JPH03287494A - 後向き段差を有する飛行体の抵抗軽減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、飛しよう体、航空機等の後向きの段差をもつ
飛行体の抵抗軽減装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の技術をロケットを例に第３図によって説明する。

ロケットには、人工衛星等の打ち上げ物（ペイロード）
が頭部１に搭載される。その際、ペイロードのサイズが
大きくて、それを囲む衛星フェアリング１ａの断面直径
が、下部胴体２の・直径より大きくなる場合がある。

この場合、衛星フェアリング１ａと下部胴体の接続部分
には、第４図（ｂ）に示すように、衛星フェアリング１
ａＫ直角をなして下部胴体２へ接続する後向きのステッ
プ４ａ、又は第４図（ｅ）に示すように、後方へ向って
断面積が次第に減少する後向きのランプ４ｂが設けられ
ている（このステップ及びランプ等の断面積が気流方向
にひいて減少する部分を本明細書では総称して後向きの
段差という）、 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明が解決しようとする課題を第４図（ｂ）、（ｃ’
）によって説明する。

前記の従来のロケットの後向きの段差、即ちその断面積
が気流Ｆ方向に訟いて減少している部分ては、気流Ｆの
機体に沿って流れる部分である境界層１０が機体から遊
離する。これを境界層の剥離１１という（第４図（ｂ）
、（ｅ）参照）。

境界層の剥離１１が起ると、第４図ｔｂ）、（Ｃ）に示
すように、段差４ａ、４ｂの後方に剥離流１２が形成さ
れ、物体の抵抗は大きく増加する。そこでロケット、航
空機等では機体形状を流線形等にして剥離を抑えようと
している。

しかし、ロケットでは、前記のように構造上または費用
の面から下部胴体の断面積より大きな断面積をもつ衛星
フェアリングが装着される場合があり、前記の境界層ｆ
＃Ｉ離が避けられない。

筐た、航空機のキャノピ−又は大型前部胴体の後部にも
、同様に気流方向に断面積が減少する段差があり、前記
の境界層剥離が発生する。

前記の剥離流１２ｔｉ、３次元的な速度変動を持つ乱流
となっている（言い換えると、３方向に変動の激しい流
れ場となっている）。この３次元的な速度変動のうち、
一方向の変動を抑えれば（！１流すれば）、乱流の強さ
が減少し、さらに剥離の大きさが減少して剥離領域が小
さくなって、空力抵抗が減少する。

本発明は、この気流の変動を小さくして空力抵抗を減少
させようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の後向き段差を有する飛行体の抵抗軽減装置は、
飛行体の後向き段差にその前端部を接し、飛行体の面に
直角をなし気流方向に後方へ向うと共に、その前部が前
記段差の高さ以上の高さを有する整流装置を飛行体の面
に取付けた。

〔作用〕

前記したように、飛行体の後向き段差を有する部分の後
方では、境界層の剥離が起って三次元的速度変動をもつ
剥離流が発生する。しかし、本発明では、段差から後方
へ向って飛行体の面に直角を危し気流方向に後方向へ向
う整流装置が飛行体の面に取付けられ、しかも整流装置
の前部の高さは、段差の高さ以上であるために、剥離流
の横方向の流れが抑えられる。これによって、乱流の強
さが減少し、筺たその大きさが減少して剥離領域が小さ
くなって、空気抵抗が減少する。

〔実施例〕

本発明の第１の実施例を、第１図によって説明する。１
は、円錐状の＠部１ｂとこれに続く円筒状の衛星フェア
リング１ａからなるロケットの頭部であり、衛星フェア
リング１ａの後部は、断面積が後方に行くに従って減少
する截頭円錐状のランプ状の段差４を介して、衛星フェ
アリング１ａより断伽積の小さい円筒状の下部胴体２に
接続されている。

この段差４に先端を接して下部胴体２から同調体２の面
に直角に放射状に、かつ、気流の方向、即ち、ロケット
の機軸方向に後方へ複数個の板状の整流装置３が、下部
胴体２の１わりに外方へ向って突出して等間隔に設けら
れている。

