Measurement of Flow Fields and Aerodynamics of Transonic Three-Dimensional Biplane Using Light Field Optics

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令和4年度は，ライトフィールドカメラによる風洞実験への適用にむけた基礎実験，Staggerを持つブーゼマン複葉翼の空力特性に関する実験を実施した．ライトフィールドカメラによる風洞実験への適用に関する実験では，画像解析により流れ場の奥行方向の定量的な精度評価を実施した．その結果，本解析によると流れ場の位置検出精度は，物体検出より誤差が大きくなることが明らかになった．次に，ブーゼマン複葉翼の遷音速における抵抗低減技術として，Stagger形態に着目し風洞実験を遷音速および低速風洞おいて実施した．遷音速風洞実験では，間欠式の遷音速風洞として衝撃波管を用いた．測定部は高さ150mm幅60mmの矩形である．また，Staggerを持つブーゼマン複葉翼の食い違い距離は，設計マッハ数1.7の翼間距離に対して0，0.25，0.5とした．主流マッハ数は0.6，0.7，0.8とし，レイノルズ数は衝撃波管の高圧室圧力を調整することで2.85x10^5の一定になるように調整した．迎え角は0°である．その結果，食い違い距離が大きくなると，翼間の速度および密度変化が緩和され翼の抵抗が低減することが実験的に明らかになった．さらに本実験では，翼間に発生する衝撃波の非定常な挙動をはじめて実験的に明らかにした．翼間衝撃波の非定常現象の解明は今後の課題である．また，低速風洞による実験では，測定部幅150mm高さ1500mmの低速風洞を用いた．Staggerによる食い違い距離は遷音速風洞の実験と同じで，風速15m/s，レイノルズ数は2.1x10^5である．実験では風洞天秤による空力計測を実施した．その結果，Stagger形態のブーゼマン複葉翼は迎え角30°まで失速しないこと，食い違い距離が大きくなると複葉翼の全揚力と全抵抗に対する下翼の割合が小さくなど新たな知見を得た．