JP2019120442A - Flying object - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、目標に向けて電波誘導によって飛しょうする円筒状の飛しょう体本体と、飛しょう体本体の先端に設けられる飛しょう体用レドームとを備える飛しょう体に関する。 The present invention relates to a flying body provided with a cylindrical flying body that flies by electromagnetic induction toward a target, and a flying radome provided at the tip of the flying body.
特許文献1に開示される従来の飛しょう体は、目標に向けて電波誘導によって飛しょうする飛しょう体本体と、飛しょう体本体の先端に設けられ目標を検知するためのアンテナと、飛しょう体本体の先端に設けられアンテナを保護する飛しょう体用レドームとを備える。飛しょう体は、飛しょう開始から数秒間という短い時間で超音速又は極超音速に達するものが多く、空力加熱を受け、機体が高温に晒される。空力加熱は、飛しょう体の表面を大気が高速で流れて、飛しょう体の表面と大気との間で摩擦が発生し、摩擦熱により大気及び飛しょう体が加熱される現象のことである。飛しょう体本体の先端に設けられる飛しょう体用レドームは、飛しょう体の部位の中で熱的環境が厳しい部位の一つであり、大きな空力荷重、空力加熱及び熱衝撃を受ける。熱衝撃とは、物体が激しい温度変化によって衝撃的な熱応力を受ける現象である。そのため、飛しょう体用レドームには、高い強度、耐熱性、及び耐熱衝撃性が要求される。また、飛しょう体用レドームは、アンテナが送受信する電波を透過させる必要があるため、飛しょう体用レドームには、電波透過性が要求される。上記の要求を満たすために、飛しょう体用レドームの材料には、一般に、耐熱温度が1000℃以上であり、熱膨張係数が5×10−6/℃以下の誘電体材料であるセラミックスが使用される。
The conventional flying body disclosed in
これに対して、飛しょう体本体には、熱膨張係数が10×10−6/℃から30×10−6/℃の範囲にある高剛性の材料である鉄、アルミニウムなどが用いられる。このように、飛しょう体用レドームと飛しょう体本体との間には大きな熱膨張係数の差があるため、両者を直接接合した構造にすると、飛しょう時の空力加熱によって接合部分に大きな熱応力が発生し、飛しょう体用レドームに割れ又は亀裂が発生する。このため、従来の飛しょう体では、高剛性でありながら熱膨張係数が比較的低い繊維強化プラスチック(Fiber Reinforced Plastics:FRP)によって構成されるリングを介して、飛しょう体用レドームが飛しょう体本体へ固定される。そして、リングへの飛しょう体用レドームの取付けには、接着剤が利用される。 On the other hand, iron, aluminum or the like which is a high rigidity material having a thermal expansion coefficient in the range of 10 × 10 −6 / ° C. to 30 × 10 −6 / ° C. is used for the flight body main body. As described above, since there is a large difference in thermal expansion coefficient between the flying radome and the flying main body, if the two are directly joined, the large amount of heat is generated at the junction due to aerodynamic heating at the time of flight. Stress is generated and cracks or cracks occur in the flying radome. For this reason, in the conventional projectiles, the projectile radome can be transported through a ring made of fiber reinforced plastic (FRP) which has a relatively low thermal expansion coefficient but a high rigidity. It is fixed to the body. And, an adhesive is used to attach the flying body radome to the ring.
従来の飛しょう体では、飛しょう速度が高くなり、また飛しょう体の飛しょう時間が長くなるに従って、空力加熱の総量が増加すると、接着剤の温度が耐熱温度を超えて、リングへの飛しょう体用レドームの接着強度が低下するおそれがある。また、飛しょう体用レドームの熱衝撃を緩和するために、飛しょう体用レドームの材料に熱伝導率の高い材料が用いられる場合、飛しょう体用レドームから接着剤に熱が伝わり易くなるため、接着剤の温度が高温になり、接着剤の温度が耐熱温度を超えて、接着強度が低下するおそれがある。そのため、従来の飛しょう体では、接着強度が低下して、飛しょう体用レドームが飛しょう体本体から外れる可能性があるという課題がある。また、接着強度は接着剤の経年劣化により低下することが知られているが、接着強度の低下率を定量的に推測することは困難である。そのため、従来の飛しょう体では、接着剤の経年劣化によって接着強度が低下しても、飛しょう体用レドームがリングから外れることがないように、初期の接着強度に余裕を持たせる必要がある。 In the conventional projectiles, when the total amount of aerodynamic heating increases as the flight speed increases and the flight time of the projectiles increases, the temperature of the adhesive exceeds the heat resistance temperature, and the flight to the ring occurs. There is a risk that the adhesive strength of the radome for bones may decrease. In addition, when a material with high thermal conductivity is used as the material of the radome for the flying object to ease the thermal shock of the radome for the flying object, heat is easily transmitted from the flying object radome to the adhesive. The temperature of the adhesive becomes high, the temperature of the adhesive exceeds the heat resistance temperature, and the adhesive strength may be reduced. Therefore, in the case of the conventional flying object, there is a problem that the adhesion strength is lowered and the flying object radome may be detached from the flying object body. Moreover, although it is known that adhesive strength falls with age deterioration of an adhesive agent, it is difficult to estimate quantitatively the fall rate of adhesive strength. Therefore, in the case of a conventional flying object, it is necessary to allow for an initial bonding strength so that the flying object radome does not come off the ring even if the adhesive strength decreases due to the aging of the adhesive. .
