JPH0419532A - 静的空弾性試験装置 - 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、航空機の構造設計用のデータを提供する風洞
試験における静的空弾性試験装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、空気力の作用で変形する空力要素の表面上の点の
変位を非接触で３次元座標の変化として求める試験装置
としては、第４図説明図に示すように、例えば空力要素
供試体３上のターゲットマーク１４に対しＺ方向からＸ
Ｙ面内変位測定器１５ａ、Ｘ方向からＹＺ面内変位測定
器１５ｂを向けるなど、複数の２次元又は１次元の変位
測定器を多方向から向けて、測定点の変位を測定し３次
元変位を求める装置や、第５図説明図に示すように、空
力要素供試体３表面に対しＺ方向からＸＹ面画像撮影装
置１６ａ、Ｘ方向からＹＺ面画像撮影装置１６ｂを向け
るなど、複数の画像撮影装置を多方向から向けて、測定
面を写真撮影し画像処理により３次元変位を求める装置
がある。

しかしながら、第４図の装置では、複数の２次元又は１
次元の変位測定結果を組み合わせて３次元変位を測定す
るため、測定器を複数の方向に配置する必要があり、風
洞の場合、洞内の供試体を見通せる方向は限られている
ことが多く、従ってこの装置を適用できないことがある
。

またこの装置では、１つの測定点に対して複数で１組の
測定器を必要とするため、測定点が複数ある場合には、
それだけの組数の測定器を用意するか、又は測定器は１
組のみ用意し測定点毎に測定器のセツティングを変更す
る必要があり、装置費が嵩むが、操作が煩瑣となるなど
の不具合がある。

なお、第５図の装置も、複数の画像撮影装置を使用する
必要があるため、上記同様配置場所の問題があり、また
この装置では、レンズを通して撮影した画像を解析する
ため、データ処理に時間がかかり測定精度が悪いという
問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
空力要素供試体の表面上の点に対し非接触で、一方向か
らの測定により、簡単に精度よく複数点の３次元変位を
測定することができる静的空弾性試験装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、風洞内に収容された空力要素供試
体表面に対し観測窓を介しＺ軸向きに対向するＸＹ面内
で両軸方向へ移動可能に配置されたステッピングモータ
ー駆動式架台と、同架台にＺ軸方向に突設されその軸周
りに回転可能に装架された回転テーブルと、同回転テー
ブルにその回転中心に関し点対称に設置された受光素子
及びレーザー測距計と、上記空力要素供試体の表面の変
位測定点に取付けられた発光素子とを具えたことを特徴
とする。

〔作用〕

発明明静的空弾性試験装置においては、空力要素が空気
力の作用で変形し測定点上の発光素子が変位したとする
と、発光素子に対向している受光素子の出力電圧に応じ
、その出力電圧が最大となるようにステッピングモータ
ーが駆動してステッピングモーター駆動式架台をＸＹ面
内で移動させ、受光素子を発光素子の２軸上に正しく位
置決めする。この際ＸＹ面内の座標はステッピングモー
ターの駆動に要したパルス数から求められる。

次に回転テーブルを１８０°回転させ、その回転軸に関
し受光素子と点対称位置にあるレーザー測距計を発光素
子の２軸上に正しく対峙させて、測定点までのＺ方向距
離を測定する。

〔実施例〕

発明明静的空弾性試験装置の一実施例を図面について説
明すると、第１図は斜視図、第２図は本装置を設置した
風洞の斜視図、第３図は変位測定系の系統図である。

第１図に示す静的空弾性試験装置４は、第２図に示すよ
うに、風洞１内の観測窓２に対向した位置に収容されて
いる空力要素供試体３に対し、Ｚ軸方向に適宜間隔を存
した側壁外のＸＹ面内に設置されている。

しかしてその詳細は、第１図において、空力要素供試体
３の測定表面に対しＺ軸向きに対向するＸＹ面内にＹ軸
ガイド５が固定的に配置されて、このＹ軸ガイド５上に
Ｘ軸ガイド６がスライド可能に載架され、更にこのＸ軸
ガイド６上にステッピングモーター駆動式架台７がスラ
イド可能に載架されている。

ステッピングモーター駆動式架台７には、空力要素供試
体３に対向する側にテーブル回転モーター８がＺ軸上に
回転軸をおいて突設されるとともに、その回転軸に回転
テーブル９が取付けられている。またこの回転テーブル
９にはその回転中心に関し点対称位置に、受光素子１０
とレーザー測距計１１とが空力要素供試体３に向けて設
置されている。

なお空力要素供試体３の測定面上の変位測定点には単一
波長の光を発する発光素子１２が埋め込まれており、上
記受光素子１０はこの波長の光に強い感度を持つものに
設定されている。

このような装置において、空力要素供試体３上の測定点
の変位を測定する要領を、第３図も参照して説明すると
、第１図において、空力要素供試体３が空気力の作用で
実線の状態に変形し、測定点上の発光素子１２が実線位
置に変位したとすると、第３図に示すように、発光素子
１２に対向している受光素子１０の出力電圧に応じ制御
系１３が作動して、受光素子１０の出力電圧が最大とな
るようにステッピングモーター駆動式架台７のステッピ
ングモーターを駆動させて、例えば同架台７をＸ軸方向
及びＹ軸方向の正負微小距離を移動させて各方向で出力
電圧の大きい方へ移し、受光素子１０を発光素子１２の
Ｚ軸上に正しく位置決めする。

この際ＸＹ平面内の座標はステッピングモーターの駆動
に要したパルス数から求められる。

次に、テーブル回転モーター８により回転テーブル９を
１８０°回転させ、その回転軸に関し受光素子１０と点
対称位置にあるレーザー測距計１’）ｉ、受光素子１０
と位置交換させて発光素子１２のＺ軸上に正しく対峙さ
せ、測定点までのＺ方向距離を測定する。

上記の操作を風洞１の通風前後に行い、各々の座標の差
をとれば、３次元変位が３次元座標の変化の形で求めら
れる。また測定点が複数ある場合にも、受光素子ｌＯの
出力電圧が最大となる点を探索する際に受光素子１０の
初期位置を適当に与えておけば、測定点を混同すること
なく複数点の測定を行うことができる。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、風洞内に収容された空力要素
供試体表面に対し観測窓を介しＺ軸向きに対向するＸＹ
面内で両軸方向へ移動可能に配置されたステッピングモ
ーター駆４゜ 動式架台と、同架台にＸ軸方向に突設されその軸周りに
回転可能に装架された回転テーブルと、同回転テーブル
にその回転中心に関し点対称に設置された受光素子及び
レーザー測距計と、上記空力要素供試体の表面の変位測
定点に取付けられた発光素子とを具えたことにより、空
力要素供試体の表面上の点に対し非接触で、一方向から
の測定により、簡単に精度よく複数点の３次元変位を測
定することができる静的空体性試験装置を得るから、本
発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明明静的空弾性試験装置の一実施例の斜視図
、第２図は本装置を設置した風洞の斜視図、第３図は変
位測定系の系統図である。 第４図、第５図はそれぞれ従来装置の説明図である。 １・・・風洞、２・・・観測窓、３・・・空力要素供試
体、４・・・静的空体性試験装置、５・・・Ｘ軸ガイド
、６・・・Ｘ軸ガイド、７・・・ステッピングモーター
駆動式架台、８・・・テーブル回転モーター９・・・回
転テーブル、１０・・・受光素子、１１・・・レーザー
測距計、１２・・・発光素子、１３・・・制御系。 代理人　弁理士　塚　本　正　文 第 ！ 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 風洞内に収容された空力要素供試体表面に 対し観測窓を介しＺ軸向きに対向するＸＹ面内で両軸方
   向へ移動可能に配置されたステッピングモーター駆動式
   架台と、同架台にＺ軸方向に突設されその軸周りに回転
   可能に装架された回転テーブルと、同回転テーブルにそ
   の回転中心に関し点対称に設置された受光素子及びレー
   ザー測距計と、上記空力要素供試体の表面の変位測定点
   に取付けられた発光素子とを具えたことを特徴とする静
   的空弾性試験装置。