肋条结构及物体制造技术

本发明专利技术提供一种提高减阻性能且容易制作的肋条结构、以及在表面具有这样的结构的物体。该肋条结构在表面具有多个波状的肋条，其中，在各所述肋条中，山脊线与流体的流动方向所成的角度越大则使山的高度越低，所述角度越大则使与所述流体的流动方向正交的方向的山脚间的宽度越小，与所述流体的流动方向正交的方向的截面的形状中的山脚处的该肋条的山的斜面和所述表面所成的角度或者山脚处的曲率在任一位置均相同。在任一位置均相同。在任一位置均相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】肋条结构及物体


[0001]本专利技术涉及适用于航空器、船舶或流体机械等领域的肋条结构以及在表面具有这样的肋条结构的物体。

技术介绍

[0002]在航空器领域中，尝试在机体的表面形成肋条以减少空气阻力而提高燃料效率的技术。此外，在航空器以外的各种领域中也在研究使用肋条而减少流体的阻力的技术。
[0003]本专利技术人等在专利文献1中提出了这样的技术：使现有的呈直线形状的肋条变为波状并且使肋条的高度也以波状变化，以提高减阻性能(参照专利文献1)。在专利文献2中，公开了与本专利技术相关的技术。
[0004]以得到比现有的直线形肋条更高的减阻性能为目标的波状肋条正在被研究。
[0005]在肋条中，气流速度较快的山顶部具有较大的表面摩擦阻力。另一方面，气流速度较慢的山谷部具有较小的表面摩擦阻力。其结果为，总表面摩擦阻力降低。在直线肋条中仅有表面摩擦阻力，但在波状肋条中，压差阻力与表面摩擦阻力合起来的阻力是总阻力。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2017
‑
155882号公报；
[0009]专利文献2：日本特开2018
‑
27510号公报。