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、飛しょう体本体から飛しょう体用レドームが外れることを防止できる飛しょう体を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain a flying body that can prevent the flying body radome from being detached from the flying body main body.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る飛しょう体は、目標に向けて電波誘導により飛しょうする円筒状の飛しょう体本体と、飛しょう体本体の先端側に固定され、飛しょう体本体から飛しょう体本体の径方向外側に伸びる柱状の第1の連結部材とを備える。飛しょう体は、第1の連結部材に設けられ、第1の連結部材から径方向外側に伸びる柱状の第2の連結部材と、第2の連結部材が挿入される挿入孔が形成され、第2の連結部材と第1の連結部材とを介して飛しょう体本体の先端側に連結される飛しょう体用レドームとを備える。飛しょう体用レドームの内周面と、第1の連結部材の径方向外側の面との間に隙間が形成されることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the flying body according to the present invention has a cylindrical flying body that flies by electromagnetic induction toward the target and a tip side of the flying body. And a pillar-shaped first connecting member fixed and extending radially outward of the flight main body. The projectile is provided on the first connection member, and a columnar second connection member extending radially outward from the first connection member and an insertion hole into which the second connection member is inserted are formed. A flying radome is connected to the front end side of the flight vehicle main body via the second connecting member and the first connecting member. A gap is formed between the inner peripheral surface of the flying object radome and the radial outer surface of the first connecting member.
本発明に係る飛しょう体は、飛しょう体本体から飛しょう体用レドームが外れることを防止できる、という効果を奏する。 The flying body according to the present invention has the effect of being able to prevent the flying body radome from being detached from the body of the flying body.
以下に、本発明の実施の形態に係る飛しょう体を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a flying object according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. The present invention is not limited by the embodiment.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る飛しょう体の外観図である。図2は図1に示す飛しょう体本体と飛しょう体用レドームとの連結部を拡大視した断面図である。図1及び図2において、矢印D1で示す方向は、飛しょう体100の中心軸AXが伸びる方向である軸方向を表し、矢印D2で示す方向は、飛しょう体100の径方向を表し、矢印D3で示す方向は、中心軸AXの周方向を表す。以下では軸方向D1を単に「軸方向」と称し、径方向D2を単に「径方向」と称し、周方向D3を単に「周方向」と称する。
FIG. 1 is an external view of a flying object according to
図1では、各構成の左側の端部を先端、各構成の右側の端部を後端とする。また、飛しょう体100の飛行方向は、図1の右側から左側に向かう方向に等しい。飛しょう体100は、円筒状の飛しょう体本体1と、飛しょう体本体1の先端に設けられる飛しょう体用レドーム2と、飛しょう体本体1の先端寄りの外周部に設けられる第1の断熱部3と、飛しょう体用レドーム2の後端寄りの外周部に設けられる第2の断熱部4と、飛しょう体100の内部に設けられる電子機器5とを備える。飛しょう体100は、電子機器5が送受信する電波により、目標までの距離及び方位を計測して、目標に向けて電波誘導により飛しょうする。電子機器5は、目標までの距離及び方位を計測するためのアンテナである。
In FIG. 1, the left end of each configuration is a front end, and the right end of each configuration is a rear end. Also, the flight direction of the
飛しょう体用レドーム2は、飛しょう体100が高速で飛しょうする際に生じる空力荷重及び空力加熱を受けやすい部位であるため、空力抵抗を減らして高速で飛しょうできるように、先端部が尖った流線型をなし、外径が先端部から後端部に向かって滑らかに拡がり、後端部が開口して中空となっている。飛しょう体用レドーム2には、高い強度、耐熱性、及び耐熱衝撃性が要求されると共に電波透過性が要求される。そのため、飛しょう体用レドーム2の材料には、熱膨張係数が5×10−6/℃以下のセラミックスが用いられる。セラミックスには、アルミナ(Al2O3)、コージライト(2MgO・2Al2O・5SiO2)、ヒューズドシリカ(SiO2)、シリコンナイトライド(Si3N4)などのセラミックス焼結体を例示できる。
