JPH06135398A - Heat protecting material - Google Patents

Heat protecting material

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JPH06135398A
JPH06135398A JP4290421A JP29042192A JPH06135398A JP H06135398 A JPH06135398 A JP H06135398A JP 4290421 A JP4290421 A JP 4290421A JP 29042192 A JP29042192 A JP 29042192A JP H06135398 A JPH06135398 A JP H06135398A
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JP
Japan
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heat
heat insulating
density
protection material
plate
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JP4290421A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiko Wada
靭彦 和田
Kyozo Iwao
恭三 岩尾
Yoshiyuki Kojima
慶享 児島
Shizuka Yamaguchi
山口  静
Takatoshi Yoshioka
孝利 吉岡
Takehiko Yoshida
武彦 吉田
Toshio Hattori
敏雄 服部
Seishin Kirihara
誠信 桐原
Miki Morino
美樹 森野
Tomoyuki Kobayashi
智之 小林
Toshishige Yoshinaka
敏成 芳仲
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National Space Development Agency of Japan
Hitachi Ltd
Original Assignee
National Space Development Agency of Japan
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a heat protecting material for a space shuttle having a higher adiabatic property compared to conventional heat protecting materials. CONSTITUTION:An adiabatic structure is formed by laminating a plurality of combined sets of heat insulating boards 1-9 and reflecting boards 2-10. A higher-density heat insulating board is applied to the outer heat insulating board 1. A lower-density heat insulating board 9 is applied to the inner beat insulating board. Thus, a lighter and thinner heat protecting material compared to conventional heat protecting materials is available. Blackening the inside surfaces of the reflecting boards 2-10 provides good beat absorption form the inside, further improving adiabatic effect.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、宇宙往還機の機体の外
面に設置され、地球の大気圏再突入時での空力加熱から
機体を防御するための熱防護材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal protection material which is installed on the outer surface of a body of a space traffic aircraft and protects the body from aerodynamic heating when the earth reenters the atmosphere.

【0002】[0002]

【従来の技術】宇宙往還機は大気圏再突入時に、空気と
の摩擦により発生する大きな熱の攻撃に曝される。図3
は、大気圏再突入時の宇宙往還機機体表面の温度分布を
示したもので、機体先端部、或いは翼先端部を除く機体
表面は、最高1300℃に25分間程度加熱される。
2. Description of the Related Art Space vehicles are exposed to a large amount of heat generated by friction with air when re-entering the atmosphere. Figure 3
Shows the temperature distribution on the surface of the space vehicle during reentry into the atmosphere. The surface of the body excluding the tip of the spacecraft or the tip of the wing is heated up to 1300 ° C. for about 25 minutes.

【0003】しかして、機体そのものは、チタンやアル
ミ合金、或いはCFRP(炭素繊維複合材料)で製作され
ており、これらは、耐熱用のものでも、最高使用温度は
300℃であり、従って、宇宙往還機の機体表面を熱防
護材で覆う必要がある。
However, the fuselage itself is made of titanium, aluminum alloy, or CFRP (carbon fiber composite material), and even if they are heat resistant, the maximum operating temperature is 300 ° C. It is necessary to cover the airframe surface of the transfer aircraft with thermal protection material.

【0004】そして、このような宇宙往還機用の熱防護
材としては、下記の特性が要求される。 (1) 軽量であること。 (2) 薄型であること。 (3) 耐熱性に優れていること。 (4) 断熱特性に優れていること。 (5) 耐振、耐音響性に優れていること。 (6) その他製作性、経済性、信頼性、作業性等に優れ
ていること。
The following characteristics are required for the heat protection material for such a space shuttle. (1) Light weight. (2) Be thin. (3) It has excellent heat resistance. (4) Excellent heat insulation properties. (5) Excellent vibration and acoustic resistance. (6) Other excellent manufacturability, economy, reliability, workability, etc.

【0005】ところで、このような、宇宙往還機用の熱
防護材に関しては、従来から種々の提案がなされている
が、本発明に最も近い従来技術としては、特開平1−2
02600号公報の開示を挙げることができる。
By the way, various proposals have been made in the past for such a thermal protection material for a space shuttle, but as the prior art closest to the present invention, Japanese Patent Laid-Open No. 1-22 is known.
The disclosure of Japanese Patent No. 02600 can be mentioned.

