフラッタ試験用模型において、
弾性スパー（１１）に対する翼素（１４）の結合手段（１６，２１）を、該翼素（１４）をスパン方向にのみ貫通して上下表面に開口を持たない凹部（１８）の内部に配置し、前記結合手段（１６，２１）が試験用翼（Ｗ）の上下表面に露出しないようにしたことを特徴とするフラッタ用模型。
【請求項３】
前記弾性スパー（１１）にアンカー部材（１６）を固定し、前記翼素（１４）を、該翼素（１４）を翼端側から貫通して前記アンカー部材（１６）に螺合するボルト（２１）で締結することを特徴とする、請求項２に記載のフラッタ試験用模型。
【請求項４】
前記凹部（１８）に内表面にスパン方向に延びる突起（１８ａ，１８ｂ）を形成し、前記弾性スパー（１１）にスパン方向に形成したスリット（１３ａ，１３ｂ）に前記突起（１８ａ，１８ｂ）を係合させたことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のフラッタ試験用模型。
【請求項５】
前記翼素（１４）に対して最も翼端側に位置する翼端側翼素（１５）を、弾性スパー（１１）のスパン方向外端に形成したボス部（２６）に翼端側から挿入したボルト（２８）で締結することを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のフラッタ試験用模型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実物の翼の弾性を模擬した弾性スパーと、実物の翼の外形形状を模擬した複数の翼素とを備え、弾性スパーに沿って複数の翼素を固定して試験用翼を構成したフラッタ試験用模型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、実機の主翼のフラッタ特性を風洞試験により測定するためのフラッタ試験用模型として、特開平７−２７６６５号公報に記載されたものが公知である。
【０００３】
このフラッタ試験用模型は、実機の主翼の曲げ剛性および捩じり剛性を模擬する金属製の弾性スパーに、バルサ材で成形されてスパン方向に分割された複数の翼素を固定して構成されており、弾性スパーに対する翼素の固定にはボルトが使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ボルトを用いて翼素を弾性スパーに固定すると、翼素の表面に突出するボルトの頭部が空気の流れを乱して精密なフラッタ試験が妨げられる問題がある。また主翼の表面に形成した孔の内部にボルトの頭部を沈めても、前記孔が主翼の表面の空気の流れを乱すために精密なフラッタ試験が妨げられる問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、フラッタ試験用模型において弾性スパーに対して翼素を固定する固定手段が空気の流れを乱さないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、実物の翼の弾性を模擬した弾性スパーと、実物の翼の外形形状を模擬した複数の翼素とを備え、弾性スパーに沿って複数の翼素を固定して試験用翼を構成したフラッタ試験用模型において、弾性スパーに対する翼素の結合手段を翼素の内部に配置し、結合手段は、弾性スパーに固定されたアンカー部材と、弾性スパーおよびアンカー部材の周囲に翼端側から嵌合させた翼素をアンカー部材に固定するボルトとを備え、前記ボルトは翼端側から翼素を貫通してアンカー部材に締結されることで、前記結合手段が試験用翼の上下表面に露出しないようにしたことを特徴とするフラッタ試験用模型が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、弾性スパーに対する翼素の結合手段を翼素の内部に配置したので、結合手段が試験用翼の上下表面に露出することがなく、風洞内でフラッタ試験を行う際に試験用翼の上下表面を流れる気流が結合手段により乱されなくなり、フラッタ試験の精度を高めることができる。しかも弾性スパーと該弾性スパーに固定したアンカー部材の周囲に翼素を翼端側から嵌合させ、この翼素を翼端側から挿入したボルトでアンカー部材に締結するので、ボルトを試験用翼の上下表面に露出させることなく、翼素を弾性スパーに容易かつ確実に固定することができる。