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航空宇宙技術研究所遷音速風洞の複合荷重式自動天秤較正装置を用いて内挿式6分力天秤の剛性の決定を試みた。供試天秤として、φ50mm〜φ60mmクラスの、製作会社の異なる3体の一体化天秤を選び、剛性の大きさを比較した。またその違いと別途求まる天秤の干渉特性との関係について考察した。この結果天秤感度低下が実用上問題にならない範囲で天秤剛性を高めることで干渉量をかなり小さく押さえられることが判明し、干渉の小さい天秤を設計できる可能性を示した。一方天秤エレメントの剛性が低い場合には干渉量が大きくこの場合にはその量を正しく評価し天秤精度を確保する事が最も重要となる。通常干渉特性は非線型性を有し従って天秤特性も非線型多項式で表現しなくてはならず、複合荷重による天秤較正が必要であることも示した。, The relation between balance characteristics and its stiffness is discussed, emphasizing the evaluation of first and second order interference terms of the balance. Three kinds of internal balances are used for this purpose. Balance characteristics are determined with the automatic balance calibration system of the NAL-TWT (Transonic Wind Tunnel). During balance calibration, the strokes of six electric actuators for repositioning are stored as a data file. The balance deflections like capital delta X, capital delta Y, capital delta Z, capital delta phi, capital delta theta and capital delta psi at full loading are calculated with this data file. They are called 'balance stiffness' in this paper. The relation between balance characteristics and the stiffness is discussed. In case of high stiffness (small deflection), the interference terms in the balance characteristics are small in comparison with the low stiffness balances., 資料番号: AA0001435000, レポート番号: NAL TM-719

航技研の遷音速風洞(NAL-TWT)に設置してある内挿式6分力天秤用較正装置は成分荷重方式であり、最初の一体化天秤の較正に必要な複合荷重機能が欠けていた。この機能不足を補うために1993年度に航技研遷音速風洞計測装置改修の一環として複合荷重式自動天秤較正装置を開発した。この較正装置の主要機能は以下の通りである。(1)6分力同時負荷を可能とする複合負荷機能、(2)自動運転機能を取り入れ省力化と終夜運転を実現、(3)メニュー選択による容易な運転、(4)荷重範囲は軸力±2000N、横力±20000N、垂直力±20000N、横揺れモーメント±400Nm、縦揺れモーメント±4000Nm、偏揺れモーメント±4000Nmである、(5)変位復元機能、(6)多重の天秤保護機能、(7)キャリボディ4体を用意し汎用性を持たせた。φ50mm、φ38mm、φ25mm内挿式6分力天秤および5分力半裁模型用外挿天秤を取り付け可能、(8)天秤特性表示式として線形関数モデル、非線形関数モデル(2次式、3次式)を選択可能、(9)安全運転と天秤較正室の清潔化を目的に電動サーボモータ制御システムを採用、(10)天秤較正室の室温は10度Cから35度Cの範囲で±1度C以内で設定可能、(11)天秤負荷は高精度ロードセルで計測し、ロードセルは併設してある旧天秤較正装置の分銅で較正、(12)較正係数マトリックスは航技研LANシステムで遷音速風洞計測システムへ転送。本報告では新規に開発した複合荷重式自動天秤較正装置の構造と機能、計測制御装置、運転法、調整運転中の問題点と較正例について述べる。, The calibration rig for internal balances of the NAL-TWT (Transonic Wind Tunnel) is a system which uses component loading. In terms of the need for combination loading in the calibration of single-piece balances, it is expected that the old system must be replaced by a new one. In this paper, a description is given of a newly developed balance calibration system for the NAL-TWT. The main features of the new system are as follows: (1) full combination loading; (2) automatic operation system to reduce manpower and to realize all-night operation; (3) easy operation using menu system on the CRT (Cathode-ray Tube) display; (4) loading ranges are +/- 2,000 N, +/- 20,000 N, +/- 20,000 N, +/- 400 Nm, +/- 4,000 Nm and +/- 4,000 Nm for axial force, side force, normal force, rolling moment, pitching moment and yawing moment, respectively; (5) repositioning system; (6) double safety system for the balances against overloading; (7) four calibration bodies are equipped for the application to various sizes of the balances; (8) three formulations for balance characteristics are available: linear, second order and third order expressions; (9) electric servo motor system for safe operation and a clean room; (10) room temperature for the balance calibration rig is kept constant within +/- 1 C between 10 C and 35 C; (11) the forces applied to a balance are measured with highly accurate load cells. Calibration of these load cells is possible by using dead weight; and (12) the balance matrices after calibration are transferred to the NAL-TWT instrumentation system through a local area network at the NAL. Operation method, problems encountered and experimental data in the course of preliminary operation are also included., 資料番号: AA0000552000, レポート番号: NAL TM-690