【0006】この従来技術では、宇宙往還機の大気圏再
突入時での加熱遮断設計の考え方として、高加熱領域で
ある高高度域(65〜75km)では、多孔質の耐熱性無
機材料からなる熱防護材に含まれる気体(大気)により熱
伝達を抑え、かつ外側にある熱防護材からの輻射による
熱伝導を低減させ、他方、低加熱領域である低高度域
(55km以下)においては、高高度域で熱防護材に貯え
られてしまった熱が、主に外部に放出されるようにする
という考え方に立ち、熱防護材として、外側(加熱面
側、大気側)から内側(機体側)に向けて断熱材の密度が
増加するように、多層の断熱材による積層構成からなる
熱防護材を採用している。
[0006] In this prior art, as a concept of heat cutoff design at the time of reentry of the atmosphere of a space vehicle, in a high altitude region (65 to 75 km) which is a high heating region, a heat made of a porous heat resistant inorganic material is used. The gas (atmosphere) contained in the protective material suppresses heat transfer and reduces the heat conduction due to radiation from the thermal protective material on the outside, while the low heating area is a low altitude area.
At (55 km or less), the heat stored in the heat protection material in the high altitude region is mainly released to the outside, and as a heat protection material, the outside (heating surface side, atmosphere) The thermal protection material has a laminated structure with multiple layers of heat insulating material so that the density of the heat insulating material increases from the side) to the inside (airframe side).

【0007】つまり、この従来技術では、図2に示すよ
うに、複数枚の断熱板1、3、5、7、9と、同じく複
数枚の反射板2、4、6、8、10を順次重ね合わせた
多層構造により熱防護材Bを構成し、このとき、各断熱
板1〜9の密度をそれぞれD1〜D9としたとき、 D9<D7<D5<D3<D1 の関係が成り立つようにし、これにより外側から内側に
向かって次第に高密度の断熱材が配置されている構造を
採用しているものである。
That is, in this conventional technique, as shown in FIG. 2, a plurality of heat insulating plates 1, 3, 5, 7, 9 and a plurality of reflecting plates 2, 4, 6, 8, 10 are sequentially arranged. The thermal protection material B is configured by a laminated multilayer structure, and at this time, when the densities of the heat insulating plates 1 to 9 are D1 to D9, respectively, the relationship of D9 <D7 <D5 <D3 <D1 is established, As a result, a structure in which a high-density heat insulating material is gradually arranged from the outside to the inside is adopted.

【0008】ここで、断熱材1〜9としては、ファイン
フレックス、イビオール、カオールなどの商品名で知ら
れている多孔質の無機質材料が用いられ、それらの密度
は、ボード状にするか、フェルト状、或いはバルク状に
するかで任意に選定できる。また、反射板2〜10とし
ては、アルミニウムなどの金属板が使用される。
Here, as the heat insulating materials 1 to 9, porous inorganic materials known by trade names such as fine flex, ibiol, and caor are used, and their density is in the form of board or felt. Shape or bulk shape can be arbitrarily selected. A metal plate such as aluminum is used as the reflection plates 2 to 10.

【0009】なお、この図2において、11はSi Cセ
ラミックスをコーティングしたカーボン/カーボン複合
材で、一般に耐熱性、耐酸化性を考慮して、熱防護材B
の外側に配置されるものであり、12は宇宙往還機の機
体(外被材)を表わす。
In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a carbon / carbon composite material coated with SiC ceramics, which is generally a heat protection material B in consideration of heat resistance and oxidation resistance.
12 is the outer side of the spacecraft, and 12 is the body (cover material) of the space shuttle.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、熱
防護材Bの高密度部分が内側にあるので、宇宙往還機が
大気圏再突入時での高高度域における高加熱領域で発生
した熱は、主として熱防護材Bの高密度部分に貯えられ
てしまう点について配慮がされておらず、そのあと、低
加熱領域である低高度域に達したときに、この高密度部
分に貯えられた熱は、機体外部へは、外側にある低密度
の断熱層を通過してから放出されることになるのに対し
て、内側は機体12に直接接しているため、機体12側
へもかなり侵入し、機体構造物の温度を急上昇させてし
まうという問題点があった。
In the above prior art, since the high-density portion of the thermal protection material B is inside, the heat generated in the high heating region in the high altitude region when the space vehicle is re-entry into the atmosphere However, no consideration was given to the fact that the heat is mainly stored in the high-density portion of the heat protection material B, and when the low-altitude region, which is the low-heating region, is reached thereafter, the heat stored in the high-density region is reduced. Is discharged to the outside of the fuselage after passing through the low-density heat insulating layer on the outside, while the inside is in direct contact with the fuselage 12, so it also considerably penetrates into the fuselage 12 side. However, there is a problem that the temperature of the airframe structure rises sharply.

