JP2017081285A - Missile - Google Patents
Missile Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017081285A JP2017081285A JP2015209691A JP2015209691A JP2017081285A JP 2017081285 A JP2017081285 A JP 2017081285A JP 2015209691 A JP2015209691 A JP 2015209691A JP 2015209691 A JP2015209691 A JP 2015209691A JP 2017081285 A JP2017081285 A JP 2017081285A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- fiber density
- ablator
- density ablator
- flying body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
Description
本発明は、アブレータ材による防熱構造を備えた飛昇体に関するものである。 The present invention relates to a flying body having a heat insulating structure by an ablator material.
高速飛行を行う飛昇体は、空力加熱によって先端部が高温となることが想定される。そこで、飛昇体の内部構造を熱から防護するため、防熱対策を行う必要がある。
防熱対策の一つとして、アブレーションがある。これは、樹脂及び繊維を主材料とするアブレータ材を飛昇体の外表面に配置し、加熱されたアブレータ材が昇華、溶融、あるいは炭化することで発生するアブレーションガスが外表面を覆うことにより熱防護を行う方法である(特許文献1参照)。
As for the flying body which performs high-speed flight, it is assumed that a front-end | tip part becomes high temperature by aerodynamic heating. Therefore, in order to protect the internal structure of the flying body from heat, it is necessary to take measures against heat.
Ablation is one of the heat protection measures. This is because the ablation material mainly composed of resin and fiber is placed on the outer surface of the flying body, and the ablation gas generated by sublimation, melting or carbonization of the heated ablator material covers the outer surface. This is a method of performing protection (see Patent Document 1).
飛昇体の先端部は航行中の動圧により高強度の構造にする必要があるが、アブレータ材が気化する気化率が大きい低繊維密度のアブレータ材は強度が比較的低いため、必然的に高繊維密度の強度が高いアブレータ材を採用する必要がある。しかし、高繊維密度のアブレータ材は気化率が小さいためアブレーションによる防熱効果が低いという問題がある。 The tip of the flying body must have a high-strength structure due to the dynamic pressure during navigation, but the low fiber density ablator material, which has a high vaporization rate to vaporize the ablator material, has a relatively low strength, so it is necessarily It is necessary to employ an ablator material having high fiber density strength. However, since the ablator material having a high fiber density has a low vaporization rate, there is a problem that the heat insulation effect by ablation is low.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、強度を維持しつつ熱防護性が確保されたアブレータ材を備えた飛昇体を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the flying body provided with the ablator material with which heat protection property was ensured, maintaining intensity | strength.
上記課題を解決するために、本発明の飛昇体は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる飛昇体は、本体の外表面側に設けられ、樹脂と繊維マトリックスを主成分とするアブレータ材を有する高繊維密度アブレータ部と、前記高繊維密度アブレータ部の前記アブレータ材よりも低繊維密度とされ、樹脂と繊維マトリックスを主成分とするアブレータ材を有する低繊維密度アブレータ部とを備え、前記高繊維密度アブレータ部には、溝が形成され、前記低繊維密度アブレータ部は、前記溝に設けられ、前記溝は、前記外表面に連通していることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the flying body of the present invention employs the following means.
That is, the flying body according to the present invention is provided on the outer surface side of the main body, and includes a high fiber density ablator part having an ablator material mainly composed of a resin and a fiber matrix, and the ablator material of the high fiber density ablator part. A low fiber density ablator part having an ablator material mainly composed of a resin and a fiber matrix, and a groove is formed in the high fiber density ablator part. The groove is provided in the groove, and the groove communicates with the outer surface.
高繊維密度アブレータ部は、低繊維密度アブレータ部に比べてアブレータ材の気化率が小さいが強度が高い。そこで、飛昇体の外表面には高繊維密度アブレータ部を配置する。一方、低繊維密度アブレータ部は、高繊維密度アブレータ部に形成された溝に設けられている。低繊維密度アブレータ部は、高繊維密度アブレータ部よりもアブレータ材の気化率が大きいので、高繊維密度アブレータ部の溝に設けても気化することができる。低繊維密度アブレータ部のアブレータ材が気化したアブレーションガスは、溝が外表面に連通していることにより、外表面に到達して外表面を覆うことで防熱を行うことができる。 The high fiber density ablator has a lower strength than the low fiber density ablator but has a lower vaporization rate of the ablator material. Therefore, a high fiber density ablator is disposed on the outer surface of the flying body. On the other hand, the low fiber density ablator part is provided in a groove formed in the high fiber density ablator part. Since the low fiber density ablator part has a higher vaporization rate of the ablator material than the high fiber density ablator part, it can be vaporized even if it is provided in the groove of the high fiber density ablator part. The ablation gas vaporized by the ablator material of the low fiber density ablator part can reach the outer surface and cover the outer surface by the groove communicating with the outer surface, thereby preventing heat.
