JPH10205579A - フラッタ防止装置 - Google Patents
フラッタ防止装置Info
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- JPH10205579A JPH10205579A JP9008498A JP849897A JPH10205579A JP H10205579 A JPH10205579 A JP H10205579A JP 9008498 A JP9008498 A JP 9008498A JP 849897 A JP849897 A JP 849897A JP H10205579 A JPH10205579 A JP H10205579A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、非定常空気力の作用によって航空
機の主翼等に発生するパネルフラッタを防止するための
フラッタ防止装置に関する。従来のパネルフラッタの防
止は、外板の板厚を厚くして、剛性を高めることによて
行っていたため、機体重量が嵩み、飛行性能等を劣化さ
せる原因となっていた。本発明は、構造重量の増大を最
小限にとどめて、パネルフラッタの発生を防止できるフ
ラッタ防止装置の提供を課題とする。 【解決手段】 本発明は、主翼等の外板温度および応力
をモニタするセンシング部、センシング部からの出力信
号により外板に付加する剛性を算出して剛性修正信号を
出力する制御部、剛性修正信号により構造体外板をパネ
ルフラッタの発生しない剛性に変動させる剛性制御部と
からなる。これにより、従来のフラッタ防止装置の不具
合を解消できるフラッタ防止装置とすることができる。
機の主翼等に発生するパネルフラッタを防止するための
フラッタ防止装置に関する。従来のパネルフラッタの防
止は、外板の板厚を厚くして、剛性を高めることによて
行っていたため、機体重量が嵩み、飛行性能等を劣化さ
せる原因となっていた。本発明は、構造重量の増大を最
小限にとどめて、パネルフラッタの発生を防止できるフ
ラッタ防止装置の提供を課題とする。 【解決手段】 本発明は、主翼等の外板温度および応力
をモニタするセンシング部、センシング部からの出力信
号により外板に付加する剛性を算出して剛性修正信号を
出力する制御部、剛性修正信号により構造体外板をパネ
ルフラッタの発生しない剛性に変動させる剛性制御部と
からなる。これにより、従来のフラッタ防止装置の不具
合を解消できるフラッタ防止装置とすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、曲げ、捩じり自由
度を有して、航空機の翼、胴体若しくは船舶の船体、舵
等の構造体に張設された外板の表面に作用する、非定常
空気力若しくは非定常水力によって発生するパネルフラ
ッタを防止するための装置に係り、特に、超音速航空機
の後部胴体又は主翼等の構造体の外面を形成する外板
に、発生することのあるパネルフラッタの防止に好適な
フラッタ防止装置に関する。
度を有して、航空機の翼、胴体若しくは船舶の船体、舵
等の構造体に張設された外板の表面に作用する、非定常
空気力若しくは非定常水力によって発生するパネルフラ
ッタを防止するための装置に係り、特に、超音速航空機
の後部胴体又は主翼等の構造体の外面を形成する外板
に、発生することのあるパネルフラッタの防止に好適な
フラッタ防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、超音速航空機の主翼外板、胴体
外板等に発生するパネルフラッタは、外板の表面に沿っ
て流れる空気流の変動空気力が外板に発生させる、曲げ
運動（上下運動）と捩じり運動（回転運動）がある位相
差をもって連成して生じる振動を励起することにより発
生する。しかも、このパネルフラッタの発生は、航空機
の飛行速度増加による空気力の増加と、空力加熱による
外板剛性の低下で、より顕著となる。
外板等に発生するパネルフラッタは、外板の表面に沿っ
て流れる空気流の変動空気力が外板に発生させる、曲げ
運動（上下運動）と捩じり運動（回転運動）がある位相
差をもって連成して生じる振動を励起することにより発
生する。しかも、このパネルフラッタの発生は、航空機
の飛行速度増加による空気力の増加と、空力加熱による
外板剛性の低下で、より顕著となる。
【０００３】このような、超音速航空機の外板に発生す
るパネルフラッタの防止は、従来、図４に示す様に、例
えば外板０１の板厚を大きくする等により、外板０１の
剛性を高めることにより対処してきた。また、このパネ
ルフラッタの発生は、剛性分布ばかりでなく、対象とす
る外板の重量分布によっても左右されるが、簡便にする
ため、外板の板厚を一様なものとしして、その形状（ア
スペクト比）、剛性により、上下運動、回転運動が連成
して生じる調和振動が持続する下限速度であるパネルフ
ラッタ発生速度を算出して、これから予測するようにし
ている。
るパネルフラッタの防止は、従来、図４に示す様に、例
えば外板０１の板厚を大きくする等により、外板０１の
剛性を高めることにより対処してきた。また、このパネ
ルフラッタの発生は、剛性分布ばかりでなく、対象とす
る外板の重量分布によっても左右されるが、簡便にする
ため、外板の板厚を一様なものとしして、その形状（ア
スペクト比）、剛性により、上下運動、回転運動が連成
して生じる調和振動が持続する下限速度であるパネルフ
ラッタ発生速度を算出して、これから予測するようにし
ている。
【０００４】すなわち、従来の超音速航空機において
は、最大速度に対して、パネルフラッタ発生速度が２０
％の速度余裕をもつように、外板板厚等を設計して、パ
ネルフラッタの発生を防止するようにしている。
は、最大速度に対して、パネルフラッタ発生速度が２０
％の速度余裕をもつように、外板板厚等を設計して、パ
ネルフラッタの発生を防止するようにしている。
【０００５】しかしながら、このように、超音速航空機
のパネルフラッタの発生を従来の剛性を高める方法で防
止するようにした場合、航空機外板の剛性を必要以上に
増加させる必要があり、必然的に航空機の重量増につな
がることになり、航空機にとっては種々の不具合が発生
する。
のパネルフラッタの発生を従来の剛性を高める方法で防
止するようにした場合、航空機外板の剛性を必要以上に
増加させる必要があり、必然的に航空機の重量増につな
がることになり、航空機にとっては種々の不具合が発生
する。
【０００６】また、通常必要とされる剛性にされた外板
にパネルフラッタが発生する超音速領域では、外板と周
辺の空気流との摩耗で生じる、いゆわる空力加熱によ
り、外板表面温度が１５０〜２００℃に達し、特に、先
進複合材を使用するようにした外板では、この空力加熱
による高温によって著しい剛性低下が生じ、パネルフラ
ッタが発生しやすくなる。従って、このように先進複合
材を外板に使用するようにした航空機では、超音速で飛
行し、外板が高温域になるときのみ剛性増が必要となる
ことがある。
にパネルフラッタが発生する超音速領域では、外板と周
辺の空気流との摩耗で生じる、いゆわる空力加熱によ
り、外板表面温度が１５０〜２００℃に達し、特に、先
進複合材を使用するようにした外板では、この空力加熱
による高温によって著しい剛性低下が生じ、パネルフラ
ッタが発生しやすくなる。従って、このように先進複合
材を外板に使用するようにした航空機では、超音速で飛
行し、外板が高温域になるときのみ剛性増が必要となる
ことがある。
【０００７】このような要求を、前述した板厚増加によ
る剛性増加で満し、パネルフラッタの発生を防止するよ
うにしたものでは、この板厚増加による機体重量増の影
響が、パネルフラッタの発生に関係のない飛行（温度）
領域まで及ぶこととなり、甚だ非効率的なものとなる不
具合がある。
る剛性増加で満し、パネルフラッタの発生を防止するよ
うにしたものでは、この板厚増加による機体重量増の影
響が、パネルフラッタの発生に関係のない飛行（温度）
領域まで及ぶこととなり、甚だ非効率的なものとなる不
具合がある。
【０００８】また、飛行中にパネルフラッタが発生した
場合には、外板構造の全面的な設計変更を余儀なくされ
るという不具合もある。さらに、外板の剛性増が、高温
域となる高速飛行領域だけでなく、他の飛行領域でも行
われたまま飛行する航空機では、突風荷重やランディン
グ荷重などが増加し、このための構造補強を必要とし、
さらに重量増になるという不具合も発生する。
場合には、外板構造の全面的な設計変更を余儀なくされ
るという不具合もある。さらに、外板の剛性増が、高温
域となる高速飛行領域だけでなく、他の飛行領域でも行
われたまま飛行する航空機では、突風荷重やランディン
グ荷重などが増加し、このための構造補強を必要とし、
さらに重量増になるという不具合も発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、構造体外板
のパネルフラッタの発生防止のため、従来から行われて
いる構造体外板の剛性補強に伴う上述した不具合を解消
して、構造体外板に発生するパネルフラッタを防止する
ため、パネルフラッタの発生が予測されるときに、構造
体外板の剛性を高めて、防止できるようにしたフラッタ
防止装置を提供することを課題とする。
のパネルフラッタの発生防止のため、従来から行われて
いる構造体外板の剛性補強に伴う上述した不具合を解消
して、構造体外板に発生するパネルフラッタを防止する
ため、パネルフラッタの発生が予測されるときに、構造
体外板の剛性を高めて、防止できるようにしたフラッタ
防止装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、本発明のフラ
ッタ防止装置は、次の手段とした。
ッタ防止装置は、次の手段とした。
【００１１】（１）構造体外板に発生する応力、および
空力加熱等により変化する構造体外板の温度を、飛行中
若しくは航走中にモニタするセンシング部を設けた。
空力加熱等により変化する構造体外板の温度を、飛行中
若しくは航走中にモニタするセンシング部を設けた。
【００１２】（２）センシング部から出力される構造体
外板の応力、温度の出力信号を入力して、温度の出力信
号に応じて、構造体外板の剛性をあらかじめストアされ
たフィードフォワードコントロール則により、パネルフ
ラッタが発生しない剛性に修正する修正信号を算出する
とともに、この修正信号に生じる誤差を、応力の出力信
号に応じて、あらかじめストアされたフィードバックコ
ントロール則により除いて、剛性修正信号にし、剛性制
御部に出力する制御部を設けた。
外板の応力、温度の出力信号を入力して、温度の出力信
号に応じて、構造体外板の剛性をあらかじめストアされ
たフィードフォワードコントロール則により、パネルフ
ラッタが発生しない剛性に修正する修正信号を算出する
とともに、この修正信号に生じる誤差を、応力の出力信
号に応じて、あらかじめストアされたフィードバックコ
ントロール則により除いて、剛性修正信号にし、剛性制
御部に出力する制御部を設けた。
【００１３】（３）制御部から出力される剛性修正信号
を入力して、この剛性修正信号に応じて構造体外板の剛
性を、パネルフラッタの発生が防止できる剛性に変動さ
せる剛性制御部を設けた。この構造体外板の剛性の変動
は、電圧により剛性が変動する材料に、剛性修正信号に
対応する電圧を負荷して剛性を変動させて行うようにし
ても良く、また形状記憶合金の温度を剛性修正信号に対
応して変動させて、あらかじめ形状記憶合金に記憶させ
ていた剛性の大きい形状に変化させることにより剛性を
変動させるようにしたものでも良い。
を入力して、この剛性修正信号に応じて構造体外板の剛
性を、パネルフラッタの発生が防止できる剛性に変動さ
せる剛性制御部を設けた。この構造体外板の剛性の変動
は、電圧により剛性が変動する材料に、剛性修正信号に
対応する電圧を負荷して剛性を変動させて行うようにし
ても良く、また形状記憶合金の温度を剛性修正信号に対
応して変動させて、あらかじめ形状記憶合金に記憶させ
ていた剛性の大きい形状に変化させることにより剛性を
変動させるようにしたものでも良い。
【００１４】本発明のフラッタ防止装置は、上述の手段
により、構造体外板の温度／応力状態をセンシング部に
よりモニタして、モニタ状態の温度／応力に応じて、剛
性制御部によって、構造体外板の剛性を変動させて、構
造体外板の固有振動数及び振動モードをパネルフラッタ
モードから離すことにより、パネルフラッタの発生を防
止できるので、次の効果が得られる。
により、構造体外板の温度／応力状態をセンシング部に
よりモニタして、モニタ状態の温度／応力に応じて、剛
性制御部によって、構造体外板の剛性を変動させて、構
造体外板の固有振動数及び振動モードをパネルフラッタ
モードから離すことにより、パネルフラッタの発生を防
止できるので、次の効果が得られる。
【００１５】（１）パネルフラッタ発生防止のために、
構造体外板が本来必要とする強度以上の強度になる板厚
にして剛性を高める必要がなく、特に、航空機において
その影響が顕著となる重量が軽減でき、飛行性能および
ペイロードの向上になる。特に、先進複合材を外板に使
用し、構造体外板温度が１５０〜２００℃にもなる空力
加熱が発生する超音速で飛行する超音速航空機において
は、著しい剛性低下を引き起す飛行域を考慮して構造体
外板を剛性必要以上に大きなものにする必要がなくな
り、効率的なものにすることができる。
構造体外板が本来必要とする強度以上の強度になる板厚
にして剛性を高める必要がなく、特に、航空機において
その影響が顕著となる重量が軽減でき、飛行性能および
ペイロードの向上になる。特に、先進複合材を外板に使
用し、構造体外板温度が１５０〜２００℃にもなる空力
加熱が発生する超音速で飛行する超音速航空機において
は、著しい剛性低下を引き起す飛行域を考慮して構造体
外板を剛性必要以上に大きなものにする必要がなくな
り、効率的なものにすることができる。
【００１６】（２）飛行中にパネルフラッタが発生した
ような場合においても、全面的な設計変更を必要とせ
ず、構造体外板の剛性変動を行う部分の変更のみで、対
処できるようになる。このために、パネルフラッタの発
生を防止するための精密な模型の製作および模型を使っ
た風洞試験が簡略化できるとともに、パネルフラッタの
発生しない構造体外板への改修作業が容易になる。
ような場合においても、全面的な設計変更を必要とせ
ず、構造体外板の剛性変動を行う部分の変更のみで、対
処できるようになる。このために、パネルフラッタの発
生を防止するための精密な模型の製作および模型を使っ
た風洞試験が簡略化できるとともに、パネルフラッタの
発生しない構造体外板への改修作業が容易になる。
【００１７】（３）さらに、突風荷重やランディング荷
重が増加しないので、このような荷重に対応する構造補
強が不要となり、このためにさらに構造体外板を設ける
航空機等の軽量化が図れる。
重が増加しないので、このような荷重に対応する構造補
強が不要となり、このためにさらに構造体外板を設ける
航空機等の軽量化が図れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明のフラッタ防止装置
の実施の一形態を図面にもとづき説明する。図１は、本
発明のフラッタ防止装置を適用した超音速航空機の機体
外板の実施の第１形態を示す全体構成図である。図に示
すように、構造体外板としての機体外板１は、外板２に
センシング部３および剛性コントロール部４を積層した
積層構造で構成されている。
の実施の一形態を図面にもとづき説明する。図１は、本
発明のフラッタ防止装置を適用した超音速航空機の機体
外板の実施の第１形態を示す全体構成図である。図に示
すように、構造体外板としての機体外板１は、外板２に
センシング部３および剛性コントロール部４を積層した
積層構造で構成されている。
【００１９】上述した機体外板１のうち、外板２は、従
来の超音速航空機と同様に、金属系の材料を使用しても
良く、また近年開発が進められている先進複合材料を使
用するようにしても良い。何れを使用する場合において
も、従来のように超音速航空機の最大速度に対して、パ
ネルフラッタ速度が２０％の速度余裕をもつような板厚
に設計して、剛性を高め、パネルフラッタの発生を防止
するような必要はなく、また、高温によって著しい剛性
低下を生じる先進複合材料を使用する場合においても、
空力加熱による剛性低下を考慮し、過剰に厚くした板厚
にする必要はなく、外板として通常必要とする強度を保
持できる板厚のもので充分である。
来の超音速航空機と同様に、金属系の材料を使用しても
良く、また近年開発が進められている先進複合材料を使
用するようにしても良い。何れを使用する場合において
も、従来のように超音速航空機の最大速度に対して、パ
ネルフラッタ速度が２０％の速度余裕をもつような板厚
に設計して、剛性を高め、パネルフラッタの発生を防止
するような必要はなく、また、高温によって著しい剛性
低下を生じる先進複合材料を使用する場合においても、
空力加熱による剛性低下を考慮し、過剰に厚くした板厚
にする必要はなく、外板として通常必要とする強度を保
持できる板厚のもので充分である。
【００２０】次に、センシング部３は、外板２の温度を
検出する熱電対、および応力を検出する歪ゲージ等を内
蔵し、外板２に生じる温度および応力の大きさをモニタ
し、および応力に対応する出力信号を剛性コントロール
部４に出力する。
検出する熱電対、および応力を検出する歪ゲージ等を内
蔵し、外板２に生じる温度および応力の大きさをモニタ
し、および応力に対応する出力信号を剛性コントロール
部４に出力する。
【００２１】また、剛性コントロール部４には、センシ
ング部３から出力される外板２に発生する応力、温度の
出力信号を入力して、温度の出力信号に応じて、外板の
剛性を、あらかじめストアされたフィードフォワードコ
ントロール則により、機体外板１を、パネルフラッタが
発生しない剛性に修正する修正信号を算出するととも
に、フィードフォワード則ではどうしても誤差が生じる
この修正信号に、応力の出力信号に応じて、あらかじめ
ストアされたフィードバックコントロール則により算出
された信号を加除することによって、誤差を除いて、剛
性修正信号にして出力する制御部が設けられるととも
に、この剛性修正信号に応じて、構造体外板の剛性をパ
ネルフラッタの発生が防止できる剛性に変動させる剛性
制御部が設けられている。
ング部３から出力される外板２に発生する応力、温度の
出力信号を入力して、温度の出力信号に応じて、外板の
剛性を、あらかじめストアされたフィードフォワードコ
ントロール則により、機体外板１を、パネルフラッタが
発生しない剛性に修正する修正信号を算出するととも
に、フィードフォワード則ではどうしても誤差が生じる
この修正信号に、応力の出力信号に応じて、あらかじめ
ストアされたフィードバックコントロール則により算出
された信号を加除することによって、誤差を除いて、剛
性修正信号にして出力する制御部が設けられるととも
に、この剛性修正信号に応じて、構造体外板の剛性をパ
ネルフラッタの発生が防止できる剛性に変動させる剛性
制御部が設けられている。
【００２２】この剛性制御部は、電圧をかけると剛性が
増加する材料、例えば、チタン酸鉛などの圧電セラミッ
クで形成しておき、制御部からの剛性修正信号に対応す
る大きさの電圧を剛性制御部より負荷することにより、
剛性制御部の剛性を剛性修正信号に対応する大きさに修
正して、機体外板１の剛性をパネルフラッタの発生しな
い剛性にするようにしている。
増加する材料、例えば、チタン酸鉛などの圧電セラミッ
クで形成しておき、制御部からの剛性修正信号に対応す
る大きさの電圧を剛性制御部より負荷することにより、
剛性制御部の剛性を剛性修正信号に対応する大きさに修
正して、機体外板１の剛性をパネルフラッタの発生しな
い剛性にするようにしている。
【００２３】また、この剛性制御部は、温度によって形
状が変化する形状記憶合金、例えば、ニッケルチタン合
金（ＮｉＴｉｎｏｌ）を使って、機体外板１の剛性を高
める必要のない常温では、直線状の平板形状に加工され
たものにし、機体外板１に作用する空気抵抗を小さなも
のにしておき、空力加熱が増大し、剛性が低下して、パ
ネルフラッタが発生しやすい超音速飛行時には、高温に
より最初に設定されている剛性の大きい外形形状に、外
板２とともに変化させるようにしたものでも良い。この
場合には、本発明を構成するセンシング部、制御部およ
び剛性制御部が剛性コントロール部に１体組み込まれた
ものになり、これらの作用を現出する構成は、形状記憶
合金の製造過程において組み込まれることになる。
状が変化する形状記憶合金、例えば、ニッケルチタン合
金（ＮｉＴｉｎｏｌ）を使って、機体外板１の剛性を高
める必要のない常温では、直線状の平板形状に加工され
たものにし、機体外板１に作用する空気抵抗を小さなも
のにしておき、空力加熱が増大し、剛性が低下して、パ
ネルフラッタが発生しやすい超音速飛行時には、高温に
より最初に設定されている剛性の大きい外形形状に、外
板２とともに変化させるようにしたものでも良い。この
場合には、本発明を構成するセンシング部、制御部およ
び剛性制御部が剛性コントロール部に１体組み込まれた
ものになり、これらの作用を現出する構成は、形状記憶
合金の製造過程において組み込まれることになる。
【００２４】次に、図２は、上述した実施の形態におけ
る、パネルフラッタの発生防止のためのコントロール則
を示すブロック図である。本実施の形態のコントロール
則は、基本的には、超音速航空機の速度に対応して変動
する外板２の温度によるフィードフォワード制御である
が、前述したように、コントロール則上の誤差等がある
場合を考慮して、応力に対するフィードバックも入れ
て、フィードバック／フィードフォワードの両者を取り
入れた制御としている。
る、パネルフラッタの発生防止のためのコントロール則
を示すブロック図である。本実施の形態のコントロール
則は、基本的には、超音速航空機の速度に対応して変動
する外板２の温度によるフィードフォワード制御である
が、前述したように、コントロール則上の誤差等がある
場合を考慮して、応力に対するフィードバックも入れ
て、フィードバック／フィードフォワードの両者を取り
入れた制御としている。
【００２５】機体外板１に発生するパネルフラッタは、
機体外板１の表面を流れる非定常空気の流れによって、
機体外板１に発生する２つの振動、すなわち、機体外板
１の曲げ振動（上下振動）および捩じり振動（回転振
動）の振動モードが連成した現象であるので、上述した
構成により、機体外板１の剛性をパネルフラッタの発生
が予測される機体外板１の温度、応力に対応させて増加
し、２つの振動モードの連成を防ぐ事によって、パネル
フラッタの発生を防止するようにした。
機体外板１の表面を流れる非定常空気の流れによって、
機体外板１に発生する２つの振動、すなわち、機体外板
１の曲げ振動（上下振動）および捩じり振動（回転振
動）の振動モードが連成した現象であるので、上述した
構成により、機体外板１の剛性をパネルフラッタの発生
が予測される機体外板１の温度、応力に対応させて増加
し、２つの振動モードの連成を防ぐ事によって、パネル
フラッタの発生を防止するようにした。
【００２６】次に、このパネルフラッタ発生を防止する
メカニズムを図３により説明する。図に示すように、パ
ネルフラッタ発生速度ＶF 付近までは、機体外板１の剛
性をコントロールしない為、２つの振動モードが接近し
ていき、本実施の形態のフラッタ防止装置を作動させず
機体外板１の剛性をコントロールしないと、速度Ｖの増
大とともに、固有振動数が点線のように変動して、パネ
ルフラッタ発生速度Ｖ F では、２つの振動モードが連成
して調和振動が持続するようになり、パネルフラッタが
発生する。
メカニズムを図３により説明する。図に示すように、パ
ネルフラッタ発生速度ＶF 付近までは、機体外板１の剛
性をコントロールしない為、２つの振動モードが接近し
ていき、本実施の形態のフラッタ防止装置を作動させず
機体外板１の剛性をコントロールしないと、速度Ｖの増
大とともに、固有振動数が点線のように変動して、パネ
ルフラッタ発生速度Ｖ F では、２つの振動モードが連成
して調和振動が持続するようになり、パネルフラッタが
発生する。
【００２７】しかしながら、パネルフラッタ発生速度Ｖ
F に到達する以前の速度でフラッタ防止装置をＯＮにし
て機体外板１の剛性をコントロールするようにすると、
コントロール直後から２つの振動モードが実線のように
離れて、パネルフラッタ発生速度ＶF に速度Ｖが到達し
ても、機体外板１にはパネルフラッタが発生しないこと
が判る。
F に到達する以前の速度でフラッタ防止装置をＯＮにし
て機体外板１の剛性をコントロールするようにすると、
コントロール直後から２つの振動モードが実線のように
離れて、パネルフラッタ発生速度ＶF に速度Ｖが到達し
ても、機体外板１にはパネルフラッタが発生しないこと
が判る。
【００２８】このように、本実施の形態のフラッタ防止
装置は、上述の構成により、機体外板１の温度／応力状
態をセンシング部３によりモニタして、モニタ状態の温
度／応力に応じて、剛性コントロール部４に設けた制御
部および剛性制御部によって機体外板１の剛性を増加さ
せて、機体外板１の固有振動数及び振動モードをパネル
フラッタモードから離すことにより、パネルフラッタ発
生速度ＶF の飛行速度で発生していたパネルフラッタの
発生を防止できる。
装置は、上述の構成により、機体外板１の温度／応力状
態をセンシング部３によりモニタして、モニタ状態の温
度／応力に応じて、剛性コントロール部４に設けた制御
部および剛性制御部によって機体外板１の剛性を増加さ
せて、機体外板１の固有振動数及び振動モードをパネル
フラッタモードから離すことにより、パネルフラッタ発
生速度ＶF の飛行速度で発生していたパネルフラッタの
発生を防止できる。
【００２９】また、このパネルフラッタ発生防止のため
に、機体外板１が本来必要とする強度以上の強度による
板厚にして剛性を高める必要がなく、機体重量の軽減が
でき、飛行性能およびペイロードの向上にさせることが
できる。特に、先進複合材を使用し、構造体外板温度が
１５０〜２００℃にもなる空力加熱が発生する超音速航
空機においても、著しい剛性低下を引き起す飛行域を考
慮して構造体外板を大きい剛性のものにする必要がなく
なる。さらに、飛行中にパネルフラッタが発生したよう
な場合においても、機体外板１の全面的な設計変更を必
要とせず、剛性コントロール部４とセンシング部３の変
更のみで、対処できるようになる。
に、機体外板１が本来必要とする強度以上の強度による
板厚にして剛性を高める必要がなく、機体重量の軽減が
でき、飛行性能およびペイロードの向上にさせることが
できる。特に、先進複合材を使用し、構造体外板温度が
１５０〜２００℃にもなる空力加熱が発生する超音速航
空機においても、著しい剛性低下を引き起す飛行域を考
慮して構造体外板を大きい剛性のものにする必要がなく
なる。さらに、飛行中にパネルフラッタが発生したよう
な場合においても、機体外板１の全面的な設計変更を必
要とせず、剛性コントロール部４とセンシング部３の変
更のみで、対処できるようになる。
【００３０】また、パネルフラッタの発生を防止するこ
とによる、突風荷重やランディング荷重が増加しないの
で、このような荷重に対応した構造補強が不要となり、
このために、さらに機体の軽量化が図れる。
とによる、突風荷重やランディング荷重が増加しないの
で、このような荷重に対応した構造補強が不要となり、
このために、さらに機体の軽量化が図れる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のフラッタ防
止装置によれば、特許請求の範囲に示す構成により、 （１）パネルフラッタの発生を防止するための構造重量
の増大が最小限に押さえられ、重量の軽減化がはかれ
る。
止装置によれば、特許請求の範囲に示す構成により、 （１）パネルフラッタの発生を防止するための構造重量
の増大が最小限に押さえられ、重量の軽減化がはかれ
る。
【００３２】特に、先進複合材を使用する超音速航空機
においては、この効果が最大に享受できる。
においては、この効果が最大に享受できる。
【００３３】（２）パネルフラッタが発生するような場
合においても、簡単にパネルフラッタの発生を防止でき
る構造に設計変更できる。また、パネルフラッタの発生
を防止するための設計前の試験等が簡略化できる。
合においても、簡単にパネルフラッタの発生を防止でき
る構造に設計変更できる。また、パネルフラッタの発生
を防止するための設計前の試験等が簡略化できる。
【００３４】（３）パネルフラッタの発生を防止するた
めに生じていた、突風荷重やランディング荷重の増大が
なくなり、このために要していた構造補強が不要とな
り、より軽量化を図ることができる。
めに生じていた、突風荷重やランディング荷重の増大が
なくなり、このために要していた構造補強が不要とな
り、より軽量化を図ることができる。
【図１】本発明のフラッタ防止装置の実施の第１形態を