Since the
飛しょう体本体1の材料には、熱膨張係数が10×10−6/℃から30×10−6/℃の範囲にある高剛性の材料である鉄、アルミニウムなどが用いられる。
As a material of the
図2に示すように、飛しょう体本体1は、軸方向に伸びる円筒状の筐体10と、筐体10の軸方向の端部に設けられ飛しょう体用レドーム2を筐体10へ結合するための本体側結合部11とを備える。筐体10と本体側結合部11とは、鉄、アルミニウムなどの材料を用いて、ダイカストにより一体成型で製造してもよいし、それぞれを個別に製作した後に互いに組み合わせてもよい。
As shown in FIG. 2, the
本体側結合部11は、第1の円筒部11a、張り出し部11b、第2の円筒部11c及び機器設置部11dを備える。
The main body
第1の円筒部11aは、筐体10の先端側の端部から飛しょう体用レドーム2に向かって軸方向に伸び、外径が筐体10の外径よりも小さく、筐体10と同軸に設けられる円筒状の部材である。第1の円筒部11aの軸方向の先端は、飛しょう体用レドーム2の軸方向の後端と向き合っている。飛しょう体用レドーム2の構成の詳細は後述する。
The first
第1の円筒部11aの径方向外側には、第1の断熱部3が設けられる。第1の断熱部3の材料には、耐熱温度が高く断熱性に優れたシリコーン樹脂が用いられる。第1の断熱部3の材料は、熱伝導率が第1の円筒部11aの熱伝導率よりも低い材料であればよく、シリコーン樹脂に限定されない。第1の断熱部3は、第1の円筒部11aの外周面上に、周方向に連続して環状に設けられている。第1の断熱部3は、伸縮性のある環状の断熱部材を径方向に引き伸ばした状態で第1の円筒部11aに組み付けたものでもよいし、帯状の断熱部材を第1の円筒部11aの周囲に環状に連続して巻いたものでもよい。第1の断熱部3の軸方向の長さは、第1の円筒部11aの軸方向の長さに等しい。第1の円筒部11aの軸方向の長さは、第1の円筒部11aと筐体10との接続部から、第1の円筒部11aの飛しょう体用レドーム2側の端部までの幅に等しい。第1の断熱部3の外周面は、筐体10の外周面を軸方向に第1の円筒部11aまで延長した仮想面上に位置する。
The 1st
張り出し部11bは、第1の円筒部11aの内周面の内、先端寄りの部分から径方向内側に伸びて、筐体10と同軸に設けられる環状板形状の部材である。
The overhanging
第2の円筒部11cは、張り出し部11bの内周面寄りの部分から飛しょう体用レドーム2に向かって軸方向に伸び、外径OD1が飛しょう体用レドーム2の内径ID1よりも小さく、筐体10と同軸に設けられる円筒の部材である。第2の円筒部11cには、第2の円筒部11cの外周面から第2の円筒部11cの内周面に向かって貫通し、かつ、径方向に伸びる貫通孔11c1が形成される。貫通孔11c1は、周方向に互いに離れて3つ以上形成される。複数の貫通孔11c1のそれぞれは、軸方向の位置が等しい。周方向に隣接する貫通孔11c1同士の離間幅は互いに等しい。なお、ここで述べる「等しい」は、厳密に等しい状態を表すのみならず、飛しょう体100を構成する各部品の製造上の公差、当該各部品の組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むものとする。
The second
機器設置部11dは、第2の円筒部11cの内周面の内、先端寄りの部分に設けられる円盤板状の部材である。機器設置部11dの飛しょう体用レドーム2側の端面には、電子機器5が固定されている。
The
第2の円筒部11cの径方向外側には、第1の連結部材である固定部材6が設けられる。固定部材6は、径方向に伸びる円柱形状又は多角柱形状の部材である。固定部材6は、飛しょう体用レドーム2又は飛しょう体本体1と同様の材料を用いて、ダイカストにより一体成型で製造してもよいし、飛しょう体用レドーム2又は飛しょう体本体1と同様の材料で形成されるブロック状の塊を切削加工して製造してもよい。
The fixing
固定部材6の径方向内側の面は、第2の円筒部11cの外周面に接している。固定部材6の径方向内側の面は、軸方向に直交する断面が、第2の円筒部11cの外周面に接する円弧形状に湾曲している。
The radially inner surface of the fixing
固定部材6は、第2の円筒部11cの外周面上に、周方向に互いに離れて3つ以上設けられる。複数の固定部材6のそれぞれは、軸方向の位置が等しい。周方向に隣接する固定部材6同士の離間幅は互いに等しい。なお、ここで述べる「等しい」は、厳密に等しい状態を表すのみならず、飛しょう体100を構成する各部品の製造上の公差、当該各部品の組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むものとする。
The fixing
固定部材6の径方向の幅は、第2の円筒部11cの外周面と飛しょう体用レドーム2のレドーム側結合部21の内周面との間に形成される隙間G1の径方向の幅よりも狭い。そのため、固定部材6の径方向外側の面と、飛しょう体用レドーム2のレドーム側結合部21の内周面との間には、隙間G2が形成される。
The radial width of the fixing
固定部材6には、固定部材6の径方向外側の面から固定部材6の径方向内側の面に向かって貫通し、かつ、径方向に伸びる貫通孔6aが形成される。貫通孔6aは、第2の円筒部11cに形成される貫通孔11c1と連通する。貫通孔6aには、皿ねじ7が有する円錐形の頭部7aの形状に合わせたザグリ加工部6a1が形成されている。皿ねじ7の先端部である雄ねじ部7bは、固定部材6の貫通孔6aを通り、第2の円筒部11cの貫通孔11c1にねじ込まれている。ザグリ加工部6a1を設けることにより、皿ねじ7の頭部7aの傾斜面が、貫通孔6aを形成する固定部材6の内周面に接する。皿ねじ7以外のねじを用いた場合に比べて、固定部材6と皿ねじ7との接触面積が増えて、固定部材6と皿ねじ7との間に生じる摩擦力が増加するため、皿ねじ7の緩みが抑制され、第2の円筒部11cへの固定部材6の固定を維持できる。なお、実施の形態1では皿ねじ7が用いられているが、固定部材6を第2の円筒部11cに固定できれば、皿ねじ7以外のねじでもよい。
The fixing
固定部材6の径方向外側寄りの部分には、円柱状の2つの連結部材8の一端が接続されている。なお連結部材8の形状は円柱に限定されず、挿入孔21aへ挿入できる形状であれば四角柱でもよい。第2の連結部材である連結部材8の径方向と直交する断面の断面積は、固定部材6の径方向と直交する断面の断面積よりも小さい。2つの連結部材8は、固定部材6の貫通孔6aを挟み込むように、軸方向に互いに離れて設けられている。連結部材8は、固定部材6と同様の材料を用いて、ダイカストにより一体成型で製造してもよいし、飛しょう体用レドーム2又は飛しょう体本体1と同様の材料で形成されるブロック状の塊を切削加工して製造してもよい。実施の形態1では、連結部材8及び固定部材6をそれぞれ個別に製作した後に互いに組み合わせた場合の例を説明している。
