(57)【要約】【課題】従来の空力加熱防御装置は、製造コストが高価になるという問題点があった。【解決手段】翼Ｗを有し且つ超音速で飛翔する飛翔体Ｒにおいて、翼Ｗの前縁Ｗａよりも前方で衝撃波Ｓｗを発生させる衝撃波発生手段としての棒状体１を備えた空力加熱防御装置とし、比較的簡単な構造で翼Ｗの前縁Ｗａを空力加熱から防御することを可能にし、製造コストの低減を実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼を有し且つ超音速で飛翔する飛翔体において、翼の前縁よりも前方で衝撃波を発生させる衝撃波発生手段を備えたことを特徴とする空力加熱防御装置。
【請求項２】
前記衝撃波発生手段が、翼の前縁よりも前方に突出した衝撃波発生用の棒状体であることを特徴とする請求項１に記載の空力加熱防御装置。
【請求項３】
前記棒状体が、翼の前縁の中間部に配置してあることを特徴とする請求項２に記載の空力加熱防御装置。
【請求項４】
翼を有し且つ超音速で飛翔する飛翔体であって、請求項１〜３のいずれかに記載の空力加熱防御装置を備えたことを特徴とする飛翔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音速で飛翔する飛翔体において、翼の前縁を空力加熱から防御するために用いられる空力加熱防御装置、及びこの空力加熱防御装置を備えた飛翔体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、翼を有し且つ超音速で飛翔する飛翔体では、翼の前方に衝撃波が発生して翼の前縁が加熱され、この空力加熱により翼の強度低下や制御に影響を与えることが知られている。このような空力加熱から翼を防御するには、例えば、非特許文献１に記載されているように、大きい熱容量と高い融点を有する材質を用いる熱吸収法や、熱により固体を気化させてその潜熱により冷却するアブレーション法などがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「第２版  航空宇宙工学便覧」丸善株式会社、平成４年９月３０日、ｐ．９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したような従来の空力加熱防御装置にあっては、翼のすくなくとも前縁に、耐熱性に優れた材料や特殊な材料が必要であることから、製造コストが高価になり、例えば、ロケット弾のように数多く製造される飛翔体では、製造コストの増大がより顕著になるという問題点があり、このような問題点を解決することが課題にあった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたものであって、翼を有し且つ超音速で飛翔する飛翔体において、比較的簡単な構造で翼の前縁を空力加熱から防御することができ、製造コストの低減を実現することができる空力加熱防御装置及び飛翔体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わる空力加熱防御装置は、翼を有し且つ超音速で飛翔する飛翔体において、翼の前縁よりも前方で衝撃波を発生させる衝撃波発生手段を備えた構成としており、より好ましい実施形態として、前記衝撃波発生手段が、翼の前縁よりも前方に突出した衝撃波発生用の棒状体であることを特徴とし、また、前記棒状体が、翼の前縁の中間部に配置してあることを特徴としている。さらに、本発明に係わる飛翔体は、翼を有し且つ超音速で飛翔する飛翔体であって、上記の空力加熱防御装置を備えたことを特徴としている。なお、上記構成における翼には、飛翔方向や姿勢を制御するための操舵翼や、飛翔方向や姿勢を一定に維持するための安定翼などが含まれる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係わる空力加熱防御装置及び飛翔体は、翼を有し且つ超音速で飛翔する飛翔体において、比較的簡単な構造で翼の前縁を空力加熱から防御することができ、製造コストの低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係わる空力加熱防御装置及び飛翔体の一実施形態を説明する側面図（Ａ）及び図Ａ中のＡ−Ａ線断面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる空力加熱防御装置及び飛翔体の一実施形態を説明する。
