JPH0556800U - 航空機用赤外線撮像機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地上での飛行前点検時にも特別な外部冷却器
を用いずとも十分な冷却能力を有し、かつ摩擦が小さく
画像のふれが小さい航空機用赤外線撮像機を得る。 【構成】 固定部２にファン２１を取付け、穴２２、２
３、２４を通して搭載母機１内の空気をカバー８に吹き
つける。これにより俯仰部外表面の熱伝達率を改善でき
るので地上でも十分な冷却能力を出せる。また気密型コ
ネクタ２５とカバー２６により俯仰部内を気密構造とし
回転部にはラビリンスシールを用いる。これにより摩擦
を極減しスタビライズ誤差を低減できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は航空機に搭載され、遠隔操作にて任意の方向にある目標物体の赤外 画像を得るために使用される航空機用赤外線撮像機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２は従来の航空機用赤外線撮像機を示す図で、図３はその断面図である。た だし図３は内部構造を示すために図２の状態から俯仰部を９０゜下方へ回した状 態の図である。１は搭載母機の一部であり一般的には機体のノーズ部下面の場合 が多い。２は固定部、３は旋回部である。旋回部３は軸受４を介して固定部に支 持され、モータ５によりＡｚ軸まわりに回転できる。

【０００３】 俯仰部は以下の６〜９により構成される。すなわちシャフト６ａ、６ｂ、俯仰 フレーム７、カバー８、カバー９である。俯仰部は軸受１０ａ及び１０ｂにより 旋回部３に支持され、モータ１１によってＥＬ軸まわりに回転できる。

【０００４】 赤外線カメラはレンズ１２、撮像素子１３、及び撮像素子１３を冷却するため のクーラー１４とから構成される。これらは俯仰部の構成品の俯仰フレーム７、 カバー８に取付られる。１５はウインドウであり、赤外光はウインドウ１５を通 過しレンズ１２により撮像素子１３上に像を結ぶ。

【０００５】 １６及び１７はパワー系、信号系のケーブルであり、回転部にはケーブル巻取 器１８及び１９を用いている。

【０００６】 レンズ１２が湿気をきらうのは言うに及ばず、赤外線撮像機では特に撮像素子 １３を極低温に冷却しているので結露防止のため湿気をしゃ断し、気密構造とす ることが必要である。従来は図３のようにシール２０ａ、２０ｂ及び２９によっ て回転部をシールし気密をはかっていた。

【０００７】 ところで、撮像素子１３を極低温に冷却するためのクーラー１４は発熱が著し いので、冷却効率を上げるためクーラー１４をカバー８に密着させ、撮像機内部 の熱抵抗の極減化を図っている。クーラー１４の発熱はカバー８に伝わり、俯仰 フレーム７、カバー９へ伝導で伝わって、これらカバー８、俯仰フレーム７、カ バー９の表面から外気へと放熱される構造となっている。外気への放熱を効果的 に行うためにこれら３点の表面にフィンをつけ表面積を増したいところであるが 、航空機搭載という制約から空力抵抗を増すようなフィンは許されないので結局 は図２のような凹凸のない球面とならざるを得ず、従って表面積は増せられない 。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

従来の航空機用赤外線撮像機は以上のように構成されているので、特に地上で の飛行前点検の時に放熱上の問題があった。 例えば俯仰フレームの直径φ２００ｍｍ、巾１４０ｍｍ、発熱量５０ｗの撮像 機の場合、表面積は約π×２００×１４０＝８．８×１０⁴ ｍｍ² である。今飛 行時の風の流れによる強制対流熱伝達率を９０×１０^-6ｗ／ｍｍ² ｋ、地上での 自然対流熱伝達率を４×１０^-6ｗ／ｍｍ² ｋと見積ると、夏日（環境温度は約４ ０℃）の場合の俯仰部内部の温度は各々 （Ａ）飛行時；４０＋５０／（９０×１０^-6×８．８×１０⁴ ）＝４６．３℃ （Ｂ）飛行前点検時；４０＋５０／（４×１０^-6×８．８×１０⁴ ）＝１８２℃ となり、（Ｂ）の場合許容温度を（一般には８５℃程度）はるかに超えてしまう 。 このように飛行時には全く問題ないが、飛行前点検時に問題があり、その対策 として点検の時間制限（例えば５分以下）を設けるか、あるいは専用の地上用冷 却装置を準備し、これを用いるのが一般的であった。前者の場合十分な点検がで きないという問題点があり、後者の場合も点検作業が大がかりになるし費用もか かるという問題点があった。

【０００９】 さらに、第２の問題点としてシールによる摩擦トルクの問題があった。すなわ ちシール摩擦による付加的なトルクにみあうモータが必要となり、電力的・重量 的なロスとなる他に、スタビライズ誤差の増加をまねいている。 航空機の場合、母機の運動・振動等の外乱による視軸のふれをおさえることが 必要であるが、このスタビライズ誤差は摩擦トルクに比例するので、シール摩擦 のため非常にみにくい画像となるという問題点があった。

【００１０】 この考案は上記のような問題点を解消するためになされたもので、飛行前点検 時にも十分な冷却効果を得られ、かつ摩擦の小さい画像ふれの小さい航空機用赤 外線撮像機を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

この考案に係わる航空機用赤外線撮像機は、固定部にファンを配し、このファ ンで母機から空気を吸込み俯仰部へ直接吹きつけるように構成したものである。 更に俯仰部のみを気密構造とし、回転部にはラビリンスシール（非接触シール ）を配したものである。

【００１２】

【作用】

この考案における航空機用赤外線撮像機は、固定部のファンにより俯仰部表面 の放熱を強制対流熱伝達による十分高い熱伝達率とできるので地上における飛行 前点検時にも冷却が可能となる。またラビリンスシールにより、摩擦を増やすこ となく雨水、塵の進入を防止する。

【００１３】

【実施例】

実施例１． 以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１において１〜１９は従 来の航空機用赤外線撮像機と同じである。２１はファンであり固定部２に取付ら れる。２２は搭載母機１にあけた穴、２３は固定部２にあけた穴、２４は旋回部 ３にあけた穴である。

【００１４】 ファン２１を回転させると搭載母機１の内部の空気は穴２２、穴２３を通り吸 込まれ穴２４を通ってカバー８に吹きつけられる。 この場合の強制対流熱伝達率は約３０×１０^-6ｗ／ｍｍ² ｋと見積もられるの で夏日の場合、俯仰部内部の温度は （Ｂ）′飛行前点検時；４０＋５０／（３０×１０^-6×８．８×１０⁴ ） ＝５８．９℃ となり、許容温度を十分満足できる。飛行時には従来の撮像機同様４６．３℃と なる。

【００１５】 このように固定部１にファン２１を配し搭載母機１の内部の空気を吸込むこと により、ファンの部分から雨が進入する危険はまぬがれる。

【００１６】 一方、搭載母機１から湿気が入るのは防止できないので、赤外線カメラの結露 防止のためには他のどこかで気密にせざるを得ない。図１において２５は気密型 コネクタであり、２６は気密用のカバーである。これにより俯仰部内部のみは気 密構造となり、結露が防止できる。

【００１７】 また、２７ａ、２７ｂ、２８はラビリンスシールである。これは非接触シール であるので摩擦トルクがゼロでモータの電力及びスタビライズ誤差への悪影響を 防止できる。

【００１８】 ラビリンスシール２７ａ、２７ｂ、２８は雨水の進入及び塵の進入を防止でき る。が結局はラビリンスシール部及びファン２１の部分から固定部、旋回部には 湿気が入ることになる。しかしこれらの内に配置されるモータ５、１１、軸受４ 、１０、ケーブル１７等は米軍仕様のものが容易に入手できるので湿気によるト ラブルは回避できる。

【００１９】

【考案の効果】 以上のように、この考案によれば、固定部につけたファンによって俯仰部外表 面の熱伝達が改善されるように構成したので地上での飛行前点検時の時間制限及 び専用冷却器が不要となり使い易い撮像機が得られる効果がある。

【００２０】 さらに、俯仰部のみ気密構造とし、回転部にラビリンスシールを用いたので摩 擦トルクが低減でき、画像ぶれの少ない性能の良い撮像機が得られる効果がある 。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す航空機用赤外線撮像
機である。

【図２】従来の航空機用赤外線撮像機の外観図である。

【図３】従来の航空機用赤外線撮像機の断面図である。

【符号の説明】

１ 搭載母機 ２ 固定部 ３ 旋回部 ４ 軸受 ５ モータ ６ シャフト ７ 俯仰フレーム ８ カバー ９ カバー １０ 軸受 １１ モータ １２ レンズ １３ 撮像素子 １４ クーラー １５ ウィンドウ １６ ケーブル １７ ケーブル １８ ケーブル巻取器 １９ ケーブル巻取器 ２０ シール ２１ ファン ２２ 穴 ２３ 穴 ２４ 穴 ２５ 気密型コネクタ ２６ カバー ２７ ラビリンスシール ２８ ラビリンスシール ２９ シール

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部と、この固定部に旋回自由に支持
   された旋回部と、この旋回部に俯仰方向に回転自由に支
   持された俯仰部と、この俯仰部内に収納される赤外線カ
   メラとからなる航空機用赤外線撮像機において、上記固
   定部にファンを有し、飛行運用時には飛行にともなう風
   の流れにより上記俯仰部の表面を冷却し、地上での飛行
   前点検時には上記ファンにより搭載母機内の空気を吸込
   み上記旋回部を介さず直接上記俯仰部表面に吹きつけ冷
   却するよう構成するとともに、上記俯仰部のみ気密構造
   とし、上記固定部と旋回部の間および旋回部と俯仰部の
   間に非接触型のシールを有することを特徴とする航空機
   用赤外線撮像機。