One end of two
電子機器5の周囲を覆い、かつ、第1の円筒部11aの軸方向先端面に向き合って設けられる飛しょう体用レドーム2は、円錐状の第1のレドーム20とレドーム側結合部21とを備える。第1のレドーム20及びレドーム側結合部21は、一体成型で製造してもよいし、それぞれを個別に製作した後に互いに組み合わせてもよい。
The flying
レドーム側結合部21は、第1のレドーム20の後端部から飛しょう体本体1に向かって軸方向に伸び、外径が第1のレドーム20の外径よりも小さく、飛しょう体本体1と同軸に設けられる円筒状の部材である。
The radome-side
レドーム側結合部21の径方向外側には、第2の断熱部4が設けられる。第2の断熱部4の材料には、耐熱温度が高く断熱性に優れたシリコーン樹脂が用いられる。第2の断熱部4の材料は、熱伝導率がレドーム側結合部21の熱伝導率よりも低い材料であればよく、シリコーン樹脂に限定されない。第2の断熱部4は、レドーム側結合部21の外周面上に、周方向に連続して環状に設けられている。第2の断熱部4は、伸縮性のある環状の断熱部材を径方向に引き伸ばした状態でレドーム側結合部21に組み付けたものでもよいし、帯状の断熱部材をレドーム側結合部21の周囲に環状に連続して巻いたものでもよい。第2の断熱部4の軸方向の長さは、レドーム側結合部21の軸方向の長さに等しい。レドーム側結合部21の軸方向の長さは、第1のレドーム20とレドーム側結合部21との接続部から、レドーム側結合部21の飛しょう体本体1側の端部までの幅に等しい。第2の断熱部4の外周面は、第1のレドーム20の外周面を軸方向にレドーム側結合部21まで延長した仮想面上に位置する。
A second
レドーム側結合部21には、レドーム側結合部21の外周面からレドーム側結合部21の内周面に向かって貫通し、かつ、径方向に伸びる2つの挿入孔21aが形成される。またレドーム側結合部21には、レドーム側結合部21の外周面からレドーム側結合部21の内周面に向かって貫通し、かつ、径方向に伸びる挿入孔21bが形成される。
In the radome side
2つの挿入孔21aは、連結部材8の他端側をレドーム側結合部21に挿入するための穴である。挿入孔21aの直径は、連結部材8の直径と等しく、又は連結部材8の直径よりも僅かに大きい値に設定される。僅かに大きい値とは、挿入孔21aに対して連結部材8を挿入可能であり、かつ、レドーム側結合部21と固定部材6との間で軸方向又は周方向に遊びが生じない値である。挿入孔21aの直径をこのような値に設定することにより、連結部材8と挿入孔21aの内周面との間の隙間が小さくなり、レドーム側結合部21と固定部材6との間で、軸方向又は周方向に遊びが生じることを防止できる。
The two
2つの挿入孔21aは、挿入孔21bを挟み込むように、軸方向に互いに離れて形成される。2つの挿入孔21aの組みは、周方向に配列される複数の固定部材6のそれぞれに対応する位置に、周方向に互いに離れて複数形成される。
The two
挿入孔21bは、皿ねじ7を、飛しょう体用レドーム2の外側から第2の円筒部11cに向けて挿入するための穴である。挿入孔21bは、固定部材6に形成される貫通孔6aと連通し、さらに第2の円筒部11cに形成される貫通孔11c1と連通する。挿入孔21bは、周方向に配列される複数の固定部材6のそれぞれに対応する位置に、周方向に互いに離れて複数形成される。レドーム側結合部21の挿入孔21bと貫通孔6aのザグリ加工部6a1とには、シリコーン系樹脂で形成される穴埋部材9が挿入されている。穴埋部材9は、径方向に伸びる円柱状の部材である。挿入孔21b及びザグリ加工部6a1へ挿入される前の穴埋部材9の外径は、挿入孔21bの内径よりも僅かに大きく、またザグリ加工部6a1の最大内径よりも僅かに大きい値に設定される。僅かに大きい値とは、挿入孔21b及びザグリ加工部6a1に対して穴埋部材9を挿入可能な寸法である。なお、穴埋部材9は、挿入孔21bと貫通孔6aのザグリ加工部6a1とに充填されたシリコーン系樹脂が硬化して形成されたものでもよい。
The
穴埋部材9の皿ねじ7側の面は、皿ねじ7に接している。そのため、飛しょう体100の振動によって固定部材6に締結された皿ねじ7が僅かに緩んだ場合でも、径方向外側への皿ねじ7が制限される。従って、固定部材6の第2の円筒部11cへの固定を維持できる。
The surface of the
また、穴埋部材9の径方向外側の端面は、レドーム側結合部21の外周面を軸方向に挿入孔21bまで延長した仮想面上に位置する。そして、穴埋部材9の径方向外側の端面は、第2の断熱部4の内周面と接している。これにより、穴埋部材9の径方向外側の端面が第2の断熱部4の内周面と接していない場合に比べて、穴埋部材9と第2の断熱部4との間の隙間を小さくすることができる。これにより、レドーム側結合部21の外周面から内周面に伝わった熱が連結部材8と穴埋部材9とに分散されるため、レドーム側結合部21からの熱が連結部材8のみに伝わる場合に比べて、固定部材6の局所的な熱膨張が抑制される。従って、固定部材6の経年劣化の進行を抑制できると共に、連結部材8と挿入孔21aとの接触部に生じる熱応力の上昇を抑制できる。
Further, the radially outer end surface of the filling
次に、図3から図7を用いて飛しょう体100の組立手順を説明する。図3は図2に示す固定部材へ連結部材を埋め込んだ状態を示す図である。図4は図2に示すレドーム側結合部の挿入孔へ、図3に示す連結部材を挿入する状態を示す図である。図5は図2に示す飛しょう体本体へ、図4に示す固定部材及び飛しょう体用レドームを組み付ける状態を示す図である。図6は図5に示す飛しょう体本体へ組み付けられた固定部材を、皿ねじを用いて飛しょう体本体へ固定する状態を示す図である。図7は図6に示すレドーム側結合部に穴埋部材及び第2の断熱部を取付け、図6に示す第1の円筒部に第1の断熱部を取付ける状態を示す図である。
Next, the assembly procedure of the flying
