JP5728820B2

JP5728820B2 - rocket

Info

Publication number: JP5728820B2
Application number: JP2010089501A
Authority: JP
Inventors: 司朗金子
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2030-04-08
Also published as: JP2011218943A

Description

本発明は、ロケットのペイロードフェアリングに関する。 The present invention relates to rocket payload fairing.

ロケット打ち上げ時にロケット排気が発生する音響により、ペイロードフェアリングが振動し、その構造的振動がペイロードフェアリング内部の空気に音響振動として伝わるため、ペイロードが音響振動で励振され、破損する恐れがあった。このため、従来のロケットは、ペイロードフェアリング内壁に、音響振動を吸収・減衰する吸音材を装備していた。
下記特許文献１には、ロケットフェアリング（ペイロードフェアリング）の防音構造が開示されている。この防音構造は、ハニカム体の外殻を有するロケットフェアリングにおいて、ハニカム体の内面部に複数のリブを立設し、このリブに多孔板を覆設したものであり、重量増大を極力抑制しつつロケットフェアリング内における吸音性能を増大させるものである。なお、下記特許文献２にも特許文献１と同様な技術分野における発明が開示されている。 Due to the sound generated by the rocket exhaust when the rocket is launched, the payload fairing vibrates and the structural vibration is transmitted to the air inside the payload fairing as acoustic vibration. . For this reason, the conventional rocket is equipped with a sound absorbing material that absorbs and attenuates acoustic vibration on the inner wall of the payload fairing.
Patent Document 1 listed below discloses a soundproof structure for a rocket fairing (payload fairing). This soundproof structure is a rocket fairing having an outer shell of a honeycomb body, in which a plurality of ribs are erected on the inner surface of the honeycomb body, and a porous plate is covered on the ribs, and the increase in weight is suppressed as much as possible. However, the sound absorption performance in the rocket fairing is increased. The following Patent Document 2 also discloses an invention in the same technical field as Patent Document 1.

特開２００２−１７８９９９号公報JP 2002-178999 A 特開２００２−０１２２００号公報JP 2002-012200 A

ところで、上記従来のペイロードフェアリングにおける音響低減技術は、吸音性能を確保するためにある程度の厚さを持つ多孔板及びある程度の高さを持つリブを必要とするので、ペイロードの内部空間を狭くするものである。このような内部空間の縮小は、当該内部空間内に収容される人工衛星等の搭載物に制限を加えることになるので、ロケットの技術分野においては極めて重要な技術課題である。 By the way, the sound reduction technology in the conventional payload fairing requires a porous plate having a certain thickness and a rib having a certain height in order to ensure sound absorption performance, so that the internal space of the payload is narrowed. Is. Such reduction of the internal space is a very important technical problem in the technical field of rockets, because it imposes restrictions on the loads such as artificial satellites accommodated in the internal space.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ペイロードフェアリングの内部空間の縮小を従来よりも抑えつつペイロードフェアリング内における音響環境を改善することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to improve the acoustic environment in the payload fairing while suppressing the reduction of the internal space of the payload fairing as compared with the prior art.

上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、ペイロードフェアリングにポリカーボネート遮音材及び断熱材を積層する、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs a means of laminating a polycarbonate sound insulating material and a heat insulating material on a payload fairing as a first solution.

第２の解決手段として、ポリカーボネート製ペイロードフェアリングの内面に前後方向に延在すると共に周方向に所定間隔で補強材を設ける、という手段を採用する。 As a second solving means, a means is adopted in which reinforcing members are provided at predetermined intervals in the circumferential direction while extending in the front-rear direction on the inner surface of the polycarbonate payload fairing.

本発明によれば、ペイロードフェアリングの厚さに対してポリカーボネート遮音材の厚さ及び断熱材の厚さが付加されるだけで内部音響を低減できるので、またはポリカーボネート製ペイロードフェアリングの厚さに補強材の厚さが付加されるだけで内部音響を低減できるので、ペイロードフェアリングの内部空間の縮小を従来よりも抑えつつペイロードフェアリング内における音響環境を改善することが可能である。 According to the present invention, since the internal sound can be reduced only by adding the thickness of the polycarbonate sound insulating material and the thickness of the heat insulating material to the thickness of the payload fairing, the thickness of the polycarbonate fairing fairing can be reduced. Since the internal sound can be reduced only by adding the thickness of the reinforcing material, it is possible to improve the acoustic environment in the payload fairing while suppressing the reduction of the internal space of the payload fairing as compared with the conventional case.

