し ご と ∼どんな仕事をしているのかな∼ JAXAの風洞試験 ジ ャ ク サ ふ う ど う し け ん ジ ャ ク サ ちょう ふ こ う く う う ちゅう だ い しょう ひ こう き JAXA調布航空宇宙センターには、大小あわせて い じょう ふうどう し けんせつ び う 10以上の風洞試験設備があります。 かたち 受 うけられる形 けられる形にしないと まいにち じょう ず そこでは毎日、いろいろな ふうどう し けん かぜ 「だから、飛行機はうまく風を と 上手に飛べないんだ。 おこな ひつよう 風洞試験が行われています。 ふうどう し けん そこで必要なのが風洞試験。 ふうどう そら と 風洞は、空を飛んでいる し けん はじ まえ ふうどう なか ひ こう き 試験が始まる前の風洞の中では、 う 飛行機が受けているのと おな くう き なが 同じような空気の流れを、 ふうちゃんとどうくんが ち じょう つく だ そう ち 地上で作り出す装置 おしゃべりをしています。 なんだよ。 」 「ねぇ、ふうちゃんは ふうどう せつめい うまく風洞のことを説明できる？」 き どうくんが聞きました。 せつめい ふうどう 「じゃあ、その風洞は、 むずか 「わかりやすく説明するのって難しそう…。 ふうど う つか どうやって使うの？」 せつめい どうくんは、うまく風洞 の説明ができるの？」 い と、ふうちゃんが言いました。 「もちろん！」と、 ふうちゃん じ しん どうくんは自信たっぷりに せつめい はじ ひ こう き 説明を始めました。 じょう た い そら と 「飛行機がどんな状態で空を飛んでいるか しら ふうどう つく かぜ なか 調べるために、風洞で作った風の中に ひ こう き そら と し 「飛行機が、なぜ空を飛べるか知ってる？ まえ どうくん 1 す す つばさ かぜ う エンジンで前 に進 み、翼で風を受けて、 くう き なが り よう と 空気の流れを利用して飛んでいるんだ。 」 ひ こう き も けい い せいのう し けん 飛行機の模型を入れて、性能を試験するんだ。 の ひ こう き さいしょ みんなが乗っている飛行機も、最初に ふうどう し けん かたち き 風洞試験をしてから形を決めているんだよ！」 2 「もう 1 つは、 こうあつ ふうどう し けん ひ こう き つく とき なか 風洞試験って、飛行機を作る時に くう き 中の空気をいっきに たいせつ ふ とっても大切なのよね。 つぎ くう き 高圧の空気のタンクから、 「どうくん、すごい！ だ ほうほう 吹き出す方法ね。 」 かぜ つく じゃあ次は、どうやって風を作るか せつめい 」 わたしが説明するわ。 かぜ つく かた ほうほう 「風の作り方はいろいろな方法があるけど、 ジ ャ ク サ つか ほうほう しょう か い 」 ここでは、JAXAで使っている 2つの方法を紹介するわね。 はや かぜ 「これはとても速い風を つく 」 作ることができるのよ。 おお せんぷう き つか かぜ なか れんぞく まわ ほうほう 「まず 1 つめは、大きな扇風機を使って風をおこす方法。 かぜ トンネルの中を風が連続で回っているので、 なが じ かん し けん おこな 長い時間試験が行えるのよ。 」 3 せつめい 「わかりやすい説明で、 グッドだけど、 と と、飛ばされそうだ〜！！」 4 ひ こう き と た 「飛行機って、飛び立ってから ちゃく り く 着陸するまで、いろいろな はや と 速さで飛ぶのよね。 」 と た とき ちゃくりく じょうたい 飛び立つ時や着陸する状態を し けん ていそくふうどう 試験する “低速風洞” ひ こう き そら と じょうたい 飛行機が空を飛んでいる状態を し けん せんおんそくふうどう 試験する “遷音速風洞” おと はや ひ こう き 音よりも速い飛行機を し けん ちょうおんそくふうどう 試験する“超音速風洞” ふうどう 「もちろん、そのために風洞は、 おお かぜ はや 大きく 4 つの風の速さによって わ 分かれているんだ。 しゃしん み せつめい 写真を見ながら説明するね！」 5 う ちゅう い ロケットなどで宇宙に行って、 ち きゅう かえ の もの 地球に帰ってくる乗り物を し けん ごくちょうおんそくふうどう 試験する“極超音速風洞” 6 け ん きゅう し ゃ あつ はなし 研究者たちが、集まって話をしています。 