さらに、本発明の飛昇体によれば、前記溝の前記外表面側の全面が、該外表面に開口していることを特徴とする。 Furthermore, according to the flying body of the present invention, the entire surface of the groove on the outer surface side is open to the outer surface.
溝の外表面側の全面が外表面に開口しているので、溝に設けた低繊維密度アブレータ部が外表面に沿って流れる主流に面することになる。これにより、アブレータ材が気化しやすくなり、アブレーションガスの発生を促進することができ、防熱効果を高めることができる。
また、溝がキャビティとしての役割を果たし、気化したアブレーションガスが溝内に滞留して断熱性を向上させることができる。
Since the entire surface on the outer surface side of the groove is open to the outer surface, the low fiber density ablator portion provided in the groove faces the main stream flowing along the outer surface. Thereby, it becomes easy to vaporize an ablator material, generation | occurrence | production of ablation gas can be accelerated | stimulated, and a heat-insulating effect can be improved.
Further, the groove serves as a cavity, and vaporized ablation gas can stay in the groove to improve heat insulation.
さらに、本発明の飛昇体によれば、前記本体の長手軸線を含む切断面で見た前記溝の縦断面形状が、四角形であることを特徴とする。 Furthermore, according to the flying body of the present invention, the longitudinal cross-sectional shape of the groove viewed from a cut surface including the longitudinal axis of the main body is a quadrangle.
溝の縦断面形状を四角形とすることで、多くの低繊維密度アブレータ部を収容することができる。
溝の上流端における主流の境界層厚さの溝幅に対する比は、0.28以上、好ましくは0.28とするのが好ましい。これにより、溝の底面における熱伝達率が比較的低く抑えられるため、溝底面部分に位置する低繊維密度アブレータ部の気化を抑えることができ、比較的長期間にわたって強度を維持することができる。
Many low fiber density ablator parts can be accommodated by making the longitudinal cross-sectional shape of a groove | channel into a square.
The ratio of the mainstream boundary layer thickness to the groove width at the upstream end of the groove is preferably 0.28 or more, and more preferably 0.28. Thereby, since the heat transfer coefficient at the bottom surface of the groove is suppressed to be relatively low, vaporization of the low fiber density ablator portion located at the groove bottom surface portion can be suppressed, and the strength can be maintained for a relatively long period.
さらに、本発明の飛昇体によれば、前記本体の長手軸線を含む切断面で見た前記溝の縦断面形状が、三角形であることを特徴とする。 Furthermore, according to the flying body of the present invention, the longitudinal cross-sectional shape of the groove viewed from a cut surface including the longitudinal axis of the main body is a triangle.
溝の縦断面形状を三角形とすることで、溝の外表面における縁部に傾斜面を形成することができるので、主流の流れのはく離を可及的に抑えることができる。
四角形の溝に比べて、角部が少ないので、応力集中の箇所も少なくなり、比較的強度を高くすることができる。
低繊維密度アブレータ部は、主流からの熱によって徐々に外表面側から消失して行くが、溝が三角形状とされているので、低繊維密度アブレータ部が主流側に露出する表面積がアブレータ材の気化とともに小さくなる。したがって、飛行初期はアブレーションガスを多く発生させて高い防熱性能を発揮させ、飛行終期は低繊維密度アブレータ部の表面積が小さくなり、相対的に高繊維密度アブレータ部の表面積が大きくなるので、強度を高く保つことができる。このように、飛行初期に熱防護性が必要となる飛昇体に有効となる。
なお、三角形の各頂点の角度は、種々変更することができ、飛昇体の飛行計画に応じて調整される。
By making the longitudinal cross-sectional shape of the groove triangular, an inclined surface can be formed at the edge on the outer surface of the groove, so that separation of the mainstream flow can be suppressed as much as possible.
