2023 Fiscal Year Annual Research Report
Measurement of Flow Fields and Aerodynamics of Transonic Three-Dimensional Biplane Using Light Field Optics
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21K04495
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
樫谷 賢士 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (80535279)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 可視化 / 遷音速 / 空力特性 / 風洞試験 / 超音速複葉翼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和5年度は，主に風洞実験によりブーゼマン複葉翼の空力特性に関する実験に取り組んだ．はじめに，前年度からの引き続きで低速における三次元スタッガー形態のブーゼマン複葉翼機の低速空力特性を風洞天秤と後流積分法により調査した．その結果，翼翼端からの2つの翼端渦の相互作用が観察された。詳細に見ると流れ場は，迎え角を大きくすると上翼から発生した渦は，下翼から発生したもう一方の渦に取り込まれるように回転した．また，揚抵比L/Dはスタッガーによって増加することが明らかになった．
次に，遷音速に関する実験では間欠式の風洞として衝撃波管を用いた．主流マッハ数はM=0.6から0.8の範囲とし，翼弦長cに対して0.3cのフラップ展開角（曲げ高さ）を0.01cから0.07cの範囲として実験を進めた．流れの定量計測には点回折干渉計を用いた．その結果，フラップ無しの場合と前縁フラップの場合では、スロート（すなわち最小断面）部から後縁までの領域で干渉縞が非常に密に分布している．これは，局所的な流速が音速を超えると，流れが急速に膨張し（すなわちチョーキング），膨張に続いて衝撃波が形成されることを示していることが分かった．また，前縁フラップは翼要素間の衝撃波を抑制しないが，後縁フラップおよび前後縁フラップの形態では，翼要素間の干渉縞は相対的に減少し，これらのフラップ形態は，密度変動および通常の衝撃波の形成を抑制するのに有効であることが明らかになった．
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