ふうどう しゅるい おお 「風洞の種類が多いから、 し けん ふうどう し けん 試験もたくさんできるのね。 」 じっさい し けん はじ まえ 風洞試験は、実際の試験が始まるずっと前から、 ひつよう どのようなデータが必要か？ も けい ふうどう かたち どんな模型の形か？ 「ふうちゃんも、 せつめい し けん 風洞についての説明は どのように試験をするか？ もうバッチリだね。 」 いつ試験をするか？など、 し けん おお き 多くのことを決めていきます。 ふうどう 「風洞のしくみは せつめい き ょ う 説明できるようになったけど、 し けんまえ かくにん 今日も、試験前の確認を ふうどう し けん 風洞試験って、どんなふうにするのかしら？」 しているようです。 「そうだね。 じっさい し けん これから実際の試験を み い 見に行ってみよう！」 し けんまえ じゅん び 」 「試験前の準備って、たくさんあるんだね。 7 8 せんおんそくふうどう ここは遷音速風洞です。 おお 「わぁ、大きいわね。 なが まるで流れるプールみたい。 」 せんおんそくふうどう 「この遷音速風洞は、 ひ こう き そら うえ と 飛行機が空の上で飛んでいるのと おな はや かぜ みず かぜ 「水じゃなくて、風だけどね。 」 ちょう じ か ん れ ん ぞ く 同じ速さの風を、長時間連続で つく 作ることができるんだよ。 」 そ く て い ぶ 測定部 よ し ゅ そ う ふ う き 主送風機 はこ 「カート」と呼ばれる箱のようなものに、 も けい と つ ふう ろ ない せっ ち 模型を取り付けて風路内に設置するところ。 そくてい ぶ おお メートル メートル 測定部の大きさは 2ｍ × 2ｍ です。 ふうどう かぜ う ん て ん せ い ぎ ょ し つ け い そ く し つ 運転制御室 計測室 ない も けい し せい えんかくそう さ カート内の模型の姿勢を遠隔操作して、 し けん と いろいろな試験データを取るところ。 9 おく 風洞のカートに風を送るところ。 はや おん ど あつりょく じょうけん 速さや温度、圧力など条件のちがった かぜ つく 風を作りだすところ。 10 おお とびら む み こま 大きな扉の向こうに、カートが見えます。 し けん も けい はこ よ 試験のために模型をつける箱のことを、カートと呼びます。 なか はい よう す だん さ かぜ なが みだ 細かいセンサーをつなげたら、わずかな段差で風の流れを乱さないために、 あな ネジの穴をうめています。 み 」と、 「カートの中に入って、どんな様子か見てみようよ。 い どうくうが言いました。 あな 「わぁ～、ネジの穴まで うめないといけないなんて、 さ ぎょう たいへんな作業ね。 」 なか カートの中では、 け ん きゅう し ゃ てんびん も けい 研究者が、天秤に模型を と 取りつけています。 てんびん も けい ちから 天秤は、模型にかかる力を はか 計るものです。 11 12 ひ こう き ほんとう さ ぎょう い ん 「飛行機って、本当にかっこいいな〜。 」 さ ぎょう お 作業員が作業を終えて、 し けん と、どうくんが じゅん び 試験にとりかかる準備をしています。 も けい おお 模型をながめていると、 おも とびら し 大きな重い扉が閉まりかけています。 あぶ 「あ〜、危なかった！」と、 どうくんがあわてて そと で 外に出てきました。 「あれ、ふうちゃんは？」 てん びん と ふう どう も けい ▲天秤に取りつけた風洞模型 お お とびら し うんてん じゅん び はい 「大扉を閉めて、運転の準備に入ってください」 き というアナウンスが聞こえてきました。 とびら し ギギギーと、扉の閉まる おお おと 大きな音がしています。 だれ 「あれ、誰もいないよ。 たいへんだ…。 」 13 14 ころ うんてんせいぎょしつ その頃、ふうちゃんは、運転制御室にきていました。 そうふう き おお せんぷう き かいてん くう き なが つく 送風機という大きな扇風機を回転させて、空気の流れを作るところです。 まえ すわ ひと モニタの前に座っている人が う ん て ん じゅん び き どう 」 「運転準備ができましたので、起動します。 