【0011】そして、宇宙往還機の機体構造物として
は、上記したように、一般にチタンやアルミ合金、或い
は耐熱性CFRPで製作されるが、これらの材料の最高
使用温度は高々300℃であり、従って、従来技術で
は、低高度域での温度上昇による大きな問題があった。
As described above, the body structure of the space shuttle is generally made of titanium, aluminum alloy, or heat-resistant CFRP. The maximum operating temperature of these materials is 300 ° C. at most. Therefore, the conventional technique has a big problem due to the temperature rise in the low altitude region.

【0012】本発明の目的は、上記問題点を解決すると
共に、更に軽量で薄型化でき、かつ断熱特性に優れた宇
宙往還機用の熱防護材を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a heat protection material for a space shuttle, which can be made lighter and thinner and has excellent heat insulating properties.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的は、熱防護材と
なる板状断熱部材の密度を厚み方向で変え、最外側面部
分での最大密度から最内側面部分での最小密度に向って
変化させることにより達成される。
The above object is to change the density of a plate-like heat insulating member as a heat protection material in the thickness direction, from the maximum density at the outermost side surface portion to the minimum density at the innermost side surface portion. It is achieved by changing.

【0014】[0014]

【作用】宇宙往還機が地球の大気圏再突入時、高高度の
高加熱領域においては、主として最外側面部分での最大
密度の断熱層が加熱され、かつ、主としてそこに貯熱さ
れる。この状態で宇宙往還機が低高度の低加熱領域に達
すると貯熱された熱は外側と内側へ移動を開始するが、
外側へ移動した熱は、ほとんど直ちに大気に放熱される
ので、比較的大量の熱伝達が得られ、内側に移動した熱
は、低密度で多くの空気を含有している断熱材を通って
伝達しなければならないので、あまり多くの熱伝達は起
こらない。
When the space shuttle re-enters the atmosphere of the earth, in the high heating area of high altitude, the heat insulating layer having the maximum density in the outermost surface portion is mainly heated and the heat is mainly stored therein. In this state, when the space vehicle reaches the low heating area of low altitude, the stored heat starts moving to the outside and inside,
The heat transferred to the outside is dissipated to the atmosphere almost immediately, so that a relatively large amount of heat transfer is obtained, and the heat transferred to the inside is transferred through the insulating material containing low density and much air. So much heat transfer does not occur.

【0015】従って、必要な放熱量を確保しながら、機
体側へ伝達される熱量を抑えることができ、機体の温度
上昇を、最高温度でも300℃以下に保持でき、これに
より軽量、薄型で、かつ断熱特性の優れた熱防護材を得
ることができる。
Therefore, it is possible to suppress the amount of heat transferred to the fuselage side while ensuring the required heat radiation amount, and to keep the temperature rise of the fuselage at 300 ° C. or less even at the maximum temperature, which makes it lightweight and thin. Moreover, it is possible to obtain a heat protection material having excellent heat insulating properties.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明による熱防護材について、図示
の実施例により詳細に説明する。図1は本発明の一実施
例で、この実施例は、上記従来技術と同様に、複数枚の
断熱板を積層した多層断熱方式により本発明を実施した
ものである。なお、この多層断熱方式は、単層の断熱方
式に比して、同一重量の場合、断熱性の著しい向上が得
られることが知られている。
The thermal protection material according to the present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows one embodiment of the present invention. In this embodiment, the present invention is carried out by a multi-layer heat insulation system in which a plurality of heat insulation plates are laminated, as in the above-mentioned prior art. It is known that this multi-layer heat insulation method can significantly improve heat insulation when the weight is the same as compared with a single layer heat insulation method.