この整流装置３の段差４に接する前部の高さは、第１図
（Ｃ）に示すように、段差４の高さと等しいか、又は、
第１図（ｄ）に示すように、段差４の高さより高く設定
されている。また、整流装置３の上縁は、下部胴体２の
面には！平行となっている。同整流装置３の平面形状は
、第１図（ｅ３に示すように舅形状、第１図（ｆ）に示
すように細長い平行四辺形状、又は第１図（ｇ）に示す
ようにくさび（菱形）形状のもの等で、厚さの薄いもの
が採用される。

以上のように構成された本実施例では、整流装置３ば、
段差４から下部胴体２の面に直角をなして気流方向に後
方へ向って延びており、かつ段差４に接する前部は、段
差４の高さに等しいか、それより大きい高さを有してい
るために、段差４後方で発生する気流の境界層剥離によ
る三次元的速度変動をもつ剥離流の横方向の流れが抑え
られる。従って、乱流の強さを減少させまた剥離領域も
小さくすることができ、これによって空力抵抗を減少さ
せることができる。

本発明の第２の実施例を、第２図によって説明する。

本実施例は、パイロットを囲むキャノピ−５が胴体６よ
り突出している小型航空機２戦Ｍ機等の抵抗軽減装置で
あって、キャノピ−５後部の後向きの段差４に、その前
端を段差４に接して胴体６の面に直角に、かつ、気流の
方向に後方へ向って１個の板状の整流装置３が取付けら
れている。同整流装置３の前部の高さは、前記＠１の実
施例と同様に段差４の高さに等しいか、それより大きく
され、その平面形状も前記第１の実施例と同様のものが
採用される。

本実施例に訃いても、整流装置３によって、段差４後方
で発生する気流の境界層剥離による剥離流の横方向の流
れを抑え、空力抵抗を減少させることができる。

本発明の第３の実施例を、第３図によって説明する。

本実施例は、大型旅客機の断面積の大きい前部胴体７と
断面積が小さい後部胴体８との間に形成される段差４に
、前記第２の実施例と同様な１個の板状の整流装置３を
設けたものである。

本実施例にシいても、ｇ／ｌｆＭ装置３によって、段差
４で発生する気流の境界層剥離による剥離流の横方向の
流れを抑え、空力抵抗を減少させることができる。

なに１前記各実施例にかける整流装置の気流方向の長さ
は、剥離流の横方向の流れを抑えて整流を行なうことが
できるように適宜の長さに選定される。′また、整流装
置の高さは、剥離流の高さと同程度とするのが望璽しい
が、その前部の高さは、少くとも段差４の高さと等しく
し段差後方の剥離流の横方向の流れを抑えるようにされ
ている。また更に、整流装置の後方の部分の高さは、剥
離流の横方向の流れを抑えると共に、構造強度及び美観
等の観点から適宜の値に選定することができる。

〔発明の効果〕

本発明は、飛行体の後向き段差にその前端部を接して、
飛行体の面に直角をなし気流方向に後方へ向うと共に、
その前部が前記段差の高さ以上の高さを有する整流装置
を飛行体の面に取付けたことによって、段差後方に形成
される剥離流の横方向の流れを抑え、これによって流れ
の乱れ強さと大きさを抑えることができ、機体に対する
空力抵抗を軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示し、第１図（ａ’）
はその側面図、第１図（ｂ）はその斜視図、第１図（Ｃ
）、（ｄ）はそれぞれその整流装置の例を示す側面図、
第１図（ｅ）〜（ｇ）はそれぞれその整流装置の平面形
状の例を示す断面図、第２図は本発明の第２の実施例の
斜視図、第３図は本発明の第３の実施例の斜視図、第４
図（ａ）は従来のロケットの側面図、第４図（ｂ＞、（
ｃ）は同従来のロケットの後向き段差後方の流れの状態
の説明図である。 １・・・ロケットの頭部、１ａ・・・衛星フェアリング
、°２・・・ロケットの下部胴体、３・・・整流装置、
４・・・段差、４ａ・−・ステップ、４ｂ・・・ランプ
、５・・・キャノピ−１６・・・胴体、７・・・前部胴
体、８・・・後部胴体、１０・・・境界層、１１・・・
境界層剥離、１２・・・剥離層、Ｆ・・・気流。 第１皿 Ｃａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 飛行体の後向き段差にその前端部を接し、飛行体の面に
   垂直をなし気流方向に後方へ向うと共に、その前部が前
   記段差の高さ以上の高さを有する整流装置を、飛行体の
   面に取付けたことを特徴とする後向き段差を有する飛行
   体の抵抗軽減装置。