Since there are few corners compared to a square groove, the number of stress concentration points is reduced, and the strength can be relatively increased.
The low fiber density ablator part gradually disappears from the outer surface side due to heat from the mainstream, but since the groove is triangular, the surface area where the low fiber density ablator part is exposed to the mainstream side is the ablator material. It becomes smaller with vaporization. Therefore, a large amount of ablation gas is generated at the beginning of flight to demonstrate high heat insulation performance, and at the end of flight, the surface area of the low fiber density ablator is reduced, and the surface area of the high fiber density ablator is relatively increased. Can be kept high. Thus, it is effective for flying objects that require thermal protection in the early stage of flight.
In addition, the angle of each vertex of a triangle can be variously changed and is adjusted according to the flight plan of a flying body.
さらに、本発明の飛昇体によれば、前記溝は、前記外表面から隔てた前記高繊維密度アブレータ部の内部に形成されるとともに、前記外表面との間を接続する孔部によって連通されていることを特徴とする。 Furthermore, according to the flying body of the present invention, the groove is formed inside the high fiber density ablator part separated from the outer surface and communicated by a hole part connecting the outer surface. It is characterized by being.
溝を外表面から隔てた高繊維密度アブレータ部の内部に形成し、この溝に低繊維密度アブレータ部を配置することとしたので、主として主流に面するのは低繊維密度アブレータ部よりも気化しにくい高繊維密度アブレータ部とすることができ、外表面の形状変化を可及的に抑えることができる。
溝に設けられた低繊維密度アブレータ部は、外表面からの入熱によって加熱されて気化する。気化したアブレーションガスは、溝と外表面との間を接続する孔部を通って外表面に導かれた後、外表面を覆って防熱を行う。
低繊維密度アブレータ部が気化した後は溝の内部にアブレーションガスが滞留するため、断熱効果を向上させることができる。
Since the groove is formed inside the high fiber density ablator part separated from the outer surface, and the low fiber density ablator part is arranged in this groove, the mainstream is mainly vaporized more than the low fiber density ablator part. It can be set as a difficult high fiber density ablator part, and the shape change of an outer surface can be suppressed as much as possible.
The low fiber density ablator part provided in the groove is heated and vaporized by heat input from the outer surface. The vaporized ablation gas is guided to the outer surface through a hole connecting the groove and the outer surface, and then covers the outer surface to prevent heat.
Since the ablation gas stays inside the groove after the low fiber density ablator is vaporized, the heat insulation effect can be improved.
さらに、本発明の飛昇体によれば、前記孔部は、前記主流の流れ方向下流側に向けて傾斜していることを特徴とする。 Furthermore, according to the flying body of the present invention, the hole portion is inclined toward the downstream side in the mainstream flow direction.
孔部が主流の流れ方向下流側に傾斜しているので、アブレーションガスを円滑に流すことができる。
さらに、孔部の外表面における下流側には、孔部の流路断面積が主流の流れ方向下流側に向けて徐々に拡大することが好ましい。これにより、外表面の広範な領域にわたってアブレーションガスを導くことができる。
Since the hole portion is inclined downstream in the mainstream flow direction, the ablation gas can flow smoothly.
Furthermore, it is preferable that the flow path cross-sectional area of the hole gradually increases toward the downstream side in the mainstream flow direction on the downstream side of the outer surface of the hole. This can guide the ablation gas over a wide area of the outer surface.
さらに、本発明の飛昇体によれば、前記溝は、前記外表面に沿って流れる主流の流れ方向に複数設けられ、前記主流の流れ方向における前記溝の溝幅が、前記主流の上流側ほど大きくされていることを特徴とする。 Furthermore, according to the flying body of the present invention, a plurality of the grooves are provided in the flow direction of the main flow flowing along the outer surface, and the groove width of the grooves in the flow direction of the main flow is closer to the upstream side of the main flow. It is characterized by being enlarged.
複数ある溝のうち、主流の上流側ほど大きな溝幅を有するようにしたので、上流側の溝から多くのアブレーションガスを発生させることができ、防熱効果を高めることができる。 Among the plurality of grooves, since the groove width is larger toward the upstream side of the main stream, a large amount of ablation gas can be generated from the upstream side grooves, and the heat insulation effect can be enhanced.