飛しょう体100を組み立てる場合、先ず図3のように固定部材6へ2つの連結部材8のそれぞれの一端側が埋め込まれる。2つの連結部材8を埋め込んだ固定部材6が3つ製作される。次に、固定部材6へ埋め込まれた連結部材8の他端側が、図4のようにレドーム側結合部21に形成された2つの挿入孔21aのそれぞれに挿入される。この作業は、周方向に配列される2つの挿入孔21aの組みのそれぞれに対して行われる。挿入孔21aに連結部材8が挿入された後、図5のように、固定部材6を第2の円筒部11cに近づけて、飛しょう体用レドーム2を飛しょう体本体1に嵌め合わせる。なお、固定部材6とレドーム側結合部21との間には隙間G2が形成されるため、固定部材6を第2の円筒部11cに嵌め合わせる際、固定部材6は隙間G2分径方向に移動可能である。そのため、固定部材6をレドーム側結合部21へ容易に嵌め込むことができる。
When assembling the flying
飛しょう体用レドーム2が飛しょう体本体1に嵌め合わされた後、図6のように、皿ねじ7がレドーム側結合部21の挿入孔21bと固定部材6の貫通孔6aとに挿入され、皿ねじ7が第2の円筒部11cの貫通孔11c1にねじ込まれる。これにより固定部材6が飛しょう体本体1に固定され、飛しょう体用レドーム2は、連結部材8、固定部材6、皿ねじ7を介して、径方向に移動可能な状態で、飛しょう体本体1に連結される。このとき、飛しょう体用レドーム2の径方向以外の移動は制限されている。前述したように、挿入孔21aの直径が、連結部材8の直径と等しく、又は連結部材8の直径よりも僅かに大きい値に設定されているためである。
After the
固定部材6が飛しょう体本体1に固定された後、図7のように、穴埋部材9が挿入孔21bに埋め込まれる。その後、第2の断熱部4がレドーム側結合部21の外周面にシリコーン系接着剤などで固定され、第1の断熱部3が第1の円筒部11aの外周面にシリコーン系接着剤などで固定される。なお、第1の円筒部11aへの第1の断熱部3の固定は、飛しょう体用レドーム2が飛しょう体本体1に嵌め合わされる前に行ってもよい。
After the fixing
次に、実施の形態1に係る飛しょう体100の効果を説明する。図8は図2に示すレドーム側結合部及び第1の円筒部のそれぞれの半径の変化量を説明するための図である。
Next, the effects of the flying
符号103で示す矢印の向きは、飛しょう体100の飛しょう時に、レドーム側結合部21が広がる方向を表す。レドーム側結合部21が広がる方向は、レドーム側結合部21の径方向に等しい。符号103で示す矢印の長さは、径方向に広がる前のレドーム側結合部21の半径r1と、飛しょう体100の飛しょう時に径方向に広がったレドーム側結合部21の半径r1との差分に相当する寸法を、大まかに表したものである。レドーム側結合部21の半径r1は、中心軸AXからレドーム側結合部21の内周面までの距離に等しい。以下では、当該差分に相当する寸法を「レドーム側結合部21の半径の変化量」と称する。
The direction of the arrow indicated by
符号104で示す矢印の向きは、飛しょう体100の飛しょう時に、第2の円筒部11cが広がる方向を表す。第2の円筒部11cが広がる方向は、第2の円筒部11cの径方向に等しい。符号104で示す矢印の長さは、径方向に広がる前の第2の円筒部11cの半径r2と、飛しょう体100の飛しょう時に径方向に広がった第2の円筒部11cの半径r2との差分に相当する寸法を、大まかに表したものである。第2の円筒部11cの半径r2は、中心軸AXから第2の円筒部11cの内周面までの距離に等しい。以下では、当該差分に相当する寸法を「第2の円筒部11cの半径の変化量」と称する。
The direction of the arrow indicated by reference numeral 104 indicates the direction in which the second
前述したように、飛しょう体用レドーム2及び飛しょう体本体1は、それぞれの熱膨張係数が異なる。また第2の円筒部11cがレドーム側結合部21の内側に設けられているため、第2の円筒部11c及びレドーム側結合部21のそれぞれが受ける空力加熱の総量が異なる。また、このような変化量の違いが生じても、第2の連結部である連結部材8の挿入孔21aへの挿入深さにより、変化量の違いを吸収できる。
As described above, the flying
実施の形態1に係る飛しょう体100では、図2に示すように、飛しょう体本体1に固定部材6が固定され、固定部材6から径方向に伸びる柱状の連結部材8が、飛しょう体用レドーム2の挿入孔21aに挿入される。また、固定部材6の径方向外側の面とレドーム側結合部21の内周面との間に、隙間G2が形成されている。この構成により、レドーム側結合部21の半径の変化量と第2の円筒部11cの半径の変化量とが異なる場合でも、レドーム側結合部21の内周面が固定部材6及び第2の円筒部11cによって径方向へ押されることがない。従って、レドーム側結合部21と第2の円筒部11cとの間には、飛しょう時の空力加熱に起因する熱応力が発生しない。そのため、実施の形態1に係る飛しょう体100では、FRP製のリング、すなわち飛しょう体本体1と飛しょう体用レドーム2との間に生じる熱応力を緩和させるためのリングが不要になる。
In the flying
また、リングと飛しょう体用レドーム2との接着には、接着強度が高いエポキシ系接着剤を用いることが多い。しかしながら、耐熱温度が200℃を超える接着剤の種類は少ない上に、飛しょう体の飛しょう距離及び飛しょう速度によっては、接着剤の温度が耐熱温度を超える場合がある。また、リングの温度上昇を防ぐために空力加熱に直接晒される飛しょう体の外周面に断熱材を設けた場合でも、飛しょう体の飛しょう距離が長くなり、又は飛しょう速度が高くなると、接着剤の耐熱温度を超えることがある。これに対して、実施の形態1に係る飛しょう体100では、リングが不要になるため、リングへ飛しょう体用レドーム2を固定するための接着剤が不要になる。従って、接着剤の接着強度が失われるような高温環境化にも耐え得る飛しょう体100を製造できる。また、接着剤が不要になることによって、経年劣化による接着強度が低下しても飛しょう体用レドーム2がリングから外れることがないように初期の接着強度に余裕を持たせるといった措置が不要になり、飛しょう体100の製造コストを低減できると共に、飛しょう体100の長期間保管が可能になる。
In addition, an epoxy-based adhesive having high adhesive strength is often used for bonding the ring and the flying
また、実施の形態1に係る飛しょう体100では、周方向に配列された3つ以上の固定部材6を用いて飛しょう体用レドーム2が飛しょう体本体1に連結される構造である。そのため、飛しょう時に加熱された飛しょう体用レドーム2が径方向に拡大しても、飛しょう体本体1から飛しょう体用レドーム2が外れることを防止できる共に、1つ又は2つの固定部材6を用いる場合に比べて、飛しょう体用レドーム2の周方向への偏りとがた付きとを抑制できる。また飛しょう体用レドーム2の周方向への偏りとがた付きとが抑制されるため、飛しょう体100の飛しょう距離を伸ばすことができると共に、飛しょう体100を目標に向けて正確に誘導することができる。