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的问题
[0011]在波状肋条中，由于山脊线和流动方向所成的角度较大的部分阻碍流动，因此会产生多余的压差阻力。因此，为了降低压差阻力，设计了改变山顶高度的肋条结构。但是，制作与山脊线和流动方向所成的角度匹配地使高度呈波状变化的肋条是困难的。
[0012]本专利技术人等得到如下新的发现，在通过削减山顶来改变山的高度的情况下，由于在山顶处平坦的面积增加，因此表面摩擦阻力增大，肋条的减阻性能恶化。
[0013]鉴于以上的情况，本专利技术的目的在于提供一种提高减阻性能且容易制作的肋条结构以及在表面具有这样结构的物体。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]为了达成上述目的，本专利技术的肋条结构在表面具有多个波状的肋条，其中，在各所述肋条中，山脊线与该波状的肋条的该波的行进方向即第一方向所成的角度越大则使山的高度越低，所述角度越大则使与所述第一方向正交的方向的山脚间的宽度越小，与所述第一方向正交的方向的截面的形状中的山脚处的该肋条的山的斜面和所述表面所成的角度或山脚处的曲率在任一位置均相同。这里，波状的肋条的该波的行进方向即第一方向是在所述表面流动的流体的流动方向。
[0016]在本专利技术中，在波状的肋条的山脊线与流体的流动方向所成的角度越大则使山的
高度越低，因此能够抑制多余的压差阻力产生，提高减阻性能。而且，所述角度越大则使与流体的流动方向正交的方向的山脚间的宽度越小，与流体的流动方向正交的方向的截面的形状中的山脚处的该山的斜面和表面所成的角度或山脚处的曲率在任一位置均相同，因此仅通过使车刀等进行移动，就能够在转印用辊等的表面形成能够将肋条的顶端形成为锐角的凹凸，由该辊形成的肋条不需要像现有技术那样对肋条的顶端进行切削作业，因此容易制作。
[0017]在本专利技术的肋条结构中，肋条的山顶的任一位置均为锐角。由此，能够进一步减少表面摩擦阻力，能够进一步提高减阻性能。
[0018]在本专利技术的一个方式的肋条结构中，各所述肋条的截面中，山的形状为三角形、梯形、圆形、或椭圆形。
[0019]在本专利技术的一个方式的肋条结构中，各所述肋条的截面中，山为将圆或椭圆切断了的形状。
[0020]在本专利技术的一个方式的肋条结构中，各所述肋条的所述山脊线是正弦波状，各所述肋条的高度呈正弦波状变化。
[0021]本专利技术涉及的航空器、船舶等物体在表面具有上述肋条结构。
[0022]专利技术效果
[0023]根据本专利技术，能够提供提高减阻性能且容易制作的肋条结构以及在表面具有这样结构的物体。
附图说明
[0024]图1是示出本专利技术的一个实施方式的肋条结构的立体图。
[0025]图2是放大示出图1所示的肋条结构的一部分的俯视图。
[0026]图3是放大示出图1所示的肋条结构的一部分的侧视图。
[0027]图4是示出图2的A
‑
A截面和B
‑
B截面的图。
[0028]图5是使用x
‑
y
‑
z轴来表示肋条结构的实施例的肋条的山脊线、山脚线以及山脚间的中心线的图。
[0029]图6是使用x
‑
z坐标来表示图5的肋条的山脊线、山脚线以及山脚间的中心线，并使用x
‑
y坐标来表示肋条的高度(山脊线)的图表。
[0030]图7是将肋条结构的减阻性能与现有的肋条结构的减阻性能进行比较并示出的图表。
具体实施方式
[0031]下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。
[0032]图1是示出本专利技术的一个实施方式的肋条结构的立体图。图2是放大示出该肋条结构的一部分的俯视图，图3是放大示出该肋条结构的一部分的侧视图。
[0033]肋条结构1在表面2具有多个周期性变化的波状的肋条3。即，在从表面2之上(上面)观察时，各肋条3形成为周期性变化的波状。这里，周期性变化的波状典型地为正弦波状。
[0034]肋条结构1以使其肋条3的山脊线4等与流体接触的方式设置于例如航空器、船舶、
成套设备的管道、管线等物体。在空气、水等流体中行进的航空器、船舶等上，肋条3以朝向外侧的方式设置在物体的外侧的表面。在液体、气体在内部流动的成套设备的管道、管线等中，肋条3以朝向内侧的方式设置在物体的内侧的表面。在任一情况下，各肋条3均以如下方式设置在物体的表面：各肋条3的周期性变化的波状、典型地为正弦波状的位移的中心线的方向与流体的流动方向一致。
[0035]肋条结构1典型地是将表面2形成有多个肋条3的片贴在上述物体的表面而构成的。在专利文献2中，公开了与此相关的技术。当然，可以在物体其本身的表面形成肋条3，也可以是其它方式。
[0036]多个肋条3形成在该波状的肋条3的该波的行进方向即第一方向。典型地，多个肋条3是沿着在表面2流动的流体的流动方向x形成的。多个肋条3也可以形成在各肋条3的周期性变化的波状、典型地为正弦波状波形的位移的中心线的方向。
[0037]相邻的肋条3形成为在与x方向正交的方向z上以规定的间隔平行，例如，在物体是航空器的情况下，形成为以100μm左右的间隔平行。
[0038]下面，对一个肋条3进行说明，各肋条3采用相同的形状。
[0039]典型地，肋条3的截面的形状为三角形。例如，肋条3的与流体的流动方向x正交的y
‑
z截面是山顶角为45
°
左右的等腰三角形。为了提高降表面摩擦阻力的性能，优选山顶角越小越好，但在例如采用已经示出的专利文献2的技术时，肋条3由涂料构成，在该情况下，权衡制作方面优选选择45
°
。当然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种肋条结构，在表面具有多个波状的肋条，其中，在各所述肋条中，山脊线和该波状的肋条的该波的行进方向即第一方向所成的角度越大则使山的高度越低，所述角度越大则使与所述第一方向正交的方向的山脚间的宽度越小，与所述第一方向正交的方向的截面的形状中的山脚处的该肋条的山的斜面和所述表面所成的角度或者山脚处的曲率在任一位置均相同。2.根据权利要求1所述的肋条...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗田充，阿部浩幸，饭岛秀俊，古贺星吾，
申请(专利权)人：国立研究开发法人宇宙航空研究开发机构，
类型：发明
国别省市：