小動力小型船舶に用いる没水式水中翼の最適設計のための基礎的研究

小动力小型船舶潜水水翼优化设计基础研究

• 批准号: 09751027
• 负责人: 砂原 俊之
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09751027/
• 关键词: 小動力小型船舶; ソーラーボート; 人力船; 水中翼; 浅水影響; 動揺特性; ソーラーボ-ト

本年度は、小型の完全没水式水中翼船について、高速で安定して走行できる水中翼の最適設計のために、基礎となる各種の定常的な流体力学的特性について明らかにした。つまり、翼列の配置形状、水深、翼の迎角が揚力、揚抗比、走行安定性に与える影響を単独翼、タンデム翼について模型実験を行い詳細に調べた。実験は、NACA0016の対称翼を使用し、アスペクト比が9.5となる2次元翼模型を制作して行った。まず、単独翼の流体力特性を調べた結果、水深が浅い場合、Wadlin式により示される理論値以上に極端に揚力が下がることが分かった。また、迎角について調べた結果、水深が深い場合、迎角が小さければ、揚力は小さいが揚抗比は高く、一方迎角が大きければ揚力は大きいが揚抗比は小さくなる。しかし、水深が浅い場合、迎角が小さい時より大きい方が揚抗比の小さい場合があり、水深と迎角の組み合わせによって、揚力や揚抗比が微妙に異なることが分かった。次にタンデム翼について、2翼の各水深や翼間距離を変化させて、翼列の配置位置と各流体力の関係について詳しく調べた。その結果、前翼が浅い場合、前翼が深い場合と較べて後翼の位置に関わらず全く揚力が小さくなる上、後翼の配置位置の微妙な違いで流体力特性が大きく変わることが分かった。つまり、前翼が浅い場合は航走状態が不安定になりやすいことが分かった。結局、タンデム翼の最適な配置位置について詳細に調べた結果、まず前翼が十分に深いことが必要である。そして、2翼の水平方向の翼間距離が翼弦長比で8.0の時に揚抗比が最も小さく、一方翼間距離の翼弦長比が4.0や10.0の時に揚力が最も大きい事が分かった。つまり、前者は揚力の発生に余裕の無い小動力の船において、後者は動力や推進力が十分にある船においてそれぞれ最適な翼間距離であることが分かった。

This year, small and completely submerged underwater wing ships are equipped with high speed, stable and stable running, optimal design of underwater wings, and various steady hydrodynamic characteristics. Details on the effects of wing configuration, water depth, wing angle of attack, lift, drag ratio, running stability, etc. NACA0016 is used to create a two-dimensional wing model with a ratio of 9.5. The results of the adjustment of the hydrodynamic characteristics of the single wing, the shallow water depth, the Wadlin equation, the theoretical value, the extreme lift, and the sub-point. For example, when the angle of attack is small, the lifting force is small, the lifting resistance ratio is high, and the angle of attack is large. When the water depth is shallow, when the angle of attack is small, when the angle of attack is large, when the resistance ratio is small, when the angle of attack is small, when the angle of In addition, the water depth of the wing and the distance between the wings of the second wing are changed, and the position of the wing array and the relationship between the fluid forces are adjusted in detail. As a result, the front wing is shallow, the front wing is deep, and the position of the rear wing is relatively small. The position of the upper and rear wings is subtle. The fluid force characteristics are large. When the front wing is shallow, the sailing state is unstable and the front wing is shallow. The result, the optimal position of the wing, the detailed adjustment, the necessary adjustment of the front wing, the necessary adjustment of the wing, the necessary adjustment of the wing, and the necessary adjustment of the wing. When the wing chord ratio is 8.0, the lift resistance ratio is the smallest, and when the wing chord ratio is 4.0 or 10.0, the lift force is the largest. The former has the power to generate surplus and has no small power to ship, the latter has the power to propel the ship and has the optimum distance between wings.