In the flying
また、実施の形態1に係る飛しょう体100では、外周面が第2の断熱部4によって覆われる飛しょう体用レドーム2のレドーム側結合部21が、柱状の連結部材8と、周方向に離れて配列される複数の固定部材6とを介して、飛しょう体本体1の第2の円筒部11cに連結される構造である。そのため、連結部材8の径方向と直交する断面の断面積は、飛しょう体本体1とリングとの接触面積に比べて小さくなる。従って、空力加熱によって高温になった第2の断熱部4の熱が連結部材8及び固定部材6を介して、飛しょう体本体1に伝わる熱の伝達量は、リングを介して飛しょう体本体1から飛しょう体用レドーム2に伝わる熱の伝達量に比べて、小さくなる。その結果、飛しょう体用レドーム2で囲まれる空間部と飛しょう体本体1との温度上昇が抑制され、電子機器5を構成する電子部品と、飛しょう体本体1に内蔵される電子部品とが熱によって破損するリスクを低減できる。
Moreover, in the flying
なお、2つの連結部材8が周方向に離れて設けられている場合、2つの連結部材8の離間幅は、固定部材6の熱膨張の前後で異なる値となる。また、2つの挿入孔21aが周方向に離れて設けられている場合、2つの挿入孔21aの離間幅は、飛しょう体用レドーム2の熱膨張の前後で異なる値となる。レドーム側結合部21の半径の変化量は、レドーム側結合部21の軸方向の変化量よりも大きいため、周方向に離れて設けられている連結部材8と挿入孔21aとの接触部に生じる熱応力は、2つの連結部材8が軸方向に離れて設けられている場合に比べて、大きくなる。実施の形態1に係る飛しょう体100では、2つの連結部材8が軸方向に離れて設けられているため、連結部材8と挿入孔21aとの接触部に生じる熱応力の上昇が抑制される。従って、連結部材8の初期の強度に余裕を持たせるといった措置が不要になり、飛しょう体100の製造コストを低減できる。
In addition, when the two
なお、実施の形態1に係る飛しょう体100には2つの連結部材8が用いられているが、2つの連結部材8の代わりに1つの連結部材8を用いてもよい。この場合、例えば、固定部材6の先端側の面と貫通孔6aとの間に1つの連結部材8を設けてもよいし、固定部材6の後端側の面と貫通孔6aとの間に1つの連結部材8を設けてもよい。このように構成した場合でも、レドーム側結合部21を、1つの連結部材8と固定部材6とを介して、飛しょう体本体1へ連結することができる。但し、このように構成した場合、固定部材6の貫通孔6aの軸中心から連結部材8の軸中心までの軸方向長に応じたねじりモーメントが、レドーム側結合部21と第2の円筒部11cとの間に発生する。そのため、ねじりモーメントが連結部材8及び皿ねじ7に作用しても連結部材8及び皿ねじ7が変形しない大きな断面係数が必要となる。固定部材6の貫通孔6aを挟み込むように2つの連結部材8を設けることにより、上記のようなねじりモーメントの発生を抑制できるため、2つの連結部材8を設けることが望ましい。
Although two connecting
実施の形態2.
図9は本発明の実施の形態2に係る飛しょう体の部分拡大図である。図9の上側には、実施の形態2に係る飛しょう体100Aが備える飛しょう体用レドーム2Aを径方向外側から見た図が示される。図9の下側には、飛しょう体100Aが備える飛しょう体用レドーム2Aの断面図が示される。飛しょう体用レドーム2Aには、図2に示す2つの挿入孔21aの代わりに、挿入孔21a1と挿入孔21aとが形成されている。その他の構成については、実施の形態1の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
Second Embodiment
FIG. 9 is a partially enlarged view of a flying object according to
飛しょう体用レドーム2A及び固定部材6のそれぞれは、熱膨張係数の異なる材料で製作される場合がある。また、固定部材6がレドーム側結合部21の内側に設けられているため、固定部材6及びレドーム側結合部21のそれぞれが受ける空力加熱の総量が異なる。従って、軸方向へのレドーム側結合部21の変化量は軸方向への固定部材6の変化量と異なり、固定部材6に設けられる連結部材8と飛しょう体用レドーム2Aとの接触部に生じる熱応力が大きくなる可能性がある。実施の形態2に係る飛しょう体用レドーム2Aは、このような変化量の違いを考慮して、挿入孔21a1が挿入孔21aの形状と異なる形状に加工されている。
Each of the flying
挿入孔21a1及び挿入孔21aのそれぞれは、レドーム側結合部21の外周面からレドーム側結合部21の内周面に向かって貫通し、かつ、径方向に伸びる穴である。挿入孔21a1及び挿入孔21aの組みは、周方向に配列される複数の固定部材6のそれぞれに対応する位置に、周方向に互いに離れて複数形成される。挿入孔21a1及び挿入孔21aは、挿入孔21bを挟み込むように、軸方向に互いに離れて形成される。図9では、挿入孔21bよりも飛しょう体100Aの先端側に挿入孔21a1が形成されている。
Each of the insertion hole 21a1 and the
挿入孔21aは、図2に示す挿入孔21aと同一形状の穴である。挿入孔21a1は、幅W1が幅W2より広い楕円形状の長穴である。幅W1は、挿入孔21a1の軸方向の幅であり、連結部材8の直径よりも広い。挿入孔21a1に挿入される連結部材8の形状は円柱状である。幅W1の値は、飛しょう体100Aの飛しょう時における、固定部材6及び飛しょう体用レドーム2Aのそれぞれの軸方向への変化量の差分を考慮して設定される。幅W2は、挿入孔21a1の周方向の幅である。幅W2は、連結部材8の直径と等しく、又は連結部材8の直径よりも僅かに大きい値に設定される。なお、実施の形態2では、挿入孔21a1が飛しょう体用レドーム2Aの先端寄りに形成されているが、挿入孔21a1を飛しょう体用レドーム2Aの後端寄りに形成し、かつ、挿入孔21aを飛しょう体用レドーム2Aの先端寄りに形成してもよい。
The
以上に説明したように、実施の形態2に係る飛しょう体100Aでは、連結部材8が挿入される2つの貫通孔の内の一方が、軸方向に伸びる楕円形状であるため、レドーム側結合部21及び固定部材6のそれぞれの軸方向の変化量が異なる場合でも、飛しょう体用レドーム2Aに生じる熱応力を緩和させることができる。従って、連結部材8及び固定部材6が破損するリスクをより一層低減できる。
As described above, in the flying
実施の形態3.