本発明の第１〜第３実施形態に係るロケットＡ1〜Ａ3の要部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part structure of rocket A1-A3 which concerns on 1st-3rd embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係るロケットＡ4の要部構造を示す断面図及び当該断面図におけるＡ線矢視図である。It is sectional drawing which shows the principal part structure of rocket A4 concerning 4th Embodiment of this invention, and the A line arrow directional view in the said sectional drawing.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第1実施形態〕
第1実施形態に係るロケットＡ1は、図１（ａ）に示すように、ペイロードフェアリング１の外面に断熱材層２を形成し、さらに当該断熱材層２の表面にポリカーボネート遮音材層３を形成したものである。すなわち、このロケットＡ1は、ペイロードフェアリング１の外側に断熱材層２及びポリカーボネート遮音材層３が積層されたものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
As shown in FIG. 1A, the rocket A1 according to the first embodiment has a heat insulating material layer 2 formed on the outer surface of the payload fairing 1, and further a polycarbonate sound insulating material layer 3 formed on the surface of the heat insulating material layer 2. Formed. In other words, the rocket A1 is formed by laminating the heat insulating material layer 2 and the polycarbonate sound insulating material layer 3 on the outside of the payload fairing 1.

ペイロードフェアリング１は、ある程度の剛性に軽量性を兼ね備えた材料（例えばハニカム体）で形成されており、内部空間に人工衛星等の搭載物を収容する。断熱材層２は、断熱性能を有する材料、例えばシリコン系塗料からなる。断熱材層２の厚さは、例えば１〜１０ｍｍ程度である。ポリカーボネート遮音材層３は、熱可塑性樹脂の一種であり、かつ遮音性に優れたポリカーボネートからなる。このポリカーボネート遮音材層３の厚さは、例えば３〜１０ｍｍ程度である。 The payload fairing 1 is formed of a material (for example, a honeycomb body) having a certain degree of rigidity and light weight, and accommodates a load such as an artificial satellite in the internal space. The heat insulating material layer 2 is made of a material having heat insulating performance, for example, a silicon-based paint. The thickness of the heat insulating material layer 2 is, for example, about 1 to 10 mm. The polycarbonate sound insulating material layer 3 is a kind of thermoplastic resin and is made of polycarbonate having excellent sound insulating properties. The thickness of the polycarbonate sound insulating material layer 3 is, for example, about 3 to 10 mm.

このようなロケットＡ1では、ペイロードフェアリング１の外側に断熱材層２及びポリカーボネート遮音材層３が積層されるので、ポリカーボネート遮音材層３がロケット排気により機体外で発生する音響を反射し、ペイロードフェアリング１に入射する音響振動を低減して励振を抑制するので、内部の音響侵入を低減することが可能であり、よってペイロードフェアリング１の内部空間を狭くすることなく、ペイロードフェアリング１に作用する外部音響を低減することが可能である。また、このようなロケットＡ1によれば、ペイロードフェアリング１の外側に断熱材層２及びポリカーボネート遮音材層３を積層することによって遮音性を付与することができるので、既存のロケットにも容易に適用可能である。 In such a rocket A1, since the heat insulating material layer 2 and the polycarbonate sound insulating material layer 3 are laminated outside the payload fairing 1, the polycarbonate sound insulating material layer 3 reflects the sound generated outside the aircraft by the rocket exhaust, and the payload Since the acoustic vibration incident on the fairing 1 is reduced and the excitation is suppressed, it is possible to reduce the internal sound intrusion, and thus the payload fairing 1 can be reduced without narrowing the internal space of the payload fairing 1. It is possible to reduce the external sound that acts. Also, according to such a rocket A1, sound insulation can be imparted by laminating the heat insulating material layer 2 and the polycarbonate sound insulating material layer 3 on the outside of the payload fairing 1, so that it can be easily applied to existing rockets. Applicable.

ポリカーボネート遮音材層３の素材であるポリカーボネートは、熱可塑性樹脂のためにロケットＡ1の発射時における大気との摩擦で生じる加熱により飛行中に融解・炭化して脱落する。しかしながら、ロケットＡ1の外部音響が最大となるのは離陸時（発射時）であり、高空では空気が薄く空力効果等で発生する音響は漸減するため、上記ポリカーボネート遮音材層３が飛行途中で脱落することは音響性能上問題が無く、逆にポリカーボネート遮音材層３の脱落による機体重量の低減は、ロケットＡ1の能力にプラスの効果となる。 Polycarbonate, which is the material of the polycarbonate sound insulating material layer 3, is melted and carbonized during flight by the heat generated by friction with the atmosphere at the time of launch of the rocket A1 due to the thermoplastic resin, and falls off. However, the external sound of the rocket A1 is greatest at takeoff (during launch), and the sound generated by aerodynamic effects is gradually reduced in the high sky, so the polycarbonate sound insulation layer 3 falls off during the flight. There is no problem in acoustic performance, and conversely, the reduction of the weight of the aircraft by dropping off the polycarbonate sound insulating material layer 3 has a positive effect on the performance of the rocket A1.

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係るロケットＡ2は、図１（ｂ）に示すように、ペイロードフェアリング１の外面に断熱材層２を形成すると共に、ペイロードフェアリング１の内面にポリカーボネート遮音材層３を形成したものである。すなわち、このロケットＡ2は、ペイロードフェアリング１の外側に断熱材層２が積層され、かつ、ペイロードフェアリング１の内面にポリカーボネート遮音材層３が積層されたものである。 [Second Embodiment]
As shown in FIG. 1 (b), the rocket A 2 according to the second embodiment forms a heat insulating material layer 2 on the outer surface of the payload fairing 1 and forms a polycarbonate sound insulating material layer 3 on the inner surface of the payload fairing 1. It is a thing. That is, the rocket A2 is a laminate in which the heat insulating material layer 2 is laminated on the outer side of the payload fairing 1, and the polycarbonate sound insulating material layer 3 is laminated on the inner surface of the payload fairing 1.

このようなロケットＡ2では、ペイロードフェアリング１の内面にポリカーボネート遮音材層３が積層されるので、ポリカーボネート遮音材層３の厚さの分だけペイロードフェアリング１の内部空間が狭くなる。しかしながら、ポリカーボネート遮音材層３の厚さは３〜１０ｍｍ程度なので、ペイロードフェアリング１の内部空間が狭くなる程度は、従来のようにリブと多孔板とを設ける場合に比較して小さい。したがって、このロケットＡ2によれば、ペイロードフェアリング１の内部空間を狭くすることを極力抑えつつペイロードフェアリング１に作用する外部音響を低減することが可能である。 In such a rocket A2, since the polycarbonate sound insulating material layer 3 is laminated on the inner surface of the payload fairing 1, the internal space of the payload fairing 1 is narrowed by the thickness of the polycarbonate sound insulating material layer 3. However, since the thickness of the polycarbonate sound insulating material layer 3 is about 3 to 10 mm, the extent to which the internal space of the payload fairing 1 becomes narrower is smaller than in the case where ribs and perforated plates are provided as in the prior art. Therefore, according to this rocket A2, it is possible to reduce the external sound acting on the payload fairing 1 while suppressing the narrowing of the internal space of the payload fairing 1 as much as possible.

また、このロケットＡ2によれば、ペイロードフェアリング１の外面に断熱材層２を形成するので、ペイロードフェアリング１の内部空間に対する熱の影響が無く、飛行の全期間を通して安定した防音性能を確保することが可能である。 Also, according to this rocket A2, since the heat insulating material layer 2 is formed on the outer surface of the payload fairing 1, there is no influence of heat on the inner space of the payload fairing 1, and stable soundproof performance is ensured throughout the entire flight. Is possible.

〔第３実施形態〕
第３実施形態に係るロケットＡ3は、図１（ｃ）に示すように、ペイロードフェアリング１の表面にポリカーボネート遮音材層３を形成し、さらに当該ポリカーボネート遮音材層３の表面に断熱材層２を形成したものである。すなわち、このロケットＡ1は、ペイロードフェアリング１の外側にポリカーボネート遮音材層３及び断熱材層２が積層されたものである。 [Third Embodiment]
As shown in FIG. 1 (c), the rocket A 3 according to the third embodiment forms a polycarbonate sound insulating material layer 3 on the surface of the payload fairing 1, and further heat insulating material layer 2 on the surface of the polycarbonate sound insulating material layer 3. Is formed. That is, this rocket A1 is one in which a polycarbonate sound insulating material layer 3 and a heat insulating material layer 2 are laminated on the outside of the payload fairing 1.

このようなロケットＡ3では、ペイロードフェアリング１の外側にポリカーボネート遮音材層３及び断熱材層２が積層されるので、ペイロードフェアリング１の内部空間を狭くすることなく、ペイロードフェアリング１に作用する外部音響を低減することが可能である。 In such a rocket A3, since the polycarbonate sound insulating material layer 3 and the heat insulating material layer 2 are laminated outside the payload fairing 1, the rocket A3 acts on the payload fairing 1 without reducing the internal space of the payload fairing 1. External sound can be reduced.

〔第４実施形態〕
第４実施形態に係るロケットＡ4は、図２に示すように、ポリカーボネート製ペイロードフェアリング４の内面に補強材５を設けたものである。ポリカーボネート製ペイロードフェアリング４は、従来のハニカム体等とは異なり、ポリカーボネートによって形成されているので、優れた遮音性能を備えたペイロードフェアリングである。補強材５は、図示するようにポリカーボネート製ペイロードフェアリング４の内面においてロケットＡ4の前後方向に延在すると共に周方向に一定間隔で設けられている。補強材はアルミ合金等の金属で作ってもよいし、ポリカーボネートで作ってもよい。 [Fourth Embodiment]
As shown in FIG. 2, the rocket A4 according to the fourth embodiment is provided with a reinforcing material 5 on the inner surface of a polycarbonate payload fairing 4. Unlike the conventional honeycomb body etc., the polycarbonate payload fairing 4 is made of polycarbonate, and thus is a payload fairing having excellent sound insulation performance. As shown in the figure, the reinforcing members 5 extend in the front-rear direction of the rocket A4 on the inner surface of the polycarbonate payload fairing 4 and are provided at regular intervals in the circumferential direction. The reinforcing material may be made of a metal such as an aluminum alloy, or may be made of polycarbonate.

このようなロケットＡ4によれば、ポリカーボネート製ペイロードフェアリング４の内面に補強材５を設けるので、補強材５の分だけポリカーボネート製ペイロードフェアリング４の内部空間が狭くなるが、ポリカーボネート製ペイロードフェアリング４自体が遮音性を備えているので、また補強材５はポリカーボネート製ペイロードフェアリング４の内面の全領域に設けられるものではないので、内部空間が狭くなる程度が従来のようにリブと多孔板とを設ける場合に比較して小さい。 According to such a rocket A4, since the reinforcing material 5 is provided on the inner surface of the polycarbonate payload fairing 4, the internal space of the polycarbonate payload fairing 4 is reduced by the amount of the reinforcing material 5. 4 itself is sound-insulating, and the reinforcing material 5 is not provided in the entire area of the inner surface of the polycarbonate payload fairing 4, so that the inner space is narrowed to the extent that the ribs and perforated plates are conventional. It is small compared with the case where it is provided.

したがって、このロケットＡ4によれば、ポリカーボネート製ペイロードフェアリング４の内部空間を狭くすることを極力抑えつつポリカーボネート製ペイロードフェアリング４内に伝達する外部音響を低減することが可能である。また、このロケットＡ4によれば、構造が極めて単純なので、ロケットＡ4の軽量化を実現することが可能である。 Therefore, according to this rocket A4, it is possible to reduce the external sound transmitted into the polycarbonate payload fairing 4 while suppressing the narrowing of the internal space of the polycarbonate payload fairing 4 as much as possible. Further, according to this rocket A4, since the structure is extremely simple, it is possible to reduce the weight of the rocket A4.

Ａ1〜Ａ4…ロケット、１…ペイロードフェアリング、２…断熱材層、３…ポリカーボネート遮音材層、４…ポリカーボネート製ペイロードフェアリング、５…補強材 A1 to A4 ... rocket, 1 ... payload fairing, 2 ... insulation layer, 3 ... polycarbonate sound insulation layer, 4 ... polycarbonate payload fairing, 5 ... reinforcing material

Claims

A rocket characterized by laminating a heat insulating material layer on the outer surface of the payload fairing and laminating a polycarbonate sound insulating material layer on the surface of the heat insulating material layer.

A rocket characterized in that a heat insulating material layer is formed on an outer surface of a payload fairing, and a polycarbonate sound insulating material layer is laminated on an inner surface of the payload fairing.

A rocket characterized in that a polycarbonate sound insulating material layer is laminated on the surface of the payload fairing, and a heat insulating material layer is laminated on the surface of the polycarbonate sound insulating material layer.