い と、言いました。 おも すると、ふうちゃんが思わず、 りょう か い 「はい、了解！」と、 せ すじ の こた 背筋を伸ばして答えました。 かいてん モータがゆっくりと回転をはじめ、 くう き なが つく 空気の流れを作りだすために、 おお せんぷう き 大きな扇風機が まわ 回りだしました。 ふう どう うん てん じょうきょう ▲風洞の運転の状況がわかるモニタ 15 16 けいそくしつ も けい ここは、計測室です。 と つ も けい うご ちから うご じゅん ば ん カートに取り付けた模型を動かしながら、 も けい じょう げ 模型を上下に動かしながら、 順番にデータを おん ど 模型にかかる力や、温度などのデータをとるところです。 とっていきます。 「ふうちゃん、ここにいたんだね。 」 どうくんも、やってきました。 し けん 「いよいよ、試験が はじまるわよ。 」 なか じょう たい ▲カートの中の状態がわかるモニタ 17 18 「こっちは、なにをしているのかしら？」 ふうちゃんが、のぞきこんでいます。 いま し けん 今、試験したデータと、 まえ 前もってコンピュータで けいさん 計算しておいたデータを くら 比べているようです。 かぜ いってい なが 風は一定に流れていて、 し けん 試験はテンポよく つづ 続いています。 じっ さい し けん おな けっ か で 」と 「どちらも同じような結果が出ています。 け ん きゅう し ゃ はな 研究者が話しています。 よう す ▲実際の試験の様子 19 20 「おつかれさまです。データはうまくとれましたよ。 」 こえ き あんぜん かいてき ひ こう き ふうどう し けん と、いう声が聞こえました。 し けん ジ ャ ク サ 「JAXAでは安全で快適な飛行機をつくるために、 おこな こんなふうに風洞試験を、行っているのね。 」 しゅうりょう 試験が終了したようです。 み らい ひ こう き 「未来の飛行機も、 ふうどう し けん 風洞試験によって う だ 生み出されるんだ。 の たの ぼくらも乗るのが、楽しみだね！」 ふうどう し けん いちにち こうして、風洞試験の一日は す 過ぎていきます。 ふうどう し けん し けん き かん お あと 風洞試験は、試験期間を終えた後、 け ん きゅう し ゃ し けん けっ か せい り 研究者は、試験の結果を整理して、 み なお よく見直してから、 はな あ おこな 話し合いが行われています。 こ がた ちょう おん そく りょ かく き ▲小型超音速旅客機（イメージ） 21 22 JAXA の風洞設備 ジ メートル ャ ク サ メートル て い そ く ふ う ど う 6.5m×5.5ｍ低速風洞 メートルまいびょう はん い ひ こう き 1～70ｍ／ｓの範囲で飛行機やヘリコプ う ちゅう き り ちゃく り く じ て い そ く ひ こ う ちゅう ふ う ど う せ つ メートル び メートル せ ん お ん そ く ふ う ど う 2m×2m 遷音速風洞 ひ こう き じゅん こ う ちゅう くう き なが しら 飛行機が巡 航 中 の空 気 の流 れを調 べま すう はん い ちょう じ タ、宇宙機 の離 着 陸 時 や低 速 飛 行 中 の す。マッハ数 0.1 ～ 1.4 の範囲で長時 くう き かんれんぞく なが しら 空 気の流 れを 調 べます。 メートル 間連続での試験をすることができます。 メートルちょう お ん そ く ふ う ど う 1ｍ ×1ｍ超音速風洞 すう し けん ちょう お ん そ く ひ こ う メートル ご く ちょう お ん そ く ふ う ど う 1.27ｍ極超音速風洞 ご く ちょう お ん そ く き ひ こう た い き け ん さ い と つ にゅう う マッハ数 1.4 ～ 4.0 までの超音速飛行 極超音速機の飛行や大気圏再突入する宇 ちゅう ちゅう き くう き なが しら 中の空 気の流 れを 調 べます。 はっせい くうりき か ねつ しら 宙機に発生する空力加熱を調べます。 宇宙航空研究開発機構 http://www.aero.jaxa.jp/ TEL.050-3362-8036 2015年 3月発行
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