図１（Ａ）に示す飛翔体Ｒは、機体後部に翼Ｗを有し、ロケットモータ等を推進源にして超音速で飛翔するものであって、一例としてロケット弾である。図示の飛翔体Ｒの翼Ｗは、飛翔方向や姿勢を制御するための操舵翼であって、機軸回りに９０度間隔で四枚配置してある。飛翔体Ｒは、図示は省略したが、本体には、上記の推進源や、翼Ｗの制御機器類が搭載してあり、頭部Ｒｈには、ペイロードが収容してある。
【００１０】
そして、上記の飛翔体Ｒは、空力加熱防御装置として、翼Ｗの前縁Ｗａよりも前方で衝撃波を発生させる衝撃波発生手段を備えており、この実施形態では、衝撃波発生手段として、翼Ｗの前縁Ｗａよりも前方に突出した衝撃波発生用の棒状体１を備えている。
【００１１】
棒状体１は、例えば、頭部（先端部）を尖らせた断面円形の部材であって、翼Ｗの操舵機能に殆ど影響を与えない太さであると共に、空力加熱に対する耐熱性を有しており、例えば、チタンなどの耐熱性の高い金属や、セラミックス、耐熱ＦＲＰなどで形成することができる。この棒状体１は、翼Ｗの前縁Ｗａの中間部に配置してあり、図示例では、前縁Ｗａの長さ方向のほぼ中央に固定してある。
【００１２】
また、棒状体１は、飛翔体Ｒがロケット弾である場合には、飛翔速度の範囲が概ね決まっているので、その飛翔速度で前縁Ｗａの前方に衝撃波が形成されるように、突出長さＬや、頭部の頂角等の形状が設定されている。
【００１３】
上記構成を備えた空力加熱防御装置及び飛翔体Ｒは、飛翔中において、図１（Ｂ）に示すように、矢印で示す主流を受けて、棒状体１の先端部に衝撃波Ｓｗを発生させる。この衝撃波Ｓｗは、棒状体１が断面円形の部材であるから、その内側に翼Ｗの前縁Ｗａを含むような円錐形に形成され、これを通過した空気の流れを減速させる。
【００１４】
これにより、空力加熱防御装置及び飛翔体Ｒは、衝撃波Ｓｗにより翼Ｗの前縁Ｗａに対する主流の速度を抑え、前縁Ｗａに作用する空力加熱を大幅に低減させる。したがって、空力加熱防御装置及び飛翔体Ｒは、翼Ｗの前縁Ｗａに、耐熱性に優れた材料や特殊な材料を用いる必要がなくなり、低価格の材料を自由に選択し得るものとなる。
【００１５】
このようにして、空力加熱防御装置及び飛翔体Ｒは、翼Ｗを有し且つ超音速で飛翔する飛翔体Ｒにおいて、比較的簡単な構造で翼Ｗの前縁Ｗａを空力加熱から防御することができ、製造コストの低減を実現することができる。これにより、ロケット弾のように数多く製造される飛翔体Ｒに採用すれば、製造コストの大幅な低減に貢献するものとなる。
【００１６】
また、空力加熱防御装置は、衝撃波発生手段として、翼Ｗの前縁Ｗａよりも前方に突出した衝撃波発生用の棒状体１を採用したことにより、構造が極めて簡単なものとなる。さらに、空力加熱防御装置は、棒状体１を翼Ｗの前縁Ｗａの中間部に配置することで、翼Ｗの前縁Ｗａの全体を覆うように円錐形の衝撃波Ｓｗを発生させることができ、前縁Ｗａに対する空力加熱の抑制効果をより充分にすることができる。
【００１７】
本発明の係わる空力加熱防御装置及び飛翔体は、その構成が上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成を変更することが可能である。例えば、翼の形状、大きさ及び配置などに応じて、衝撃波発生手段を飛翔体の本体側に設けたり、断面円形以外の形状の棒状体を採用したりすることもできる。また、空力加熱防御装置は、操舵翼に限らず、飛翔方向や姿勢を一定に維持するための安定翼（操舵機能の無い固定翼）に対して設けることもできる。
【００１８】
さらに、空力加熱防御装置は、棒状体である場合、飛翔体の速度に応じて突出長さを調整可能な構成にし、衝撃波の発生位置や形状を変化させることも可能である。ただし、空力加熱防御装置は、飛翔体がロケット弾のようなものである場合には、棒状体の可変機構が必要になるから、製造コストや構造上の制約などを考慮すると、上記実施形態で説明したような固定の棒状体であることが非常に有用である。
【符号の説明】
【００１９】
１  棒状体（衝撃波発生手段）
Ｒ  飛翔体
Ｓｗ  衝撃波
Ｗ  翼
Ｗａ  前縁
【図１】
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