並列タイトル等Experimental study on two-dimensional unsteady aerodynamic characteristics of wings at low Reynolds number
タイトル（掲載誌）航空宇宙技術研究所報告 = Technical Report of National Aerospace Laboratory
一般注記鳥や昆虫の翼は、羽ばたきによって非定常流のなかに置かれることが多く、着陸や低速時には積極的にダイナミックストールを利用している。羽ばたきは、ヒーヴィング、リード・ラグ、フェザリングの組み合わせからなり、ヒーヴィングは流れの中で推進力を発生することから基本的な運動である。一方、昆虫の翅のように小さいレイノルズ数の空力特性は航空機のそれとは異なっているが、それらの研究成果は非常に少ない。そこで、低レイノルズ数(Re≦10,000)での翼の定常空力特性について、風洞やフリーフライトテストによって調べた。そして今回は、風洞の中でその試験翼にヒーヴィングやフェザリングを与えることでその非定常空力特性について調べた。ヒーヴィングの実験上の問題点の1つは、翼の動きに大きな慣性力を伴うことである。そのためできるだけこの慣性力を除けるような測定装置を工夫した。さらに、実験の中では、軽くするためにバルサ材や薄いカーボン板で作られた様々な断面を持つ矩形翼を使った。それらの翼はアスペクト比が6であるために、空力特性はほとんど2次元的と考えられる。なお実験の無次元周波数kは0.3以下で、レイノルズ数は約8,000である。フェザリングの実験は薄い平板翼について行い、ヒーヴィングの結果と比較した。さらにヒーヴィングとフェザリングを組み合わせた実験も行った。この報告書は、これらの実験を通して、低レイノルズ数での翼の2次元非定常空力特性について調査した結果である。
The wings of birds and insects often create an unsteady flow by their flapping and dynamic stall is used actively for landing or in low-speed flight. The flapping motion of the wings of insects consists of a combination of heaving (vertical movement in a forward direction), lead-lag (back-and-forth movement in a forward direction) and feathering (rotational movement around a feathering axis). Heaving is a fundamental motion of insect flight because it generates thrust in the air flow caused by the forward motion. The aerodynamic characteristics at low Reynolds number such as insect wings are different from aircraft, and little research has been conducted on the subject. The steady aerodynamic characteristics of the wings at low Reynolds number (Re less than or equal to 10,000) have therefore been examined with wind tunnel tests and free-flight tests of gliders. This time the unsteady aerodynamic characteristics of the wings were studied by applying heaving and feathering motion to the test wings in the flow of wind tunnel. One of the problems with such unsteady experiments of the heaving motion is that the wing moves with a large inertial force. A measuring device was therefore contrived to reduce the inertial force to the greatest extent possible. Rectangular wings, with various sections made of balsa wood or thin carbon fiber plate to make the wings lighter, were then tested. The aerodynamic characteristics of the wings can be considered as two dimensions because the aspect ratio is 6. Reduced frequency is considered to be 0.3 or less and the Reynolds number is about 8,000. An experimental test of feathering motions for the thin flat plate wings was performed and compared with the result of the heaving motion. Experimental tests of combined heaving and feathering motions were also conducted. The two-dimensional unsteady aerodynamic characteristics of wings at low Reynolds number were examined through a series of experimental works.
資料番号: AA0046110000
レポート番号: NAL TR-1453
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