さらに、本発明の飛昇体によれば、前記溝は、前記外表面に沿って流れる主流の流れ方向に1つのみ設けられていることを特徴とする。 Furthermore, according to the flying body of the present invention, only one groove is provided in the flow direction of the main flow that flows along the outer surface.
飛昇体の先端側では主流からの入熱によって高温となるので、溝を1つのみ形成して低繊維密度アブレータ部からアブレーションガスを下流側の外表面に導いてもよい。これにより、溝加工が少なくて済み、また低繊維密度アブレータ部の材料費を節約することができる。 Since the temperature rises due to heat input from the main stream on the tip side of the flying body, only one groove may be formed to guide the ablation gas from the low fiber density ablator part to the outer surface on the downstream side. As a result, less groove processing is required, and the material cost of the low fiber density ablator portion can be saved.
さらに、本発明の飛昇体によれば、前記高繊維密度アブレータ部同士が付き合わされて接続される接合部に連通するように、前記溝が設けられていることを特徴とする。 Furthermore, according to the flying body of the present invention, the groove is provided so as to communicate with the joint portion where the high fiber density ablator portions are connected to each other.
高繊維密度アブレータ部同士が付き合わされて接続される接合部に連通するように溝を設け、低繊維密度アブレータ部を配置することとした。これにより、溝内で気化したアブレーションガスが溝や接合部の隙間に滞留することになり、防熱効果が得られるとともに、外部の高温ガスが接合部の隙間を通り飛昇体の内部に入り込むことを防ぐことができる。 A groove was provided so as to communicate with a joint portion where the high fiber density ablator parts were attached to each other and connected, and the low fiber density ablator part was arranged. As a result, the ablation gas vaporized in the groove stays in the gap between the groove and the joint, and a thermal insulation effect is obtained, and the external high-temperature gas passes through the gap in the joint and enters the flying object. Can be prevented.
飛昇体の外表面に高繊維密度アブレータ部を配置することで強度を維持することができる。そして、高繊維密度アブレータ部に形成した溝に低繊維密度アブレータ部を設けることで、低繊維密度アブレータ部のアブレータ材が気化したアブレーションガスを溝に連通した外表面に導き、熱防護性を確保することができる。 The strength can be maintained by arranging the high fiber density ablator on the outer surface of the flying body. And by providing the low fiber density ablator part in the groove formed in the high fiber density ablator part, the ablation gas vaporized by the ablator material of the low fiber density ablator part is guided to the outer surface communicating with the groove, ensuring thermal protection can do.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図4を用いて説明する。
図1には、飛昇体1の先端部1aが示されている。この先端部1aは、長手軸線Lに直交する横断面が円形とされた先細り形状とされている。先端部1aは、飛昇体1が高速飛行を行う際に空力加熱によって高温となる部分であり、また、航行中の動圧による負荷が加わる部分である。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, the
図2に示されているように、飛昇体1は、内部機器を収容し保護するための構造材3と、構造材3の外周を取り囲むように設けられた高繊維密度アブレータ部5とを備えている。
高繊維密度アブレータ部5の外表面には、主流の流れ方向に所定間隔を隔てて複数の溝9が形成されている。各溝9は、それぞれ飛昇体1の先端部1aの長手軸線L(図1参照)周りに1周分形成された無端状の凹所とされている。各溝9は、図2に示されているように、縦断面形状が四角形とされており、外表面S側の全面が開口している。また、各溝9は、主流MFの流れ方向における溝幅が上流側の溝9ほど大きくされている。
As shown in FIG. 2, the flying
A plurality of
各溝9には、低繊維密度アブレータ部7が充填されている。なお、図2では、低繊維密度アブレータ部7の外表面S側が部分的に気化して消失した状態となっているが、気化前は高繊維密度アブレータ部5とともに飛昇体1の外表面Sを連続した面で形成するようになっている。
Each
