小型無人超音速飛行機の風洞試験用機体模型の設計 製作 : 製作報告

小型無人超音速飛行機の風洞試験用機体模型の設計 製作 : 製作報告

著者 羽田  尚太, 工藤  摩耶, 笹山  容資, 溝端  一秀 , 棚次  亘弘

雑誌名 室蘭工業大学航空宇宙機システム研究センター年次

報告書

巻 2006

ページ 10‑12

発行年 2007‑05

URL http://hdl.handle.net/10258/00008682

小型無人超音速飛行機の風洞試験用機体模型の設計 製作 : 製作報告

著者 羽田  尚太, 工藤  摩耶, 笹山  容資, 溝端  一秀 , 棚次  亘弘

雑誌名 室蘭工業大学航空宇宙機システム研究センター年次

報告書

巻 2006

ページ 10‑12

発行年 2007‑05

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1 風洞試験用機体模型

2006 年度の宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部（JAXA/ISAS）における風洞試験の実施に あたり，設計した 3 つの機体（K 型機体形状，M 型機体形状，O 型機体形状）の風洞試験用機体 模型を製作した．それらの詳細を以下に示す．

1.1. K 型機体模型（可変後退角翼式）

K 型機体形状の風洞試験用機体模型の概観を図 1 に示す．同図(a)は主翼前縁後退角が 30 deg.と なる亜音速飛行形態（KL 形態） ，同図(b)は同後退角が 56 deg.となる超音速飛行形態（KH 形態）

の写真である．この機体模型のスケールは 1/8 である（その諸元については表 1 を参照） ．この機 体模型の可変パラメータとして，上述の主翼後退角（30, 56 deg.） ，カナードの舵角（0, 5 deg.）を 設けた．可変後退角翼の模擬方法としては後退角が異なる 2 種類の主翼を付け換える方法を，カ ナードの舵角の変更方法は，胴体とカナードの間にスペーサーを挟む方法をとった．また，エン ジン部は加工上，流路を開口することができなかったため，閉塞状態とし，胴体と一体化させた．

主翼およびカナード翼はねじで胴体に固定した．この機体模型の材料としては，胴体部とエンジ ン部にアルミニウム材料を，翼に真鍮材料を採用した．㩷

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図 1  K 型機体（可変後退角翼式機体）の機体模型（スケール 1/8） ． (a) 亜音速飛行形態（KL，主翼前縁

後退角 30 deg.）

(b) 超音速飛行形態（KH，主翼前

縁後退角 56 deg.）

1.2. M 型機体模型（固定後退角翼式）

M 型機体形状の風洞試験用機体模型の概観を図 2 に示す．この機体模型のスケールは 1/5.7 であ る（その諸元については表 1 を参照） ．この機体模型では，空力試験だけでなく，模擬エンジンに かかる抗力の測定を行った．そのため，模擬エンジンはエンジン内の抗力を測定するためのピト ー管を設置した抗力試験用と，ピトー管を設置していない空力試験用を製作した．

機体模型の製作に関しては，胴体の製作を容易にするために，胴体形状を楕円形状から長径を 直径とした円形状とした．また，水平尾翼は垂直尾翼に取り付けた際，水平尾翼と垂直尾翼との 間に隙間と段差が生じるので，その隙間をパテで埋めた．この機体模型の材料は，胴体前部をア ルミニウム材料，胴体中部をステンレス材料，胴体後部，翼，模擬エンジンは真鍮材料を採用し た．

表 1  風洞試験用機体模型の仕様等一覧．

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1.3. O 型機体模型（固定後退角翼式）

大阪府立大学の設計による O 型機体形状の風洞試験用機体模型の概観を図 3 に示す．この機体 模型のスケールは 1/7.27 である（その諸元については表 1 を参照） ．この機体模型は，空力試験に より Close Coupled Canard と Area Rule の効果の測定を行っている．そのため，胴体は Area Rule を適用した場合としていない場合について製作した．

機体模型の製作に関しては，エンジン部の流路を開口できなかったため，流路は閉塞状態とし，

胴体と一体化している．この機体模型の材料は，全てアルミニウム材料を採用している．

図 3  O 型機体(固定後退角翼式機体)の機体模型（スケール 1/7.27） ．

2 機体模型の設計・製作に関する反省・改善項目

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・  M 型機体模型について，納入後の機体形状，寸法が設計図面と異なっていた．

→模型の加工方法，加工精度について再検討する必要がある．

→模型の加工プログラムに問題がないか検討する．

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  本風洞試験で使用した機体模型の製作においては，アジア模型株式会社様，有限会社馬場機械 製作所の馬場義則様と同製作所の従業員の皆様，日鋼デザイン株式会社の山田富士夫様，佐々木 和之様，室蘭テクノセンターの花岡裕様より，多大なるご協力とご尽力を賜りました．

  ご支援，ご協力を頂きました全ての皆様に，深く感謝の意を表します．