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、実物の翼の弾性を模擬した弾性スパーと、実物の翼の外形形状を模擬した複数の翼素とを備え、弾性スパーに沿って複数の翼素を固定して試験用翼を構成したフラッタ試験用模型において、弾性スパーに対する翼素の結合手段を、該翼素をスパン方向にのみ貫通して上下表面に開口を持たない凹部の内部に配置し、前記結合手段が試験用翼の上下表面に露出しないようにしたことを特徴とするフラッタ用模型が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、弾性スパーに対する翼素の結合手段を翼素の内部に配置したので、結合手段が試験用翼の上下表面に露出することがなく、風洞内でフラッタ試験を行う際に試験用翼の上下表面を流れる気流が結合手段により乱されなくなり、フラッタ試験の精度を高めることができる。しかも前記結合手段が配置される凹部が、翼素をスパン方向にのみ貫通して上下表面に開口を持たないので、その開口により試験用翼の上下表面を流れる気流が乱されることもなくなり、フラッタ試験の精度を更に高めることができる。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記弾性スパーにアンカー部材を固定し、前記翼素を、該翼素を翼端側から貫通して前記アンカー部材に螺合するボルトで締結することを特徴とするフラッタ試験用模型が提案される。
【００１０】
上記構成によれば、翼素を翼端側から貫通するボルトをアンカー部材に螺合することで翼素をアンカー部材に締結するので、そのボルトやボルト孔が試験用翼の上下表面に露出するのを防止することができる。
【００１１】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項２または請求項３の構成に加えて、前記凹部の内表面にスパン方向に延びる突起を形成し、前記弾性スパーにスパン方向に形成したスリットに前記突起を係合させたことを特徴とするフラッタ試験用模型が提案される。
【００１２】
上記構成によれば、翼素の凹部の内表面にスパン方向に延びる突起を形成し、弾性スパーにスパン方向に形成したスリットに突起を係合させたので、翼素を弾性スパーに対して位置決めすることができる。
【００１３】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記翼素に対して最も翼端側に位置する翼端側翼素を、弾性スパーのスパン方向外端に形成したボス部に翼端側から挿入したボルトで締結することを特徴とするフラッタ試験用模型が提案される。
【００１４】
上記構成によれば、翼端側翼素を翼端側から挿入したボルトで弾性スパーのスパン方向外端に形成したボス部に締結するので、そのボルトが試験用翼の上下表面の気流を乱すことがない。
【００１５】
尚、実施例の翼素１５は本発明の翼端側翼素に対応し、実施例のアンカー部材１６およびボルト２１は本発明の結合手段に対応する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図１〜図８は本発明の一実施例を示すもので、図１は風洞試験用模型の斜視図、図２は試験用翼の分解斜視図、図３は図２の３方向矢視図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図３の６−６線断面図、図７は図６の７−７線断面図、図８は光造形法による翼素の成形工程の説明図である。
【００１７】
図１には、飛行機の主翼のフラッタ試験を行うための風洞試験用模型Ｍが示される。飛行機の形状は左右対称であって空気の流れの様子も左右対称であるため、風洞試験用模型Ｍは機軸を通る鉛直面を境にして胴体Ｆの左半部および左試験用翼Ｗだけが形成されており、胴体Ｆの右側面に風洞試験用模型Ｍを風洞内に支持する支持ブラケットＢが一体に形成される。
【００１８】
図２および図３を併せて参照すると明らかなように、試験用翼Ｗはその骨格を構成する金属製の弾性スパー１１を備えており、弾性スパー１１には翼根部から翼端部に向かって先細にテーパーした板状部１２と、板状部１２の前後方向中間部に一体に形成された横断面Ｈ型のコア部１３とが一体に形成されており、コア部１３の上面および下面にスパン方向に延びるスリット１３ａ，１３ｂ（図４参照）が形成される。弾性スパー１１の形状、寸法、材質等は、実機の主翼の曲げ剛性や捩じり剛性を模擬するように製作されている。弾性スパー１１にはスパン方向に１０分割された翼素１４…，１５が固定されて試験用翼Ｗが構成される。隣接する翼素１４…，１５の間には、弾性スパー１１の曲げ変形や捩じり変形を妨げないように微小な隙間が形成されている。各々の翼素１４…，１５は何れも光造形法で製作される。
【００１９】
次に、上記翼素１４…，１５のうちの一つの翼素１４を光造形法により成形する過程を、図８の模式図に基づいて説明する。
【００２０】