高繊維密度アブレータ部5及び低繊維密度アブレータ部7は、樹脂と繊維マトリックスを主成分としたアブレータ材から構成されており、樹脂を繊維マトリックスに含浸させて形成されている。樹脂としては、例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。繊維マトリックスとしては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、シリカ繊維等が挙げられる。高繊維密度アブレータ部5として用いられるアブレータ材としては、低繊維密度アブレータ部7に用いられるアブレータ材の3倍程度(例えば0.6g/cm3)の密度とされている。
The high fiber
図3及び図4には、溝9の溝幅ωの寸法の適正値が示されている。これらの図は、伝熱ハンドブック(日本機械学会,1993年)から引用したものである。図3に示すように、溝9は、流れ方向に溝幅ω、深さDを有した形状とされている。溝9の上方を流れる主流は速度Uとされ、溝9の上流端における境界層厚さはδとされている。このような条件の下で、図4を参照すると、溝9の底面における熱伝達は、δ/ω=0.28以上のときが低いことが分かる。したがって、溝9の溝幅ωとしては、境界層厚さδの溝幅ωに対する比が0.28以上、好ましくは0.28とするのが好ましい。
3 and 4 show appropriate values of the dimension of the groove width ω of the
上記構成の飛昇体1が高速飛行を行うと、空力加熱により、先ず主流MFに面した低繊維密度アブレータ部7が気化する。気化したアブレーションガスは下流側へと流れて飛昇体1の外表面Sを覆い防熱を行う。これにより、低繊維密度アブレータ部7は、外表面S側から徐々に消失して行き、溝9内の外表面S側に空間を形成することになる。
一方、高密度繊維アブレータ部5は、低繊維密度アブレータ部7ほどは気化しないが、少しずつアブレーションガスを生成する。これにより、高繊維密度アブレータ部5は、外形状を保持したままとなる。
When the flying
On the other hand, the high
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
高繊維密度アブレータ部5は、低繊維密度アブレータ部7に比べてアブレータ材の気化率が小さいが強度が高い。そこで、飛昇体1の外表面Sには高繊維密度アブレータ部5を配置する。一方、低繊維密度アブレータ部7は、高繊維密度アブレータ部7に形成された溝9に設けることとした。低繊維密度アブレータ部7は、高繊維密度アブレータ部5よりもアブレータ材の気化率が大きいので、高繊維密度アブレータ部5の溝9に設けても気化することができる。低繊維密度アブレータ部7のアブレータ材が気化したアブレーションガスは、外表面Sを覆うことで防熱を行うことができる。
According to this embodiment, there exist the following effects.
The high fiber
溝9の外表面S側の全面が外表面Sに開口しているので、溝9に設けた低繊維密度アブレータ部7が外表面Sに沿って流れる主流MFに面することになる。これにより、アブレータ材が気化しやすくなり、アブレーションガスの発生を促進することができ、防熱効果を高めることができる。
また、溝9がキャビティとしての役割を果たし、気化したアブレーションガスが溝内に滞留して断熱性を向上させることができる。
Since the entire surface on the outer surface S side of the
Further, the
溝9の縦断面形状を四角形とすることで、多くの低繊維密度アブレータ部7を収容することができる。
溝9の上流端における主流の境界層厚さδの溝幅ωに対する比は、0.28以上、好ましくは0.28とするのが好ましい。これにより、溝9の底面における熱伝達率が比較的低く抑えられるため、溝底面部分に位置する低繊維密度アブレータ部7の気化を抑えることができ、比較的長期間にわたって強度を維持することができる。
複数ある溝9のうち、主流MFの上流側ほど大きな溝幅を有するようにしたので、上流側の溝9から多くのアブレーションガスを発生させることができ、防熱効果を高めることができる。
Many low fiber
The ratio of the mainstream boundary layer thickness δ to the groove width ω at the upstream end of the
Of the plurality of
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図5を用いて説明する。
本実施形態は、第1実施形態に対して溝の形状が異なり、その他の点については同様である。したがって、第1実施形態と共通の構成については同一符号を付しその説明を書略する。
図5に示されているように、溝10の縦断面形状は三角形とされている。そして、三角形の底面の全面が外表面Sに開口するようになっている。したがって、溝10の主流MF方向の溝幅は、深さ方向にいくにしたがい狭くなるようになっている。また、溝10の溝幅は、主流MFの上流側ほど大きくされている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment differs from the first embodiment in the shape of the groove, and the other points are the same. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 5, the longitudinal sectional shape of the
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
溝10の縦断面形状を三角形とすることで、溝10の外表面Sにおける縁部に傾斜面を形成することができるので、主流MFの流れのはく離を可及的に抑えることができる。
第1実施形態のような四角形の溝に比べて、角部が少ないので、応力集中の箇所も少なくなり、比較的強度を高くすることができる。
低繊維密度アブレータ部7は、主流MFからの熱によって徐々に外表面S側から消失して行くが、溝10が三角形状とされているので、低繊維密度アブレータ部7が主流MF側に露出する表面積がアブレータ材の気化とともに小さくなる。したがって、飛行初期はアブレーションガスを多く発生させて高い防熱性能を発揮させ、飛行終期は低繊維密度アブレータ部7の表面積が小さくなり、相対的に高繊維密度アブレータ部5の表面積が大きくなるので、強度を高く保つことができる。このように、飛行初期に熱防護性が必要となる飛昇体1に有効となる。
なお、三角形の各頂点の角度は、種々変更することができ、飛昇体1の飛行計画に応じて調整される。
According to this embodiment, there exist the following effects.