【0017】図1において、まず、Aは、この実施例に
よる熱防護材を表わし、この熱防護材Aは、図2で説明
した従来技術と同様に、断熱板1、3、5、7、9のそ
れぞれの各1枚と、反射板2、4、6、8、10のそれ
ぞれの各1枚を組合せて断熱板の1セットとし、これを
図示のように、複数セット積層して構成したものである
が、このとき、断熱板1を最も外側に、そして、断熱板
9を最も内側になるように配置する。
In FIG. 1, first, A represents a heat protection material according to this embodiment. The heat protection material A is the heat insulating plates 1, 3, 5, 7, as in the prior art described in FIG. Each one of 9 and each of the reflectors 2, 4, 6, 8, and 10 were combined to form one set of heat insulating plates, and a plurality of sets were laminated as shown in the figure. At this time, the heat insulating plate 1 is arranged at the outermost side, and the heat insulating plate 9 is arranged at the innermost side.

【0018】そして、この熱防護材Aの更に外側(大気
側)に、上記したように、最高1300℃にも空力加熱
されることを考慮して、通常セラミックスコーティング
により耐酸化性を向上させたカーボン/カーボン複合材
11を配置し、このカーボン/カーボン複合材11と宇
宙往還機の機体12とで熱防護材Aをはさみ込み、ファ
スナ13及び15を介してポスト14で接続し、機体1
2に取付けるのである。
Further, in consideration of the fact that, as mentioned above, the outer side (atmosphere side) of the heat protection material A is aerodynamically heated up to 1300 ° C., the oxidation resistance is usually improved by the ceramic coating. The carbon / carbon composite material 11 is arranged, the thermal protection material A is sandwiched between the carbon / carbon composite material 11 and the spacecraft body 12 of the space vehicle, and the heat protection material A is connected by the post 14 via the fasteners 13 and 15 to form the body 1
It is attached to 2.

【0019】ここで、まず、宇宙往還機の大気圏への再
突入時の状況を考察すると、次のことが分る。まず、空
力加熱による熱負荷は、図5に示すように、高度が65
〜75kmの真空度の高い高高度領域で最も大きく、以
後漸次低下し、真空度が低下し、大気の圧力が増してく
る低高度ではほとんど加熱はなく、かえって冷却される
傾向になっている。従って、軽量、薄型で、しかも断熱
性に優れた熱防護材を得るためには、この再突入時での
熱負荷特性を勘案し、かつ断熱板の特性をも十分考慮し
て、最適化を図っていく必要がある。
Here, first, considering the situation at the time of reentry of the space vehicle into the atmosphere, the following can be understood. First, as shown in FIG. 5, the heat load due to aerodynamic heating is 65
It is the largest in a high altitude region of high vacuum degree of up to 75 km, and thereafter gradually decreases, the vacuum degree decreases, and the atmospheric pressure increases, there is almost no heating, and there is a tendency to be rather cooled. Therefore, in order to obtain a thermal protection material that is lightweight, thin, and has excellent heat insulation properties, consider the heat load characteristics during this re-entry, and also fully consider the characteristics of the heat insulation plate, and optimize. It is necessary to plan.

【0020】次に、図4は、多孔質材料からなる断熱板
の密度を変化させた場合の熱伝導率と比熱の定性的な傾
向を示したもので、一般に断熱板の密度が大きくなるに
従って熱伝導率λ〔Kcal/m・h・℃〕は減少してゆく
が、比熱C〔Kcal/kg℃〕はほぼ一定である。そし
て、この傾向は、圧力が高い場合でも低圧の場合でも同
じである。
Next, FIG. 4 shows a qualitative tendency of the heat conductivity and the specific heat when the density of the heat insulating plate made of a porous material is changed. Generally, as the density of the heat insulating plate increases, Although the thermal conductivity λ [Kcal / m · h · ° C] decreases, the specific heat C [Kcal / kg ° C] is almost constant. And this tendency is the same regardless of whether the pressure is high or low.

【0021】そこで、本発明は、断熱の基本的な考え方
として、図2に示した従来技術とは反対に、外側の断熱
板ほど密度が大きくなるようにしたものである。すなわ
ち、図1の実施例において、熱防護材Aを構成する断熱
板のうち、最も外側にある断熱板1の密度が最大で、最
も内側の断熱板9の密度が最小になるようにしたもので
ある。
Therefore, in the present invention, as a basic concept of heat insulation, contrary to the prior art shown in FIG. 2, the outer heat insulation plate has a higher density. That is, in the embodiment of FIG. 1, of the heat insulating plates constituting the heat protection material A, the outermost heat insulating plate 1 has the highest density and the innermost heat insulating plate 9 has the lowest density. Is.

