風洞試験
風洞試験のご相談は日本飛行機にお任せください
■ 風洞試験とは
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風洞試験は、「人工的に風の流れを発生させ、その流れの中で対象物にかかる荷重などを計測する試験」です。コントロールされた風速の中で、お持ちいただいた製品や模型が、指定の風速に耐えられるかを確認したり、製品や模型にかかる荷重を計測したりできます。また、対象物周囲の流れの様子を観察することも可能です。 |
■ 風洞試験の目的
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風洞試験の目的は大きく2つです。1つめは「製品設計開発時のデータ取得」、2つめは「不具合発生時の原因究明・改善」です。 製品を設計開発する上で、風に対する性能、品質、安全性等を検証することは大切です。風洞試験により検証データを取得できます。 |
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また、製品使用時に風の影響で不具合が発生した場合は、再発防止の処置が必要になります。その原因究明に、風洞試験を利用するお客様も多くみられます。 航空宇宙、自動車、船舶、鉄道、建築、土木、風力発電など、分野を問わず風洞試験は行われています。弊社では、お客様の製品やニーズに合わせて試験を行い、より良い製品を作る手助けをさせていただいております。 |
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■ 風洞試験の重要性
●製品開発と風洞試験台風等で製品が破損したとき強風対策が求められます。強風下の製品の状況を観察したり、対策案を検討あるいは確認するために風洞試験が用いられています。 競争力のある製品開発を目指すため風洞試験や流体解析のニーズは日々高くなっています。 |
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弊社の受託風洞試験はお客様の製品に風に当てるだけでなく、製品に歪ゲージや加速度センサを取り付けることにより局所の歪みや加速度の評価もできるため、設計の評価、確認に使われています。また、センサを取り付けられないなど、試験で得にくいデータは流体解析を用いて推算することも可能です。 また、他の低速風洞と比較して最大風速性能が高く、40～50m/sにおける製品の耐風性の確認も可能です（製品の大きさにより最大風速は変わります）。 供試体支持方式も360度回転できる「1自由度回転テーブル」や、6自由度で供試体をハンドリングできるロボットアームがありますので、様々な姿勢で試験が可能です。 そのため、弊社風洞はユーザー様の各種製品開発にも活用されています。 |
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●装置が埋まってしまった… そんな時もご相談ください自社の装置が埋まってしまった場合、施設が空くまで計画が進まないのは会社や顧客にとって損失です。弊社風洞試験と流体解析は問い合わせから最速１週間で実行が可能です。時間を無駄にすることなくタイムリーな試験や解析ができます。 特に野外に設置する製品の実物を使って、耐風性を確認できる施設は多くはありません。 風洞試験と流体解析をパッケージで受託できる会社も多くはありません。是非、弊社の受託サービスをお使いください。 |
■ 風洞設備の概要と、その他試験の受託内容
弊社風洞は、開放型の計測部を持っているため、お客様の要求する試験仕様に柔軟に対応できます。
- 空力荷重計測
- 耐風試験（破壊検証可能）
- 投下試験
- プロペラエンジン試験
- ドローン
- などの試験実績があります。
（1）低速風洞
弊社風洞は水平循環型の風洞となっています。測定部は開放型となっており、様々のサイズの供試体を設置可能です。また、計測方法等、ユーザー様の要望に応じて柔軟に対応することができます。
| 型式 | 水平単回路式 | |
|---|---|---|
| 性能 | 風速 | 2～60m/s（防御ネット無、測定部空） |
| 風速分布 | 1.0%以下（測定部中心面） | |
| 乱れ | 0.2%以下（測定部中心面） | |
| 縮流筒 | 吹出口 | 円形2.0m |
| 電動機 | 出力 | 200kW（連続最大） |
| 回転数 | 20～600rpm | |
※最大風速は供試体サイズや試験形態により変化する。
（2）風洞試験の主な実績
| 試験内容 | 試験対象 |
|---|---|
| 6分力計測 | 航空機・飛翔体等の空力特性計測、水上・水中移動機器の特性計測、etc |
| 機能確認 | 飛翔体翼展開機能確認、無人機・模型航空機等のプロペラ推進性能確認、航空機による懸ちょう飛行特性確認、風力発電量確認、強風下での屋外監視カメラの駆動機構確認、パラシュート開傘、投下試験、etc |
| 耐風確認試験 | 給湯器等の室外機、携帯電話等の通信ボックス、小型風車、バルコニー用デッキタイル、パラボラアンテナ、etc ※吸入口に防御ネットを張ることで、供試体破損による飛散の可能性のある試験にも対応できます。 |
（3）供試体支持方式
通常、空力荷重計測を行う際は、下写真のようなストラット（支持棒）を用います。
また床が昇降台になっているので高さ方向の移動や調整も可能です。
 空力荷重測定の例1 |
 空力荷重測定の例2 |
ロボットアーム
アーム先端に供試体を取り付け、6自由度（6つの座標系で計測可能）で操作（ハンドリング）することができます。
 ロボットアームの例1 |
 ロボットアームの例2 |
（4）計測
①荷重計測
空力荷重計測は主に以下の2種類の天秤を用います。定格荷重は標準型とスティング型があり、供試体形状や支持方式により使い分けています。
航空機の様な小型で細長い形状の供試体にはスティング型を用います。
＜6分力天秤の定格荷重＞
|
タイプ |
分力 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fx | Fy | Fz | Mx | My | Mz | |
| kgf | kgf | kgf | kgf・m | kgf・m | kgf・m | |
| 標準型 | 50 | 50 | 50 | 20 | 20 | 10 |
| スティング型 | 30 | 60 | 60 | 2 | 5 | 5 |
②その他
供試体局所の加速度や歪み、供試体から発生する空力騒音の計測が可能です。
風洞が低騒音風洞ではないので、騒音計測を行う場合は参考値レベルと認識してください。
■ 所有する試験設備
弊社は、風洞試験だけではなく強度、振動、環境試験の設備も充実しています
それらを複合して試験できる環境発生装置は供試体のサイズに合わせて槽を制作し、指定の温度湿度環境にコントロールすることで、その環境下で様々な環境試験を行うことが可能です。
▼日本飛行機が保有する主な試験設備の仕様
| 対象試験 |
設備名称 |
仕様 |
|---|---|---|
| 強度試験 | 静強度負荷システム（MTS社製） | 負荷25kN*2;50KN*1;100KN*1 |
| 振動試験 | 動電型振動試験機（英国LDS社製） | 加振力160kN;振幅38mmp-p;速度170cm/s |
| 環境試験 | 特殊環境試験装置（エスペック社製） | 温度-60～+150℃;湿度30～95％R.H |
| 環境発生装置（エミック社製） | 槽内寸1.5m幅×1.5m高さ×4m奥 |
その他、試験設備はこちらをごらんください
■ 風洞試験のお問い合わせ
風洞試験のほか、弊社の全ての受託試験に関して、ご質問、ご要望等ございましたら、お気軽にお問い合わせください。
また、受託試験の見積もりや設備の空き状況確認、試験の概要や事例確認などについてもお問い合わせボタンからもできます。
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