By making the longitudinal cross-sectional shape of the
Compared to the rectangular groove as in the first embodiment, there are fewer corners, so the number of stress concentration points is reduced, and the strength can be relatively increased.
The low fiber
In addition, the angle of each vertex of the triangle can be changed variously, and is adjusted according to the flight plan of the flying
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について、図6及び図7を用いて説明する。
本実施形態は、上述の各実施形態に対して溝の形状が異なり、その他の点については同様である。したがって、上述の各実施形態と共通の構成については同一符号を付しその説明を書略する。
図6に示されているように、溝11は、外表面Sから隔てた高繊維密度アブレータ部5の内部に形成されている。溝11の縦断面形状は、四角形とされており、溝幅は、主流MFの上流側ほど大きくされている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This embodiment is different from the above-described embodiments in the shape of the groove, and the other points are the same. Therefore, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 6, the
溝11と外表面Sとの間には、孔部13が形成されており、溝11と外表面S側とを連通させている。孔部13は、横断面が例えば円形とされた細長い流路となっており、主流MFの流れ方向下流側に向けて傾斜している。具体的には、孔部13は、外表面Sの法線に対して下流方向へ鋭角の傾きを有している。
孔部13の上流端(図において下方)は、溝11の上面(外表面S側の面)に接続されている。孔部13の下流端(図において上方)は、図7に示すように、孔部13の流路断面積が主流MFの流れ方向下流側に向けて徐々に拡大する形状となっている。孔部13は、同一の縦断面において、主流MFの上流側から2つの溝11に対しては2つとされており、主流MFの上流から3番目の溝11に対しては1つとされている。ただし、孔部13の数は特に限定されるものではなく適宜設定できる。また、溝11の円周方向にも複数の孔部13が適宜形成されている。
溝11には、低繊維密度アブレータ部7が設けられており、気化したアブレーションガスは孔部13を通って外表面Sへと導かれる。
A
The upstream end (downward in the figure) of the
The
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
溝11を外表面Sから隔てた高繊維密度アブレータ部5の内部に形成し、この溝11に低繊維密度アブレータ部7を配置することとしたので、主として主流MFに面するのは低繊維密度アブレータ部7よりも気化しにくい高繊維密度アブレータ部5とすることができ、外表面Sの形状変化を可及的に抑えることができる。
溝11に設けられた低繊維密度アブレータ部7は、外表面Sからの入熱によって加熱されて気化する。気化したアブレーションガスは、溝11と外表面Sとの間を接続する孔部13を通って外表面Sに導かれた後、外表面を覆って防熱を行うことができる。
低繊維密度アブレータ部7が気化した後は溝11の内部にアブレーションガスが滞留するため、断熱効果を向上させることができる。
孔部13が主流MFの流れ方向下流側に傾斜しているので、アブレーションガスを円滑に流すことができる。
さらに、孔部13の外表面Sにおける下流側は、孔部13の流路断面積が主流の流れ方向下流側に向けて徐々に拡大する形状とされているので、外表面Sの広範な領域にわたってアブレーションガスを導くことができる。
According to this embodiment, there exist the following effects.
