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To support the test model and provide a means of changing the attitude and the position, a test on the use of an industrial robot was performed in the NAL gust wind tunnel. For the model support system using a robot, the functional tests were made and aerodynamic characteristics tests at a low-speed wind and ground effect tests were conducted using the 8.9 percent scale model of HOPE (H-2 Orbiting Plane) ALFLEX (Automatic Landing Flight Experiment) vehicle. The obtained data were compared with the results from the same model supported by the sting of a conventional type. This report mainly describes the functional performance of the model support system using the robot and the influence of the robot's arm on the wind flow. The results indicated that the present model support system is very useful to move the model quickly in various directions in the wind tunnel. It was also suggested that the present model support system can be used for dynamic wind tunnel tests and can be recognized as one of the advanced technologies relating to wind tunnel tests., 航空宇宙技術研究所の突風風洞では、HOPE開発のための一翼を担う小型自動着陸実験機(ALFLEX:Automatic Landing Flight Experiment)の着陸時空力特性を把握するための地面効果試験を実施した。しかし、地面効果試験において従来の風洞の模型支持方式では、風洞模型を着陸時の姿勢と速度に準じて上下方向に制御することは不可能である。そこで、新たな風洞模型支持装置として産業用ロボットの機構と機能に着目し、これを用いた風洞模型支持システムと風洞試験方法を開発した。本システムでは、風洞模型を要求に応じて迎角、横滑り角、回転角を持った姿勢を設定できるほか、指定した位置へ迅速に移動させることができる。本システムを用いたALFLEXの風洞試験では、従来の低速風洞試験と共に地面効果試験が効率的に実施されただけでなく、最近注目されている動的試験データの取得が可能になるなど、新しい展開の風洞試験方法の可能性を示すことができた。

A wind tunnel test was conducted to investigate the ground effect on an 8.9 percent model of the ALFLEX (Automatic Landing FLight EXperiment) vehicle. The objectives of this experiment were: (1) To make a preliminary inspection of the influence of the new model supporting system on the main flow; (2) to collect data of the static ground effect; and (3) to collect data of the dynamic ground effect. A robot designed for general industrial use was employed as a tool for model support. The merits of utilizing the robot in our experiment was not only to raise the efficiency of the static measurements but also to make it possible to collect the dynamic data in the ground effect test. Comparison between results from static and dynamic tests showed that the amount of the dynamic ground effect is no more than the static effect., HOPE ALFLEX(自動着陸実験)実験機開発のための地面効果試験を実施した。本実験の目的は、(1)新しく採用した模型支持システムが一様流に及ぼす影響の予備検証を行うこと。(2)静的地面効果のデータを得ること。(3)動的地面効果のデータを得ること。である。本実験では産業用のロボットを模型支持装置として採用し、ロボットアームの動きをコントロールすることによって、その先端に取り付けられた模型の姿勢、位置を自由に変化させて必要なデータを取ることに成功した。地面効果試験においては、地面板と模型の相対位置を変化させてデータを取る必要があるが、模型の位置と姿勢を自由に変えられるため、効率的な試験ができたばかりでなく、近年注目されている動的な地面効果のデータを取ることも可能となった。動的、静的な地面効果の大きさの比較から、動的効果は高々静的効果程度であるとの結論を得た。

In order to confirm the feasibility of practical application of a high speed Vertical Takeoff and Landing (VTOL) passenger transport which was designed and studied conceptually at National Aerospace Laboratory, an initial wind tunnel test was started using a five percent scale model of the passenger transport designed practically. The fuselage of the aircraft was canard- and chip fin-type. Three lift fans each at both sides around the center of the fuselage were arranged for vertical takeoff and landing, and two cruise fans were at the rear of the fuselage. The engine system was based on the core engine which was developed for the next generation passenger transport. The fundamental data were obtained on the outline of the aerodynamic characteristics of the fuselage, the critical issues of the wind tunnel test, and the performance level required for the engine for transition flight, which were necessary for the practical application of the concept. However, from the observation of the model in the course of the test, the directional instability in the fuselage of chip fin-type was revealed, so that the shape of fuselage must be reconsidered., 航空宇宙技術研究所において考案し、概念検討を実施した高速垂直離着陸(VTOL)輸送機の成立性を確認するため、想定した実用機の5%模型による初期の風洞試験を開始した。この輸送機の機体はカナード、チップフィン形式で、胴体中央部の左右に各3基の垂直離着陸用リフトファンを、機体後部に2基の巡航用ファンを配置した。エンジン・システムは次世代輸送機用に開発したコア・エンジンを基本とした。これまでの試験で、概念を確実なものとするために必要な、機体の空力特性の概略、風洞試験上の問題点、遷移飛行に必要なエンジンの要求性能などについての基礎的なデータを得た。しかし、試験中の模型の観察からチップフィン形式の機体の方向安定に問題があったことが認められ、機体形状は再考する必要がある。

A low speed wind tunnel test was conducted for the 8.9 percent model of the ALFLEX (Automatic Landing FLight EXperiment) vehicle. The objectives of the experiment were (1) To clarify the effect of the makeshift sting support on the main flow; (2) to measure the forces and moments acting on the model; (3) to measure the hinge moments acting around the axes of control surfaces; (4) to measure the distribution of the static pressure on both sides of the wings; and (5) to observe the situation of the flow passing by the model. The data obtained in this wind tunnel test are utilized in the design of the ALFLEX vehicle. They are essential for designing the aerodynamic model of the vehicle, for determination of the necessary ability of the actuators which operate the control surfaces, for confirmation of the size and configuration of the speed brakes, and so on. The visualization of the separated flow at the rear part of the model was, along with the surveillance of the boundary layer transition by the hot films, helpful to understand the actual flow behavior of the model., HOPE(H-2ロケット打上げ型有翼回収機)小型自動着陸(ALFLEX)実験機設計のために必要となる空力データの取得を目的として、実験機の8.9％模型を用いた低速風洞試験を実施した。この実験の目的は次の5つである。(1)使用している簡易スティング支持方式が、一様流に及ぼす影響の解明。(2)機体に作用する6分力の測定。(3)舵面ヒンジモーメント測定。(4)機体周りの圧力分布測定。(5)機体周りの流れの状態の観測。得られたデータはALFLEX実験機基本設計を行なう上で、機体空力モデル作成と制御則の構築、舵面作動用アクチュエータの仕様決定、スピードブレーキの大きさ、形状の確認などを行なう際に用いられる。また、機体後部の剥離の様子を可視化すると同時に、境界層の遷移をモニタして、変化する流れの定性的なデータを取得した。

SST翼の地面効果を含む低速大迎角空力特性を調べるため風洞実験を行った。静的な地面効果試験を行うとともに、模型に下降運動を与え、動的な地面効果試験を行った。また、模型を強制的にロール振動させ、地面効果を含む非定常ロール特性を調べた。比較的簡易な計測装置や試験方法の工夫により、これらの非定常空気力の測定を試みた、その試験方法や、結果について報告する。

The Quiet Short Take-Off and Landing (QSTOL) Experimental Aircraft 'ASKA' has been researched and developed by the National Aerospace Laboratory (NAL). The 'ASKA' was based upon the airframe of the home produced C-1 tactical transport which was modified into the Upper Surface Blowing (USB) -powered high-lift STOL aircraft. The wing configuration, however, was not changed. Therefore, this Experimental Aircraft does not always have the optimum configuration of a USB-type aircraft. So the improvement of the aerodynamic characteristics of the STOL Aircraft was tried. This paper describes the investigations which have been conducted to improve the aerodynamic characteristics of a subsonic jet transport semi-span model with an Upper Surface Blown Flap system which has been newly designed using the NAL STOL-CAD (computer Aided Design) program. The model had an 8.2 deg swept wing of aspect ratio 10.0 and four turbofan engines with short USB nozzles. The tests were conducted in the NAL 2 x 2 m Gust Wind Tunnel with closed section and results were obtained for several flap and slat deflections at jet momentum coefficients from 0 to 1.85. Compared with the aerodynamic characteristics of the 'ASKA' model, it was determined that the airframe weight can be reduced and the aerodynamic characteristics can be improved significantly., STOL実験機「飛鳥」は国産中型輸送機C-1からUSB方式STOL機に改造されたが、その設計において、かなりの制約が設けられている。そのため、STOL機として必ずしも最適な空力形状をしているわけではない。そこでSTOL実験機の開発過程で得られた成果を反映して整備されたSTOL-CAD(コンピューター支援設計)プログラムを用いて、150人乗り程度のターボ･ジェット機に適すると思われる主翼を設計し、本主翼を有する半截模型(CAD模型)を製作し、STOL機を構成する空力要素の最適形状を求めるため、風洞試験を実施した。本資料はこれら風洞試験結果の第2報であり、本結果において、CAD模型は「飛鳥」模型に比べて、大幅な空力特性の改善、機体重量の軽減の可能性を得ることができた。

In the development of H-2 Orbiting Plane Experimental (HOPE-X) now in progress, the anomaly in lateral properties of the control effect on the speed brakes at the fuselage rear top has become the elemental technical problem that should be settled. To clarify the cause of the anomaly, low speed six component force measurement and oil flow visualization tests were performed as a preliminary test with the ALFLEX (Automatic Landing Flight Experiment) model. In the flow pattern that appears on the fuselage surface around the right and left speed brakes, necklace eddies (horseshoe type eddies) have been observed around the root of the brake. This phenomenon is considered to be related to the anomaly., 現在進められているHOPE-X(宇宙往還技術試験機)開発において、胴体後方上面に装着されたスピードブレーキの舵効きにおける横・方向特性の変則性が解決すべき要素技術課題になった。この変則性の原因を明らかにするために、予備風試としてALFLEX(小型自動着陸実験)模型を使用し、低速での6分力測定やオイルフロー可視化試験を実施した。左右スピードブレーキ周辺の胴体表面に現れるフローパターンを観察すると、左右スピードブレーキの付け根周りに首飾り渦巻(馬蹄形渦巻)が発生し、この振る舞いが変則性に関連していると推察される。