図10は本発明の実施の形態3に係る飛しょう体の飛しょう体用レドーム及び飛しょう体本体の連結部を拡大視した断面図である。図10に示す実施の形態3に係る飛しょう体100Bは、固定部材6から第2の円筒部11cへ伝わる熱の伝達量を低減するための熱伝達抑制部40を備える。熱伝達抑制部40は、固定部材6の径方向内側の面60と第2の円筒部11cの外周面との間に設けられる。熱伝達抑制部40は、耐熱温度が高く、かつ、熱伝導率が固定部材6の熱伝導率よりも低い材料を用いて製造してもよいし、飛しょう体用レドーム2又は飛しょう体本体1と同様の材料を用いて製造してもよい。その他の構成については、実施の形態1の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
Third Embodiment
FIG. 10 is a cross-sectional view enlarging a connecting portion of a flying object radome of a flying object and a flying object body according to a third embodiment of the present invention. The flying
図11は図10に示す固定部材を径方向内側から見た状態を示す図である。図11に示すように、熱伝達抑制部40は、複数の熱伝達抑制部材41によって構成される。複数の熱伝達抑制部材41は、それぞれが周方向に伸びて、軸方向に互いに離れて配列される。複数の熱伝達抑制部材41は、固定部材6を第2の円筒部11cに向かって投影してなる領域内に設けられる。このように、複数の熱伝達抑制部材41によって構成される熱伝達抑制部40の径方向と直交する断面の第1の断面積は、固定部材6の径方向と直交する断面の第2の断面積よりも小さい。
FIG. 11 is a view showing the fixing member shown in FIG. 10 as viewed from inside in the radial direction. As shown in FIG. 11, the heat
なお、熱伝達抑制部40の形状は、図11に示す形状に限定されず、例えば、熱伝達抑制部40を構成する複数の熱伝達抑制部材41は、それぞれが軸方向に伸びて、周方向に互いに離れて配列されていてもよい。また、熱伝達抑制部40は、径方向に貫通する複数の穴を有する網の目状のシートであってもよい。
The shape of the heat
図12は実施の形態3の第1変形例に係る飛しょう体の断面図である。図12に示す第1変形例に係る飛しょう体100B1には、熱伝達抑制部6bが設けられる。熱伝達抑制部6bは、固定部材6と同じ材料を用いて、ダイカストにより一体成型で製造したものでもよいし、固定部材6の第2の円筒部11cと向き合う面、すなわち固定部材6の径方向内側の面60を切削加工することによって固定部材6上に形成したものでもよい。熱伝達抑制部6bは、図11に示す熱伝達抑制部40と同様に、複数の熱伝達抑制部材によって構成される。熱伝達抑制部6bを構成する複数の熱伝達抑制部材は、それぞれが軸方向に伸びて、周方向に互いに離れて配列されていてもよい。また、熱伝達抑制部6bを構成する複数の熱伝達抑制部材は、それぞれが周方向に伸びて、軸方向に互いに離れて配列されていてもよい。また、熱伝達抑制部6bは、径方向に貫通する複数の穴を有する網の目状のシートであってもよい。このように、複数の熱伝達抑制部材によって構成される熱伝達抑制部6bの径方向と直交する断面の第1の断面積は、固定部材6の径方向と直交する断面の第2の断面積よりも小さい。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a flying object according to a first modification of the third embodiment. The heat
図13は実施の形態3の第2変形例に係る飛しょう体の断面図である。図13に示す第2変形例に係る飛しょう体100B2には、熱伝達抑制部11c2が設けられる。熱伝達抑制部11c2は、第2の円筒部11cと同じ材料を用いて、ダイカストにより一体成型で製造したものでもよいし、第2の円筒部11cの固定部材6と向き合う面、すなわち第2の円筒部11cの外周面11c3を切削加工することによって第2の円筒部11c上に形成したものでもよい。熱伝達抑制部11c2は、図11に示す熱伝達抑制部40と同様に、複数の熱伝達抑制部材によって構成される。熱伝達抑制部11c2を構成する複数の熱伝達抑制部材は、それぞれが軸方向に伸びて、周方向に互いに離れて配列されていてもよい。また、熱伝達抑制部11c2を構成する複数の熱伝達抑制部材は、それぞれが周方向に伸びて、軸方向に互いに離れて配列されていてもよい。また、熱伝達抑制部11c2は、径方向に貫通する複数の穴を有する網の目状のシートであってもよい。このように、複数の熱伝達抑制部材によって構成される熱伝達抑制部11c2の径方向と直交する断面の第1の断面積は、固定部材6の径方向と直交する断面の第2の断面積よりも小さい。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a flying object according to a second modification of the third embodiment. The heat transfer suppressing portion 11c2 is provided to the flying object 100B2 according to the second modified example shown in FIG. The heat transfer suppressing portion 11c2 may be integrally manufactured by die casting using the same material as the second
実施の形態3に係る飛しょう体100B,100B1,100B2によれば、熱伝達抑制部を設けることによって、熱伝達抑制部を設けていない場合に比べて、固定部材6の第2の円筒部11cへの接触面積が小さくなり、固定部材6から第2の円筒部11cへ伝わる熱の伝達量が低減され、飛しょう体本体1の温度上昇をより一層抑制できる。
According to the flying objects 100B, 100B1 and 100B2 according to the third embodiment, by providing the heat transfer suppressing portion, the second
また図10に示す飛しょう体100Bでは、固定部材6及び飛しょう体本体1とは別に製造される熱伝達抑制部40を利用できるため、飛しょう体100Bの想定される飛しょう距離及び飛しょう速度によって、熱伝達抑制部40を取付け、又は熱伝達抑制部40を省くなどの対応が可能である。従って、飛しょう体100Bの用途に合わせた最小限の構成にすることができる。
Further, in the flying
また図12に示す飛しょう体100B1では、固定部材6の製造時に熱伝達抑制部6bを同時に製作できるため、固定部材6と第2の円筒部11cとの間に熱伝達抑制構造が設けられているか否かを確認する手間を省くことができるため、飛しょう体100B1の管理コストを低減できる。
Further, in the flying object 100B1 shown in FIG. 12, since the heat
また図13に示す飛しょう体100B2では、第2の円筒部11cの製造時に熱伝達抑制部11c2を同時に製作できるため、固定部材6と第2の円筒部11cとの間に熱伝達抑制構造が設けられているか否かを確認する手間を省くことができるため、飛しょう体100B2の管理コストを低減できる。
Further, in the flying object 100B2 shown in FIG. 13, since the heat transfer suppressing portion 11c2 can be simultaneously manufactured at the time of manufacturing the second
なお、実施の形態3に係る熱伝達抑制部6b,11c2,40は、実施の形態2にも適用可能である。
The heat
実施の形態4.