Since the
The low
Since the ablation gas stays inside the
Since the
Further, the downstream side of the outer surface S of the
また、図8に示すように、溝11を1つのみ設ける構成としても良い。そして、孔部13は、溝11の主流MFにおける下流側面に接続してもよい。孔部13の形状は、図7に示したように、流路断面積が主流MFの流れ方向下流側に向けて徐々に拡大する形状となっている。
このような構成によれば、飛昇体1の先端側では主流MFからの入熱によって高温となるので、溝11を1つのみ形成して低繊維密度アブレータ部7からアブレーションガスを下流側の外表面に導くことができる。これにより、溝加工が少なくて済み、また低繊維密度アブレータ部7の材料費を節約することができる。
In addition, as shown in FIG. 8, only one
According to such a configuration, the tip side of the flying
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について、図9及び図10を用いて説明する。
本実施形態は、上述の各実施形態に対して溝の形状が異なり、その他の点については同様である。したがって、上述の各実施形態と共通の構成については同一符号を付しその説明を書略する。
図9(a)に示されているように、上述した各実施形態と同様に飛昇体1の先端部1aは、先細り形状となっている。そして、この飛昇体1は、図9(b)に示した横断面におけるy軸に沿って半分に分割されるようになっている。換言すると、飛昇体1は縦割り構造となっている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This embodiment is different from the above-described embodiments in the shape of the groove, and the other points are the same. Therefore, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 9A, the
図10には、図9(b)に示したA部の拡大図が示されている。同図に示されているように、縦割り構造とされた飛昇体1の接合部は、高繊維密度アブレータ部5同士がインロー構造にて付き合わされた構成となっている。したがって、接合部は、同図に示されているように段付き形状となっている。接合部の合わせ面には、隙間15が形成されている。
段付き形状を構成する突出部5aには、溝12が形成されている。溝12の縦断面形状は四角形とされており、溝12には低繊維密度アブレータ部7が設けられている。溝12は、接合部の合わせ面における隙間15を介して外表面Sまで連通している。
FIG. 10 shows an enlarged view of a portion A shown in FIG. As shown in the figure, the joint part of the flying
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
高繊維密度アブレータ部5同士が付き合わされて接続される接合部に連通するように溝12を設け、低繊維密度アブレータ部7を配置することとしたので、溝12内で気化したアブレーションガスが溝12や接合部の合わせ面における隙間15に滞留することになり、防熱効果が得られるとともに、外部の高温ガスが接合部の隙間15を通り飛昇体1の内部に入り込むことを防ぐことができる。
According to this embodiment, there exist the following effects.
Since the
1 飛昇体
1a 先端部
3 構造材
5 高繊維密度アブレータ部
5a 突出部
7 低繊維密度アブレータ部
9,10,11,12 溝
13 孔部
15 隙間
L 長手軸線
S 外表面
MF 主流
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記高繊維密度アブレータ部の前記アブレータ材よりも低繊維密度とされ、樹脂と繊維マトリックスを主成分とするアブレータ材を有する低繊維密度アブレータ部と、
を備え、
前記高繊維密度アブレータ部には、溝が形成され、
前記低繊維密度アブレータ部は、前記溝に設けられ、
前記溝は、前記外表面に連通していることを特徴とする飛昇体。 A high fiber density ablator part provided on the outer surface side of the main body and having an ablator material mainly composed of a resin and a fiber matrix;
A low fiber density ablator part having a low fiber density than the ablator material of the high fiber density ablator part, and having an ablator material mainly composed of a resin and a fiber matrix;
With
A groove is formed in the high fiber density ablator part,
The low fiber density ablator part is provided in the groove,
The flying body according to claim 1, wherein the groove communicates with the outer surface.