【0022】従って、各断熱板1〜9の密度をそれぞれ
D1〜D9とすると、この実施例でも、図2の従来技術
と同様に、 D9<D7<D5<D3<D1 の関係が成り立つ。これは、断熱板1〜9の配置が、こ
の実施例では、従来技術とは反対になっているからであ
る。
Therefore, assuming that the densities of the heat insulating plates 1 to 9 are D1 to D9, respectively, the relationship of D9 <D7 <D5 <D3 <D1 is established in this embodiment as well as in the prior art of FIG. This is because the arrangement of the heat insulating plates 1 to 9 is opposite to that of the conventional technique in this embodiment.

【0023】この実施例の構成によれば、以下の作用が
得られる。すなわち、大気圏再突入時の初期の空力加熱
負荷の大きなときに侵入する熱は、密度が大きな、従っ
て熱容量が大きな上部の断熱板1に蓄積される。次に、
空力加熱負荷が低下する低高度領域に達すると、カーボ
ン/カーボン複合材11からの加熱はほとんどなくな
り、この結果、断熱板1に蓄積された熱は、外側及び内
側へ移動することになるが、このとき、内側に向けて移
動する熱は、内側にある密度の低い断熱板3〜9を順次
加熱しつつ移動して行くことになるので、機体12に達
する熱量を抑えることができ、大きな温度上昇の虞れを
無くすことができる。
According to the configuration of this embodiment, the following effects can be obtained. That is, the heat that enters when the initial aerodynamic heating load is large at the time of re-entry into the atmosphere is accumulated in the upper heat insulating plate 1 having a large density and therefore a large heat capacity. next,
When it reaches the low altitude region where the aerodynamic heating load decreases, the heating from the carbon / carbon composite material 11 almost disappears, and as a result, the heat accumulated in the heat insulating plate 1 moves to the outside and the inside. At this time, the heat moving toward the inside moves while sequentially heating the low-density heat insulating plates 3 to 9 inside, so that the amount of heat reaching the fuselage 12 can be suppressed and a large temperature can be achieved. The risk of rising can be eliminated.

【0024】図6は、図1の実施例による熱防護材A
と、図2の従来技術による熱防護材Bにおいて、寸法も
含めて全く同一状態での断熱解析結果を示したもので、
図において、実線16はカーボン/カーボン複合材11
の温度履歴、鎖線17は図1の本発明の実施例における
機体12の温度履歴、そして破線18は図2の従来技術
における機体12の温度履歴である。この図6の断熱解
析結果から、本発明が、従来技術より優れており、従っ
て、本発明によれば、機体12としてCFRPを用いた
場合でも、充分に安全性が保てることが判る。
FIG. 6 shows a thermal protection material A according to the embodiment of FIG.
2 shows the heat insulation analysis result in the completely same state including the dimensions in the heat protection material B according to the related art of FIG.
In the figure, the solid line 16 indicates the carbon / carbon composite material 11.
1, the chain line 17 is the temperature history of the machine body 12 in the embodiment of the present invention in FIG. 1, and the broken line 18 is the temperature history of the machine body 12 in the prior art of FIG. From the result of the heat insulation analysis of FIG. 6, it is understood that the present invention is superior to the conventional technique, and therefore, even when the CFRP is used as the machine body 12, the present invention can sufficiently maintain the safety.

【0025】なお、内側の断熱板3〜9の密度も大きく
した方が、断熱特性は良くなるが、重量の増加を抑える
ことができず、熱防護材としては望ましい特性を得るこ
とができない。そこで、本発明では、厚さ寸法と重量、
及び断熱特性のバランスを考慮した場合、外側の断熱板
として密度が大きなものを使用すれば、内側の断熱板は
密度の小さなものでも十分な断熱機能が得られることを
見出して、図1に示した構成を採用したものである。
It is to be noted that the heat insulating properties are improved by increasing the density of the heat insulating plates 3 to 9 on the inner side, but an increase in weight cannot be suppressed and desired properties as a heat protection material cannot be obtained. Therefore, in the present invention, the thickness dimension and weight,
In consideration of the balance between the heat insulation characteristics and the heat insulation characteristics, it was found that if a heat insulation plate with a high density is used as the outer heat insulation plate, a sufficient heat insulation function can be obtained even if the inner heat insulation plate has a low density. It adopts a different configuration.

【0026】すなわち、本発明の実施例では、図1に示
すように、断熱板の密度構成を、外側ほど高密度になる
ようにすることにより、図2に示す従来技術に比して、
例えば断熱特性を同等とした場合、より軽量で薄型化で
きるという優れた特性の熱防護材Aを得ることができる
のである。
That is, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the density configuration of the heat insulating plate is set to be higher toward the outer side, so that the heat insulating plate becomes higher in density than the prior art shown in FIG.
For example, when the heat insulating properties are the same, it is possible to obtain the heat protection material A having excellent properties that it is lighter and thinner.

【0027】ここで、断熱板1〜9としては、ファイン
フレックス、イビオール、カオールなどの商品名で知ら
れている多孔質の無機質材料を用いればよく、それらの
密度は、ボード状にするか、フェルト状、或いはバルク
状にするかで任意に選定できることは、既に説明した通
りであり、反射板2〜10としては、アルミニウムなど
の金属板を使用すればよいことも、既に説明したところ
であるが、本発明は、これらの材料に限定されることな
く実施可能である。
Here, as the heat insulating plates 1 to 9, porous inorganic materials known by trade names such as fine flex, ibiol, and caor may be used. As described above, it is possible to arbitrarily select whether to use a felt shape or a bulk shape, and it is already described that a metal plate such as aluminum may be used as the reflection plates 2 to 10. The present invention can be carried out without being limited to these materials.

【0028】なお、図1は、あくまでも本発明の一実施
例であり、従って、断熱板の数や反射板の枚数などは、
熱防護材に対する要求仕様により任意に変更されて実施
すべきことは、言うまでもないところであり、さらに
は、密度を厚み方向で変化させた1枚の断熱板で熱防護
材を構成してもよいことは、言うまでもない。
FIG. 1 is merely an embodiment of the present invention. Therefore, the number of heat insulating plates and the number of reflecting plates are
Needless to say, it should be implemented by arbitrarily changing it according to the required specifications for the heat protection material. Furthermore, the heat protection material may be composed of one heat insulating plate whose density is changed in the thickness direction. Needless to say.

【0029】ところで、図1の実施例において、反射板
2〜10として、その内側の面(宇宙往還機の機体12
に向いている方の面)を黒色化し、低高度領域での熱の
移動を外側(カーボン/カーボン複合材11側)へ導くよ
うにしてもよく、この実施例によれば、更に軽量化、薄
型化を図ることができる。
By the way, in the embodiment of FIG. 1, the inner surfaces of the reflectors 2 to 10 (the body 12 of the space shuttle) are used.
(The surface facing toward the side) may be blackened so that heat transfer in the low altitude region is guided to the outside (carbon / carbon composite material 11 side). According to this embodiment, further weight reduction, The thickness can be reduced.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、従来技術に比して、よ
り断熱特性の優れた熱防護材を得ることができる。すな
わち、断熱しなければならない温度差が同一の場合は、
従来技術に比べて軽量化、薄型化を図ることができる。
また、厚さ、重量が同一の場合は、従来技術に比べて、
断熱しなければならない温度を、より大きくとることが
できる。
According to the present invention, it is possible to obtain a heat protection material having more excellent heat insulating properties as compared with the prior art. That is, if the temperature difference that must be insulated is the same,
The weight and the thickness can be reduced as compared with the conventional technology.
In addition, when the thickness and weight are the same,
The temperature that must be insulated can be higher.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による熱防護材の一実施例を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a heat protection material according to the present invention.

【図2】従来技術による熱防護材の一例を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a thermal protection material according to the related art.

【図3】宇宙往還機の大気圏再突入時の表面温度分布を
示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the surface temperature distribution of the space shuttle when reentering the atmosphere.

【図4】比熱材の密度による熱伝導率と比熱の一般的傾
向を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a general tendency of thermal conductivity and specific heat depending on the density of the specific heat material.

【図5】宇宙往還機の大気圏再突入開始から着陸までの
空力加熱による熱負荷履歴の傾向を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the tendency of the heat load history due to aerodynamic heating from the start of reentry of the atmosphere of the space vehicle to the landing.

【図6】本発明と従来例による断熱特性解析結果を比較
して示した特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a comparison of thermal insulation characteristic analysis results according to the present invention and a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 本発明の一実施例による熱防護材 B 従来技術による熱防護材 1 高密度の断熱板 2 反射板 3 中高密度の断熱板 4 反射板 5 中密度の断熱板 6 反射板 7 中低密度の断熱板 8 反射板 9 低密度の断熱板 10 反射板 11カーボン/カーボン複合材 12 宇宙往還機の機体 13 上部ファスナ 14 ポスト 15 下部ファスナ 16 カーボン/カーボン複合材11の温度履歴 17 本発明による宇宙往還機の機体12の温度履歴 18 従来技術による宇宙往還機の機体12の温度履
歴。
A Heat protection material according to one embodiment of the present invention B Heat protection material according to conventional technology 1 High-density heat insulating plate 2 Reflector 3 Medium high-density heat insulating plate 4 Reflector 5 Medium density heat insulating plate 6 Reflector 7 Medium low density Heat insulating plate 8 Reflector 9 Low-density heat insulating plate 10 Reflector 11 Carbon / carbon composite material 12 Space vehicle body 13 Upper fastener 14 Post 15 Lower fastener 16 Temperature history of carbon / carbon composite material 17 Space transportation by the present invention 17 Temperature history of the fuselage 12 of the aircraft 18 Temperature history of the fuselage 12 of the space shuttle according to the related art.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 児島 慶享 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 山口 静 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 吉岡 孝利 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 吉田 武彦 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 服部 敏雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 桐原 誠信 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 森野 美樹 茨城県つくば市千現2丁目1番地の1 宇 宙開発事業団筑波宇宙センター内 (72)発明者 小林 智之 東京都港区浜松町二丁目4番1号 宇宙開 発事業団内 (72)発明者 芳仲 敏成 茨城県つくば市千現2丁目1番地の1 宇 宙開発事業団筑波宇宙センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Keiho Kojima 4026 Kujimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitate Manufacturing Co., Ltd.Hitachi Laboratory Ltd. In Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Takatoshi Yoshioka 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitate Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Takehiko Yoshida 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Research Co., Ltd. In-house (72) Toshio Hattori, 502 Jinritsu-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Machinery Research Laboratory, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. (72) In-house Masanobu Kirihara 3-1-1, Saicho-cho, Hitachi, Hitachi Ibaraki Hitachi Factory (72) Inventor Miki Morino 1 1-1-2, Sengen, Tsukuba-shi, Ibaraki Ushiro Development Corporation Tsukuba Space Center (72) Inventor Tomoyuki Kobayashi 2-4-1, Hamamatsucho, Minato-ku, Tokyo Within the space development business group (72) Inventor Toshinari Yoshinaka 1 Uchiku Development Corporation Tsukuba, 1-chome, 2-chome, Sengen, Tsukuba, Ibaraki Inside the Space Center

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多孔質の板状断熱部材からなる宇宙往還
機の熱防護材において、上記板状断熱部材の密度を厚み
方向で変え、最外側面部分での最大密度から最内側面部
分での最小密度に向って変化しているように構成したこ
とを特徴とする熱防護材。
1. A thermal protection material for a space shuttle, which comprises a porous plate-like heat insulating member, wherein the density of the plate-like heat insulating member is changed in the thickness direction so that the maximum density at the outermost side surface portion changes from the maximum density at the innermost side surface portion. A thermal protection material characterized by being configured so as to change toward the minimum density of.
【請求項2】 請求項1の発明において、上記板状断熱
部材が、密度を異にする複数の断熱板の積層体で構成さ
れていることを特徴とする熱防護材。
2. The heat protection material according to claim 1, wherein the plate-shaped heat insulating member is composed of a laminate of a plurality of heat insulating plates having different densities.
【請求項3】 請求項2の発明において、上記積層体を
構成する複数の断熱板の間に反射板が設けられているこ
とを特徴とする熱防護材。
3. The heat protection material according to claim 2, wherein a reflection plate is provided between a plurality of heat insulating plates that form the laminate.
【請求項4】 請求項3の発明において、上記反射板の
内側の面が黒もしくは黒に近い色を呈するように加工さ
れていることを特徴とする熱防護材。
4. The heat protection material according to claim 3, wherein the inner surface of the reflection plate is processed to have a black color or a color close to black.
JP4290421A 1992-10-28 1992-10-28 Heat protecting material Pending JPH06135398A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109823510A (en) * 2019-03-06 2019-05-31 中南大学 Hypersonic aircraft and its thermal protection structure and coolant circulating system

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