図８（ａ）に示すように、光硬化性樹脂を満たしたタンクＴ内に、図示せぬ駆動源に接続された昇降台Ｌが昇降自在に設けられる。昇降台Ｌの上面を光硬化性樹脂の表面より１ピッチ（例えば０．１ｍｍ）だけ低い位置にセットした状態で、昇降台Ｌ上の光硬化性樹脂の薄膜に所定パターンの紫外線レーザーＲを照射し、その照射部分に対応する光硬化性樹脂を硬化させて第１の樹脂層を成形する。続いて、図８（ｂ）に示すように、昇降台Ｌを１ピッチ下降させた後に、第１の樹脂層を覆う光硬化性樹脂の薄膜に所定パターンの紫外線レーザーＲを照射し、その照射部分に対応する光硬化性樹脂を硬化させて前記第１の樹脂層に積層された第２の樹脂層を成形する。
【００２１】
上述のようにして、昇降台Ｌを１ピッチ下降させる度に紫外線レーザーＲを照射することにより、翼素１４の全体を翼根側から翼端側に順次成形して行く（図８（ｃ）参照）。本実施例の試験用翼Ｗはテーパー翼であるため、紫外線レーザーＲの照射範囲は翼根側部分を成形するときが最大であり、前記照射範囲は翼端側部分の成形に移行するにつれて小さくなる。また試験用翼Ｗの内部に形成される空間も光造形法により同時に形成される（図８（ｄ）参照）。即ち、空間に対応する部分に紫外線レーザーＲを照射しなければ、その部分の光硬化性樹脂が硬化せずに空間として残される。
【００２２】
次に図２〜図６を参照して、最も翼端側の翼素１５を除く翼根側の９個の翼素１４…の取付方を説明する。各々の翼素１４はスリット１６ａを有するアンカー部材１６を２個用いて弾性スパー１１に固定されるもので、アンカー部材１６はスリット１６ａを弾性スパー１１の板状部１２に前後方向から嵌合させ、ボルト孔１６ｃ，１６ｃに挿入された２本のボルト１７，１７で弾性スパー１１のボルト孔３０，３０に締結される。翼素１４は段付きの凹部１８と、前後一対のボルト孔１９，１９と、前後一対のウエイト支持孔２０，２０とを備えており、凹部１８の上部および下部にそれぞれスパン方向に延びる突起１８ａ，１８ｂが形成される。翼素１４の凹部１８が弾性スパー１１の外周に嵌合したとき、凹部１８に形成した一対の突起１８ａ，１８ｂが弾性スパー１１のコア部１３の一対のスリット１３ａ，１３ｂにそれぞれ係合し、弾性スパー１１に対して翼素１４を位置決めする。
【００２３】
このとき、翼素１４の凹部１８の段部が一対のアンカー部材１６，１６に当接し、この状態で翼素１４の前後一対のボルト孔１９，１９に翼端側から挿入したボルト２１，２１を各々のアンカー部材１６，１６に形成したボルト孔１６ｂ，１６ｂに螺合することにより、弾性スパー１１に対して翼素１４が固定される。各々の翼素１４のウエイト支持孔２０，２０に、タングステン等の比重の大きい金属棒よりなるウエイト２２，２２が圧入により固定される。このウエイト２２，２２の重量や位置を変化させることにより、実機の主翼の質量分布を模擬することができる。しかして、弾性スパー１１の翼根側から翼端側に向けて９個の翼素１４…が上述した方法で順次固定される。
【００２４】
最も翼端側の翼素１５は異なる方法で固定される。即ち、図２、図３、図６および図７に示すように、翼素１５は凹部２３と、前後一対のボルト孔２４，２４と、前後一対のウエイト支持孔２５，２５を備えており、凹部２３の上部および下部にそれぞれスパン方向に延びる突起２３ａ，２３ｂが形成される。また弾性スパー１１の先端に形成したボス部２６に一対のボルト孔２７，２７が形成される。翼素１５の凹部２３を翼根側に向けて翼端側から弾性スパー１１に挿入し、凹部２３に形成した一対の突起２３ａ，２３ｂをコア部１３からボス部２６に延びる一対のスリット１３ａ，１３ｂにそれぞれ係合させた状態で、翼素１５の前後一対のボルト孔２４，２４に翼端側から挿入したボルト２８，２８をボス部２６の一対のボルト孔２７，２７螺合することにより、弾性スパー１１に対して翼素１５が固定される。そして翼素１５のウエイト支持孔２５，２５に、実機の主翼の質量分布を模擬すべく、タングステン等の比重の大きい金属棒よりなるウエイト２９，２９が圧入により固定される。
【００２５】
以上のように、弾性スパー１１に対する翼素１４の固定を、その翼素１４の凹部１８内に収納されるアンカー部材１６，１６およびボルト２１，２１により行うので、その結合手段が翼素１４の上下表面に露出することがなくなり、風洞試験用模型Ｍを風洞内にセットしてフラッタ試験を行う際に、試験用翼Ｗの上下表面を流れる気流が結合手段により乱されなくなってフラッタ試験の精度を高めることができる。尚、最も翼端側の翼素１５も翼端側から２本のボルト２８，２８で弾性スパー１１のボス部２６に固定されるので、そのボルト２８，２８が試験用翼Ｗの上下表面の気流を乱すことがない。
【００２６】
また翼素１４…のウエイト支持孔２０，２０にウエイト２２，２２を支持し、かつ翼素１５のウエイト支持孔２５，２５にウエイト２９，２９を支持したので、試験用翼Ｗに実機の主翼の質量分布を精密に模擬させてフラッタ試験の精度を高めることができる。更に翼素１４…，１５を光造形法で成形したので、それらをバルサ材やＦＲＰ材で成形する場合に比べて時間およびコストを削減できるだけでなく、寸法精度を大幅に高めることができる。しかもアンカー部材１６，１６を介して翼素１４…を弾性スパー１１に固定するので、比較的に剛性の低い光硬化性樹脂の翼素１４…を補強して剛性を高めることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２８】
例えば、実施例では翼素１４に形成したウエイト支持孔２０，２０にウエイト２２，２２を収納しているが、アンカー部材１６に形成したウエイト支持孔にウエイトを収納することも可能である。また実施例では２個のアンカー部材１６，１６で１個の翼素１４を固定しているが、２個のアンカー部材１６，１６を一体化することも可能である。また実施例では翼素１４…，１５を光造形法で成形しているが、それらを他の手法で成形することも可能である。また試験用翼Ｗは実機の主翼を模擬したものに限定されず、尾翼を模擬したものであっても良く、更に建築物や橋梁に設けられた翼状の部分を模擬したものであっても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、弾性スパーに対する翼素の結合手段を翼素の内部に配置したので、結合手段が試験用翼の上下表面に露出することがなく、風洞内でフラッタ試験を行う際に試験用翼の上下表面を流れる気流が結合手段により乱されなくなり、フラッタ試験の精度を高めることができる。しかも弾性スパーと該弾性スパーに固定したアンカー部材の周囲に翼素を翼端側から嵌合させ、この翼素を翼端側から挿入したボルトでアンカー部材に締結するので、ボルトを試験用翼の上下表面に露出させることなく、翼素を弾性スパーに容易かつ確実に固定することができる。
【００３０】
また請求項２に記載された発明によれば、弾性スパーに対する翼素の結合手段を翼素の内部に配置したので、結合手段が試験用翼の上下表面に露出することがなく、風洞内でフラッタ試験を行う際に試験用翼の上下表面を流れる気流が結合手段により乱されなくなり、フラッタ試験の精度を高めることができる。しかも前記結合手段が配置される凹部が、翼素をスパン方向にのみ貫通して上下表面に開口を持たないので、その開口により試験用翼の上下表面を流れる気流が乱されることもなくなり、フラッタ試験の精度を更に高めることができる。
【００３１】
また請求項３に記載された発明によれば、翼素を翼端側から貫通するボルトをアンカー部材に螺合することで翼素をアンカー部材に締結するので、そのボルトが試験用翼の上下表面に露出するのを防止することができる。
【００３２】
また請求項４に記載された発明によれば、翼素の凹部の内表面にスパン方向に延びる突起を形成し、弾性スパーにスパン方向に形成したスリットに突起を係合させたので、翼素を弾性スパーに対して位置決めすることができる。
【００３３】
また請求項５に記載された発明によれば、翼端側翼素を翼端側から挿入したボルトで弾性スパーのスパン方向外端に形成したボス部に締結するので、そのボルトが試験用翼の上下表面の気流を乱すことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  風洞試験用模型の斜視図
【図２】  試験用翼の分解斜視図
【図３】  図２の３方向矢視図
【図４】  図３の４−４線断面図
【図５】  図４の５−５線断面図
【図６】  図３の６−６線断面図
【図７】  図６の７−７線断面図
【図８】  光造形法による翼素の成形工程の説明図
【符号の説明】
１１        弾性スパー
１３ａ スリット
１３ｂ スリット
１４        翼素
１５ 翼素（翼端側翼素）
１６        アンカー部材（結合手段）
１８ 凹部
１８ａ 突起
１８ｂ 突起
２０        ウエイト支持孔
２１        ボルト（結合手段）
２２        ウエイト
２６ ボス部
２８ ボルト
Ｗ          試験用翼
【図１】
0004310043.tif 000002
【図２】
0004310043.tif 000003
【図３】
0004310043.tif 000004
【図４】
0004310043.tif 000005
【図５】
0004310043.tif 000006
【図６】
0004310043.tif 000007
【図７】
0004310043.tif 000008
【図８】
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