軸対称キャビティを有するノーズコーンの空力特性

摘要

新規に考案した形状可変空力デバイスであるMRDデバイスの基本的な実現性を確認するため，軸対称キャビティを有する円錐の空力特性を実験的に評価した．また，エアロスパイクとしての特性を評価するために，比較対象として従来のエアロスパイク形状についても実験を行った．短いキャビティはほとんどノーズの抵抗特性に影響を与えないが，キャビティが長い場合には抵抗が増加する．ただし，キャビティ長さの総和が同一の場合，キャビティ部を円板によって分割することで抵抗の増加を抑制できる．円錐面の固体壁の約55％をキャビティによる空隙に置き換えたノーズ形状（Multiple cavities）の零揚力抵抗係数は，半頂角が10～12°の円錐の理論値と同等であり，従来のエアロスパイク形状よりも，抵抗特性が大幅に改善した．エアロスパイクに1枚の円板を追加することでも，最大で40％程度抵抗係数を改善できることから，円板の枚数，サイズ，位置など形状パラメタは，抵抗低減デバイスとして求められるスペックに対して最適なものが存在するはずである．