JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
48455000.pdf3.54 MB
titleComparative force/heat flux measurements between JAXA hypersonic test facilities using standard model HB-2
Other Title1.27 m hypersonic wind tunnel results
1.27m極超音速風洞測定結果
HB-2形状標準模型を用いたJAXA極超音速風洞間力/加熱率対応風試
Author(jpn)口石 茂; 渡辺 重哉; 永井 伸治; 津田 尚一; 小山 忠勇; 平林 則明; 関根 英夫; 穂積 弘一
Author(eng)Kuchiishi, Shigeru; Watanabe, Shigeya; Nagai, Shinji; Tsuda, Shoichi; Koyama, Tadao; Hirabayashi, Noriaki; Sekine, Hideo; Hozumi, Koichi
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 航空宇宙技術振興財団; 航空宇宙技術振興財団
Author Affiliation(eng)Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Space Technology and Aeronautics; Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Space Technology and Aeronautics; Foundation for Promotion of Japanese Aerospace Technology; Foundation for Promotion of Japanese Aerospace Technology
Issue Date2005-03-31
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
宇宙航空研究開発機構
Publication date2005-03-31
Languageeng
AbstractThis report presents a detailed description and results of force and heat flux measurement tests conducted in the 1.27 m Hypersonic Wind Tunnel (HWT) of the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). The HB-2 standard hypersonic ballistic configuration was employed as a model. The force-measuring tests used a stainless steel model on a six-component balance, and the heat flux measurement tests were made using a chromel model with a total of 28 coaxial thermocouples press-fitted on the surface. A non-intrusive heat flux measurement was also made by infrared (IR) thermography using an alternative nose part made of polyimide plastic. The tests were conducted at a nominal Mach number of 10, a stagnation enthalpy of 1 MJ/kg, and stagnation pressures from 1 to 6 MPa. For both force and heat tests, good data repeatability was confirmed. The heat transfer coefficient obtained from the IR thermography agreed well with that from the thermocouple measurement. For the heat flux data, uncertainties associated with flow repeatability, the model's streamwise location in the test section, and the model's alignment were quantified and examined. Also, the measurement error of both the force and heat tests was evaluated. A conventional statistical approach which estimates the bias and random error components was applied to the force test data, while a Monte Carlo approach was used to numerically estimate the uncertainty in the data reduction process for the heat flux data. The present experiment was conducted as a series of comparison tests between two hypersonic facilities in JAXA. Since the free-stream conditions and the corresponding experimental data were tabulated in detail for each run, the present test data serve as a database not only for the evaluation of force and heat flux measurement in HWT, but also for the validation of hypersonic computational fluid dynamics (CFD) codes.
本報告は、JAXA1.27m極超音速風洞(HWT)において実施された、HB-2形状バリスティック標準模型を用いた空気力/空力加熱率測定試験結果に関するものである。加熱率測定試験で用いられた模型はクロメル製であり、計28個の同軸熱電対が装着されている。模型頭部はベスペル製部品と交換し、赤外線カメラによる非接触計測の結果と比較が可能となっている。試験は風洞澱み温度1,000K、澱み圧力1-6MPaの範囲で実施された。力試験/熱試験ともに、気流再現性、模型射出位置、モデル取りつけ精度に関するデータのばらつきを定量的に評価した。データ再現性は良好で、HWTの良好な気流特性を示す結果となった。力試験については、過去実施された他風洞における試験データと比較し、良好な一致が確認された。また力試験、熱試験共に不確かさ解析を実施した。力試験については従来用いられる統計的手法を適用し、得られた誤差幅は測定で得られたデータのばらつきと比較して妥当であることが確認された。一方熱試験についてはモンテカルロ法による不確かさの数値的導出を試み、低加熱率においては温度測定値のばらつきが、高加熱率の場合は熱物性値の不確かさが総合的な不確かさに対して支配的であることがわかった。本試験は、航技研極超音速関連風洞対応風試の一環として実施されたものである。また本試験データは極超音速流におけるCFDコード検証においても有用である。
DescriptionJAXA Research and Development Report
宇宙航空研究開発機構研究開発報告
Keywordshypersonic wind tunnel; performance test; heat flux; aerodynamics; Monte Carlo method; statistical analysis; uncertainty analysis; hypersonic flight vehicle; fluid dynamics; heat test; force test; ballistics; nonintrusive measurement; 極超音速風洞; 性能試験; 熱流; 空力学; モンテカルロ法; 統計的解析; 不確定性分析; 極超音速飛行体; 流体力学; 熱試験; 力試験; 弾道学; 非侵襲的測定
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
ISSN1349-1113
SHI-NOAA0048455000
Report NoJAXA-RR-04-035E
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/56919


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