図14は本発明の実施の形態4に係る飛しょう体の飛しょう体用レドーム及び飛しょう体本体の連結部を拡大視した断面図である。実施の形態4に係る飛しょう体100Cは、皿ねじ7の代わりに皿ねじ7Aが用いられる。皿ねじ7Aは、皿ねじ7よりも長尺のねじである。また飛しょう体100Cでは、フローティングナット50が用いられている。その他の構成については、実施の形態1の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
Fourth Embodiment
FIG. 14 is a cross-sectional view enlarging a connecting portion of a flying object radome and a flying object body of a flying object according to a fourth embodiment of the present invention. In the flying
フローティングナット50は、例えば、軸方向及び周方向の中央にねじ孔を有するナット板51と、ナット板51を支持する支持板52とを有す。支持板52の軸方向両端及び周方向両端が折り返されて、ナット板51が保持される。支持板52に保持されるナット板51は、軸方向及び周方向に移動可能である。このように構成されるフローティングナット50は、第2の円筒部11cの径方向内側の面に取付けられる。そして、皿ねじ7Aの雄ねじ部7bがナット板51のねじ孔にねじ込まれる。例えば、飛しょう体100Cの組立の際、第2の円筒部11cの貫通孔11c1の加工誤差があるために、雄ねじ部7bの軸中心に対して貫通孔11c1の軸中心がずれている場合でも、フローティングナット50を用いることにより、レドーム側結合部21を第2の円筒部11cに連結することができる。
The floating
なお実施の形態4に係るフローティングナット50の形状は、ナット板51が軸方向及び周方向に移動可能な形状であればよく、図示例に限定されない。また実施の形態4に係るフローティングナット50は、実施の形態2及び実施の形態3にも適用可能である。
The shape of the floating
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and one of the configurations is possible within the scope of the present invention. Parts can be omitted or changed.
1 飛しょう体本体、2,2A 飛しょう体用レドーム、3 第1の断熱部、4 第2の断熱部、5 電子機器、6 固定部材、6a,11c1 貫通孔、6a1 ザグリ加工部、6b,11c2,40 熱伝達抑制部、7,7A 皿ねじ、7a 頭部、7b 雄ねじ部、8 連結部材、9 穴埋部材、10 筐体、11 本体側結合部、11a 第1の円筒部、11b 張り出し部、11c 第2の円筒部、11d 機器設置部、11c3 外周面、20 第1のレドーム、21 レドーム側結合部、21a,21a1,21b 挿入孔、41 熱伝達抑制部材、50 フローティングナット、51 ナット板、52 支持板、60 面、100,100A,100B,100B1,100B2,100C 飛しょう体、G1,G2 隙間。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記飛しょう体本体の先端側に固定される柱状の第1の連結部材と、
前記第1の連結部材に設けられ、前記第1の連結部材から前記径方向外側に伸びる柱状の第2の連結部材と、
前記第2の連結部材が挿入される挿入孔が形成され、前記第2の連結部材と前記第1の連結部材とを介して前記飛しょう体本体の先端側に連結される飛しょう体用レドームと、
を備え、
前記飛しょう体用レドームの内周面と、前記第1の連結部材の前記径方向外側の面との間に隙間が形成されることを特徴とする飛しょう体。 A cylindrical flight body that flies by radio induction toward the target,
A columnar first connection member fixed to the tip end side of the flight body main body;
A columnar second connection member provided on the first connection member and extending radially outward from the first connection member;
An insertion hole is formed in which the second connection member is inserted, and the flying rod radome is connected to the tip end side of the flight body through the second connection member and the first connection member. When,
Equipped with
A space is formed between the inner peripheral surface of the radome for the flying object and the radially outer surface of the first connecting member.
前記第1の連結部材には、前記第2の連結部材が前記貫通孔を挟み込むように前記飛しょう体本体の軸方向に互いに離れて2つ設けられ、
前記飛しょう体用レドームには、前記挿入孔が前記軸方向に互いに離れて2つ形成されることを特徴とする請求項1に記載の飛しょう体。 The first connection member is formed with a through hole into which a screw inserted toward the spacecraft body is inserted.
In the first connection member, two second connection members are provided so as to be separated from each other in the axial direction of the body so as to sandwich the through hole.
The flying object according to claim 1, wherein two insertion holes are formed apart from each other in the axial direction in the radome for flying object.
2つの前記挿入孔の内、一方の前記挿入孔は、前記軸方向の幅が周方向の幅よりも広い楕円形状であることを特徴とする請求項2に記載の飛しょう体。 The second connection member is a cylindrical member,
The flying object according to claim 2, wherein one of the two insertion holes has an elliptical shape in which the width in the axial direction is wider than the width in the circumferential direction.
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