適用した超音速航空機の機体外板断面図、
適用した超音速航空機の機体外板断面図、
【図２】図１に示す実施の形態におけるコントロール則
を示すブロック図、
を示すブロック図、
【図３】図１に示す実施の形態でパネルフラッタの発生
を防止するメカニズムを説明する図、
を防止するメカニズムを説明する図、
【図４】従来の機体外板を示す断面図である。
１ 機体外板 ２ 外板 ３ センシング部 ４ 剛性コントロール部
Claims (1)
- 【請求項１】 曲げ、捩じり自由度を有する構造体外板
の表面に変動流体力が作用して、前記構造体外板の上下
運動と回転運動がある位相差をもって連成して生じる、
パネルフラッタ現象の発生を防止するためのフラッタ防
止装置において、前記構造体外板の温度および応力をモ
ニタするセンシング部と、前記センシング部からの出力
信号を入力して、これに対応する前記構造体外板の剛性
を算出し、剛性修正信号を出力する制御部と、前記制御
部から入力した前記剛性修正信号で、前記構造体外板を
フラッタの発生を防止できる剛性にする剛性制御部とを
設けたことを特徴とするフラッタ防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9008498A JPH10205579A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | フラッタ防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9008498A JPH10205579A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | フラッタ防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10205579A true JPH10205579A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=11694788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9008498A Withdrawn JPH10205579A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | フラッタ防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10205579A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541113A (ja) * | 2005-05-19 | 2008-11-20 | フラウンホファー ゲセルシャフトツール フェールデルンク ダー アンゲヴァンテン フォルシュンク エー．ファオ． | 技術的構造物の力学的耐荷能力および／または応力を制御する方法および装置 |
| JP2016510283A (ja) * | 2013-02-05 | 2016-04-07 | タマラック エアロスペース グループ インコーポレイテッド | 制御可能な気流修正装置の周期的荷重制御 |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP9008498A patent/JPH10205579A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541113A (ja) * | 2005-05-19 | 2008-11-20 | フラウンホファー ゲセルシャフトツール フェールデルンク ダー アンゲヴァンテン フォルシュンク エー．ファオ． | 技術的構造物の力学的耐荷能力および／または応力を制御する方法および装置 |
| JP2016510283A (ja) * | 2013-02-05 | 2016-04-07 | タマラック エアロスペース グループ インコーポレイテッド | 制御可能な気流修正装置の周期的荷重制御 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |