AGARD-B風洞モデル
AGARD-B標準モデルとそのスティングフィクスチャの形状を定義する図面。すべての寸法は本体直径Dを基準としています（寸法は[ 1 ]に準拠）
左はセオドア・フォン・カルマンが、アーノルド空軍基地の高速度・高高度風洞で使用される2種類の模型を視察する空軍とNASAの職員たちと共にいる。ミサイルはアガードBとアトラスシリーズBである。(1959年)
ボディ径115.7mmのAGARD-Bモデル

AGARD-Bは標準風洞モデル(校正モデル)であり、以前に公開されたデータとテスト結果を比較することで、風洞内の測定チェーンを検証するために使用されます。派生モデルのAGARD-Cとともに、AGARD標準風洞モデルのファミリー[ 1 ]に属します。その起源は 1952 年、イタリアのローマで開催された AGARD 風洞およびモデル試験パネルの第 2 回会議にまで遡ります。この会議で、異なる風洞でテストされた同じモデルのテストデータの交換とテスト結果の比較に使用する 2 つの標準風洞モデル構成 (AGARD-A と AGARD-B) を定義することが決定されました[ 2 ] 。そのアイデアは、風洞間の比較の標準を確立し、風洞テストの妥当性を向上させることでした。標準風洞モデルの中では、AGARD モデル構成 B (AGARD-B) が圧倒的に人気となっています。 AGARD-B構成は当初超音速風洞向けに設計されましたが、その後、低亜音速（マッハ0.1）から遷音速（マッハ0.7～1.4）、極超音速（マッハ8以上）まで、幅広いマッハ数で多くの風洞において試験されてきました。そのため、膨大な試験結果のデータベースが利用可能です。

AGARD-B [ 1 ]は胴体と翼を組み合わせた構造である。すべての寸法は胴体の直径「D」に基づいて与えられており、特定の風洞に合わせて任意のスケールで模型を製作することができる。胴体は直径8.5倍の回転体で、直径5.5倍の円筒部と直径3倍の長さの先端部から構成され、局所半径はy = x/3 · [1 - 1/9 · (x/D) 2 + 1/54 · (x/D) 3 ]で定義される。

翼は正三角形のデルタ翼で、翼幅は胴体の直径の4倍です。翼断面は対称円筒弧で、相対厚さ t/c は 4% です。翼の前縁と後縁は、半径0.002 Dに丸めなければなりません。しかし、この仕様は不明確です。指定された半径を翼端付近に適用することはできないことは明らかです。そうしないと、翼の平面形状が大きく変形します。過去には、この仕様の部分はモデル設計者によってさまざまな方法で解釈され、テストされたモデルの形状にわずかな違いが生じました。推奨される解決策[ 2 ]は、理論上の根元弦で前縁と後縁の半径を0.002 Dにし、翼端に向かって局所弦に比例して半径を小さくすることです。

AGARD-Bモデルで使用する支持弦も規定されました。このモデルの初期仕様[ 3 ]では、支持弦の直径は0.5D、長さは1.5Dとされていました。改訂仕様[ 1 ]では、支持弦の干渉を低減するため、支持弦の長さは3Dに変更されましたが、その時点では既に風洞実験が多数実施されていました。そのため、AGARD-Bモデルに関する公開された試験結果[ 2 ]は、必ずしも理論的なモデル構成と一致しているわけではありません。

AGARD-Bモデルの抗力特性は、モデル上の境界層遷移にやや敏感であることが判明しました。結果のばらつきを抑えるため、いくつかの風洞施設では、翼前縁および機体先端付近で境界層遷移を生じさせる試験が行われました。一方、境界層遷移を固定しない風洞試験も数多く実施されました。境界層遷移を固定した場合としない場合では抗力結果に差が生じるため、異なる風洞施設の試験結果を比較する際には、この点を軽視すべきではありません。

いくつかの風洞実験室では、AGARD-Bは非標準構成、例えば半モデル（半スパンモデル）で試験された。[ 4 ]

AGARD-Bモデルの自由飛行試験がいくつか実施された。これらの試験では、標準形状に改良が加えられ、胴体後端に三角形の垂直安定板が2枚、胴体腹側と背側に1枚ずつ追加された。垂直安定板のサイズは主翼サイズの50%、すなわち翼幅は2.5Dであった。[ 5 ]

AGARD-B 標準モデルは、主に空気力とモーメントの測定を目的としています。試験結果は、ほとんどの場合、風軸システムの無次元空気力係数の形で提示されます。係数計算の基準面積は、理論的な翼面積S ref = 4 √ 3 D 2です。ピッチングモーメント係数C mの基準長さは、平均空気力弦(mac)で4 √ 3 D/3に等しく、ヨーイングモーメント係数C nとローリングモーメント係数C lの基準長さは、翼幅(B ref = 4 D)です 。モーメントは、モデルの対称面内の平均空気力弦の 50% の縦方向位置で点に縮小されます (ただし、いくつかの公開結果では、[ 6 ]モーメントは mac の 25% の点に縮小されています)。抗力係数は、実測総抗力C x から、模型にかかる実測ベース圧力から算出されたベース抗力C xbを差し引いて得られる前部機体抗力C xf で表されます。同様に、揚力係数は前部機体揚力を表します。

いくつかの研究所では、風洞での測定品質を定期的にチェックするためにAGARD-B標準モデルの試験を選択しています。[ 7 ] [ 8 ]

アガードC

AGARD-C標準モデルとそのスティングフィクスチャの形状を定義する図面
ボディ径115.7mmのAGARD-Cモデル。この構成は、上図に示すAGARD-Bモデルの後端に、直径1.5mmのボディ部を取り付けて組み立てられた。

1954年にフランスのパリで開催されたAGARD風洞および模型試験パネルの会議において、AGARD較正モデルのファミリーに3番目のモデル構成を追加することが合意された。これは、AGARD-Bの機体を直径1.5倍に拡張し、T字型尾翼構成に水平尾翼と垂直尾翼を追加することによって行われた。[ 2 ]水平尾翼の面積は翼面積の1/6に等しい。垂直尾翼と水平尾翼の断面は、翼のプロファイルと同じように定義された円弧プロファイルである。1.5Dの機体拡張部より前方では、AGARD-Cモデルの形状はAGARD-Bと同一である。また、モーメント減少点（空力中心）の位置もAGARD-Bと同一である。[ 1 ]

AGARD-C モデルのサポートストリングは AGARD-B モデルのストリングと同一で、モデル ベースの後方3 Dの長さと、直径0.5 Dです。

AGARD-Cモデルの長い胴体と尾部の存在により、風洞試験部の壁から反射した衝撃波がモデル後端に近づきすぎているかどうかを（風洞試験結果の異常から）検出しやすくなります。尾部の存在により、このモデルは一般的にAGARD-Bよりも風洞試験部内の流れの曲率に対して敏感になります。[ 2 ] [ 9 ]

AGARD-C は主に遷音速風洞で使用され、公開されているテスト結果のデータベースは AGARD-B モデルのデータベースよりもやや小さくなっています。

コストを削減し、より汎用性の高い風洞モデルを製作するために、AGARD-B と AGARD-C の実際の設計は、AGARD-B 構成の後に T 字型テールのボディセグメントを取り付けて AGARD-C 構成を形成するように実現されることがあります。

  • テネシー州アーノルド空軍基地で使用されているAGARDモデル
  • AGARD-Bモデルは、フォン・カルマン気体力学施設の超音速風洞Aの下のタンクに設置されています。
    AGARD-Bモデルは、フォン・カルマン気体力学施設の超音速風洞Aの下のタンクに設置されています。
  • AGARD-Bモデルをスティングに取り付けたものが、フォン・カルマン気体力学施設の超音速風洞Aの試験セクションに展示されている。
    AGARD-Bモデルをスティングに取り付けたものが、フォン・カルマン気体力学施設の超音速風洞Aの試験セクションに展示されている。
  • C構成のAGARDモデルは16フィートの遷音速風洞に設置されている。
    C構成のAGARDモデルは16フィートの遷音速風洞に設置されている。
  • B構成のAGARDモデルは16フィートの遷音速風洞に設置されている。
    B構成のAGARDモデルは16フィートの遷音速風洞に設置されている。

参照

参考文献

  1. ^ a b c d e風洞校正モデル、AGARD仕様2、AGARD、1958
  2. ^ a b c d e Hills R.、「AGARDキャリブレーションモデルの測定のレビュー」 2014年7月14日アーカイブ、AGARDograph 64、Aircraft Research Association Bedford、イギリス、1961年
  3. ^ AGARD風洞校正モデルの仕様、AGARD覚書、AGARD、1955年
  4. ^青木雄三、神田秀、佐藤正治、永井誠、板橋雄三、西島秀俊、木村毅「JAXA 0.8 m x 0.45 m高レイノルズ数遷音速風洞におけるAGARD-B標準模型試験」 2014年7月14日アーカイブ、 JAXA-SP-09-005、風力技術協会第81回会議論文集、2009年
  5. ^ Piland, RO, 「マッハ数0.8～1.7の自由飛行試験から得られた60度デルタ翼胴体複合機（AGARDモデル2）のゼロ揚力抗力」、NACA TN-3081、ラングレー航空研究所、NACA、1954年
  6. ^アンダーソン CF、「マッハ数 0.1 から 1.0 までの AGARD モデル B の空力特性の調査」、AEDC-TR-70-100、アーノルド エンジニアリング開発センター、1970 年
  7. ^ Damljanovic D、Isakovic J.、Rašuo B.、「標準モデルの試験に基づくT-38風洞データの品質保証」、 Journal of Aircraft、Vol. 50、No. 4（2013）、pp. 1141-1149。doi: 10.2514/1.C032081
  8. ^ Damljanovic D., Vitic A., Vukovic Ð., Isakovic J., "T-38 Trisonic Wind TunnelにおけるAGARD-B校正モデルの試験" Scientific Technical Review Archived 2014-07-14 at the Wayback Machine 56 (2), 2006, pp. 52-62
  9. ^ Damljanovic D., Vukovic Ð., Vitic A., Isakovic J., Ocokoljic G. 「T字型尾翼を備えた標準モデルの遷音速風洞試験に関する観察」、 Scientific Technical Review 66 (4)、2016年、34-39頁
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