前記主流の流れ方向における前記溝の溝幅が、前記主流の上流側ほど大きくされていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の飛昇体。 A plurality of the grooves are provided in the flow direction of the main flow that flows along the outer surface,
The flying object according to any one of claims 1 to 6, wherein a groove width of the groove in the flow direction of the mainstream is increased toward an upstream side of the mainstream.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015209691A JP6727788B2 (en) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Flying body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015209691A JP6727788B2 (en) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Flying body |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017081285A true JP2017081285A (en) | 2017-05-18 |
JP6727788B2 JP6727788B2 (en) | 2020-07-22 |
Family
ID=58711554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015209691A Active JP6727788B2 (en) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Flying body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6727788B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107298163A (en) * | 2017-07-05 | 2017-10-27 | 哈尔滨工业大学 | It is a kind of to reduce the thermal protection structure of hypersonic Aerodynamic Heating |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01202600A (en) * | 1987-12-09 | 1989-08-15 | Messerschmitt Boelkow Blohm Gmbh <Mbb> | Multilayer heat-insulating material |
JPH0748000A (en) * | 1993-08-06 | 1995-02-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heat resistant device of reentry spacecraft |
JPH08268396A (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-15 | Nissan Motor Co Ltd | Highly functional ablator material |
JPH11333963A (en) * | 1998-05-22 | 1999-12-07 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Structure of composite material |
JP2000289700A (en) * | 1999-04-13 | 2000-10-17 | Nissan Motor Co Ltd | Heat-resisting structure and its manufacture |
JP2015093444A (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 川崎重工業株式会社 | Heat-protection composite material having strengthened surface and production method thereof |
US9051063B1 (en) * | 2013-01-29 | 2015-06-09 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Space vehicle heat shield having edgewise strips of ablative material |
-
2015
- 2015-10-26 JP JP2015209691A patent/JP6727788B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01202600A (en) * | 1987-12-09 | 1989-08-15 | Messerschmitt Boelkow Blohm Gmbh <Mbb> | Multilayer heat-insulating material |
JPH0748000A (en) * | 1993-08-06 | 1995-02-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heat resistant device of reentry spacecraft |
JPH08268396A (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-15 | Nissan Motor Co Ltd | Highly functional ablator material |
JPH11333963A (en) * | 1998-05-22 | 1999-12-07 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Structure of composite material |
JP2000289700A (en) * | 1999-04-13 | 2000-10-17 | Nissan Motor Co Ltd | Heat-resisting structure and its manufacture |
US9051063B1 (en) * | 2013-01-29 | 2015-06-09 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Space vehicle heat shield having edgewise strips of ablative material |
JP2015093444A (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 川崎重工業株式会社 | Heat-protection composite material having strengthened surface and production method thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107298163A (en) * | 2017-07-05 | 2017-10-27 | 哈尔滨工业大学 | It is a kind of to reduce the thermal protection structure of hypersonic Aerodynamic Heating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6727788B2 (en) | 2020-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5848876A (en) | Cooling system for cooling platform of gas turbine moving blade | |
US20160222796A1 (en) | Manufacturing method for a baffle-containing blade | |
EP2792851B1 (en) | Turbine blade | |
JP2005201273A (en) | Improved cooling air exhaust slot for turbine blade | |
US20110135496A1 (en) | Cooling of the tip of a blade | |
US20100143153A1 (en) | Turbine blade | |
US20140321994A1 (en) | Hot gas path component for turbine system | |
EP2801701B1 (en) | Turbine blades | |
US20110286857A1 (en) | Ceramic core tapered trip strips | |
US8714927B1 (en) | Microcircuit skin core cut back to reduce microcircuit trailing edge stresses | |
US8579593B2 (en) | Damping element for reducing the vibration of an airfoil | |
JP2017081285A (en) | Missile | |
US8967968B2 (en) | Turbine rotor blade | |
US11047242B2 (en) | Component for a fluid flow engine and method | |
US20160102562A1 (en) | Cooling arrangement for gas turbine blade platform | |
JP2012052523A (en) | Turbine blade assembly | |
JP5638271B2 (en) | Flying object | |
BR112014027018B1 (en) | turbomachine combustion chamber ferrule, and turbomachine combustion chamber | |
US20170107831A1 (en) | Article and method of cooling an article | |
US20210296952A1 (en) | Rotor of rotating electrical machine | |
US10107138B2 (en) | Device for de-icing a leading edge of a turbine engine by slanting notches | |
US20150167475A1 (en) | Airfoil of gas turbine engine | |
US20200157948A1 (en) | Turbine blade having an improved structure | |
JPH11311102A (en) | Gas turbine blade cooling structure | |
KR102021136B1 (en) | Film and impingement platform cooling for serpentine cooled turbine blades |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180926 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190823 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190910 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191105 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200303 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200417 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200701 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6727788 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |