航空宇宙における搭載荷重

宇宙開発は、国際宇宙ステーションへの重要な物資の供給から次世代衛星の配備まで、可能性の限界を押し広げ続けています。成功するミッションの中核には、搭載荷重の管理があり、航空機やロケットの性能、燃料効率、航続距離、そして最も重要な安全性に直接影響します。
航空宇宙産業のリーダーは1968年以来、Interface社とパートナーシップを組み、あらゆるタイプの飛行、ロケットの試験・測定において、期待以上の成果を上げてきました。

ロケットエンジン推進力

 ロケット/ジェットエンジンが燃料を燃焼させて推力を発生すると、ロードセルを圧縮します。
 ジェットエンジンの開発では僅かな推力変化も感知できる最高レベルのロードセル1101 or 1601 (Gold Standard)が使用され、横力補正機能によりエンジンの純粋な軸力を横荷重や振動の影響から分離します。
 時には、高温、低圧、爆発危険(ATEX認証)の状況下でも規定精度で動作可能な仕様が要求されます。

ロケットの荷重計測

ロケットの組立中、Interfaceロードセルを使用して、各部品のペイロードと組み上がったペイロード重量を正確に測定します。
重量と共に、重要な点は重心の決定です。ロケットの重量配分にばらつきがあると、飛行安定性が崩れ、悲惨な結果をもたらします。重心の計測方法はロードセル多点計測ページにて紹介しています。

ロケットの重心計測

組立てられたペイロードの重心計測には3軸(Z+Rx+Ry)ロードセルと横力に強いLowProfile ロードセルが理想的です。

発射台荷重、ロケット疲労試験

NASAのロケット発射設備(SLS)のコアステージは直径8m、高さ60m以上です。液体水素と酸素タンクを含むコアコンポーネントは、最大40 MNの打ち上げ荷重に耐える必要があります。構造試験の為、複数個所に油圧シリンダーと共に、定格2.7MNのInterface 1200Low-Profile™ロードセルモデル1260、定格4.5MNのモデル1280、定格9MNのモデル1290がロケットに接続されました。

コラムロードセルまたはロードピンも発射台構造への組込みには適しており、打ち上げ時にロケットが加える力を測定し、安全に制御しながらの打ち上げを実現しています。

航空機翼の疲労試験

 商業用翼は離陸、着陸、乱気流を含む数十万回のサイクルに耐えますが、航空機認証の為には、その翼は実用時の予想荷重をはるかに超える荷重に耐えなければなりません。米海軍のFA-18超音速戦闘機は、翼が飛行中に更に大きな力に遭遇する為、数百万回の複雑でしばしば急速な負荷サイクルが要求されます。
 

 Interface1208フランジ型ロードセルは、疲労試験用であり、横力荷重を補正します。
 FA-18に上下荷重を加える油圧シリンダーに取付けられ、18ヶ月間の試験に問題なくデータを出力しました。1億回(10の8乗)以上の完全に可逆的な荷重サイクルに耐える仕様のこのロードセルは世界中の試験施設で長年にわたって故障を記録していません。

飛行機の静的応力試験

航空機の静的応力試験は、極端な飛行条件を再現し耐えられるかを評価します。ロードセルは機体に損傷を与えず、主要コンポーネントに掛かる力を正確に測定します。

Interface 1208フランジ型ロードセルは、様々な飛行条件の力と応力を測定する為に、航空機に沿って設置され構造的完全性を向上させる事に貢献しています。

ギアショックアブソーバーにかかる応力

航空宇宙企業は、ギアショックアブソーバーの設計に欠陥がなく、航空機が飛行から着陸したときに加えられた力に対応しなければなりません。

Interfaceステンレス鋼ロードピンは、通常のピンジョイントを交換して取付可能です。宇宙船は、様々な高さで複数の落下試験を受け、ロードピンに加えられる力が測定されます。

風洞実験

新しい航空機を開発するには風洞実験用に縮尺モデルを使用してLiftとDragによって生じる力を計測する必要があります。

Interface 6軸ロードセルは軸力20N~800kN, トルク1Nm~40kNmと広い範囲の定格を持つモデルを数多く提供しています。

真空ポンプのトルク計測

 飛行機の真空ポンプは、ジャイロ機器、吸引ゲージ、空気圧システム等の為に使用されます。
 トルクカップリングを備えたT2精密ロータリートルクセンサーは、性能テスト中に真空ポンプに取り付けることができ、捩りトルクを正確に計測します。

 

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