流れのはく離を回避するインテリジェント翼の試作研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555381
• Research Institution: KYUSHU INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 塚本 寛 九州工業大学, 工学部, 教授 (50117305)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宇野 美津夫 九州工業大学, 工学部, 助手 (60142353) ; 田中 和博 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (80171742)
• Keywords: 流れの制御 / インテリジェント翼 / 知能化 / 翼制御 / はく離 / アクチュエータ / センサ / 形状記憶合金

Research Abstract

1.翼の原形を二分割した切断面を形状記憶合金で接続した可変形状翼に、センサ機能、ブロセッサ機能を付加し、アクチュエータ機能を備えたインテリジェント翼(Intelligent Airfoil;IA)システムの確立を目指した。
2.翼面からの流れのはく離発生に伴う状態変化を検出するために、(1)翼接合部のすき間流れの変化を検出する光ファイバーセンサ、(2)感圧導電ゴムによる圧力分布検出センサ、(3)不感温液晶ペイントにより翼面上のはく離線を可視化するセンサ、(4)フィルム熱膜センサアレイによるはく離点移動の感知センサ、(5)圧電素子による翼上下面の差圧センサ、を試作した。
3.信号検出・データ収集システム、および、検出信号から流れのはく離を判断するプロセッサを試作した。
4.翼まわりの流れ場を数値計算し、センサの設置位置の決定、翼形状の変化の効果について検討した。
5.流れのはく離検出センサ、流れのはく離発生を判断するプロセッサ、翼変形アクチュエータを一体化し、流れ場の動的情報の取り込み・演算・判断によりアクチュエータを作動させ、はく離の回避を目的としたIAを製作した。
6.試作されたIAの風洞試験を行い、IAによる流れのはく離回避実験を行った結果、翼面からの大規模な流れのはく離を検知し、迎え角を減少させることによって、はく離の規模を減少させうることを確認した。
7.当初の目標に対して十分な成果が得られず、今後引き続き研究を継続する項目は以下の通りである。
(1)当初、翼列への展開を考えていたが、センサの開発に手間取り、単独翼の段階に留まっている。
(2)翼面からの流れのはく離検知センサの応答性、信頼性に問題が残されており、改良が必要である。

Research Products

• [Publications] 宇野美津夫: "圧力分布センシングシステムと変動圧力場計測" ターボ機械. 25・6. 310-319 (1997)
• [Publications] Tanaka,K.: "Unsteady Separation and Dynamic Lift Around an Airfoil Undergoing Piching Motion" Proceedings of the ASME Fluid Engineering Division Summer Meeting. SM97・366. 1-8 (1997)