| 研究課題/領域番号 |
02402023
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
梶 昭次郎 東京大学, 工学部, 教授 (80013704)
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| 研究分担者 |
渡辺 紀徳 東京農工大学, 工学部, 助教授 (10201211)
花村 庸治 東京大学, 工学部, 助教授 (00013665)
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| キーワード | 翼列フラッタ / 超音速翼列 / 不始動(アンスタ-ト) / 離脱衝撃波 / ファンエンジン |
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| 研究概要 |
本研究は航空機用エンジンのファン先端部のように、超音速で作動する翼列の非設計点で観察される、離脱衝撃波を伴うフラッタの特性と発生機構を明らかにすることを目的としている。そのために、翼の振動と離脱衝撃波の変動との相対関係、離脱衝撃波後方で振動する翼に作用する非定常空気力等の諸性質を解明することが必要であり、さらに単独翼から翼列翼となった場合の相違を明らかにしなければならない。
本年度は単独翼について、曲げ振動時の衝撃波形状の変化と、その動きを捉えることを目標に実験を行った。まず、既存の空気源設備を拡張して超音速風洞とするため、翼試験部並びに消音設備部を設計製作し、流路の通風特性を確認した。試験断面は幅50^<mm>×高さ180^<mm>、流速はファン翼列を想定し、試験断面でマッハ数1.4となるように超音速ノズルを設計した。次に、翼の加振装置は高速のオ-トバイ用エンジンを利用し、一部設計変更して製作した。最大150Hzの往復振動を翼に加えることが可能である。計測はシュリ-レン写真により翼及び衝撃波の動きを捕捉した。光学計測を行うため、風洞試験部は一方を光学ガラス壁、他方を鏡面加工金属壁とし、加振翼は鏡面壁を貫通して加振装置に片持ち支持させた。このため、翼の振幅相当分は鏡面壁に孔が開くこと、また超音速翼は比較的薄肉平板に近く固有振動数が低いため(約250Hz)、振動数を上げると翼の並進運動に一次曲げモ-ド成分が加味されること、また定常的な空力負荷によるたわみが無視し得ないレベルで含まれること等の難点が存在する。試験の結果、遷音速時振動翼上に生じる衝撃波の動きや、衝撃波が振動に伴って変形する様子を捕らえることができた。
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