(57)【要約】【課題】  宇宙機打上げ減圧時の空気抜け流路を確保しつつ、軌道上において外部からの熱入力を遮断し、さらに放熱面としても機能させる通気ダクトを得る。【解決手段】  宇宙機の内外を貫通する貫通穴５の設けられた構体パネル４と、構体パネル４との間に間隙をなして貫通穴５を覆うように構体パネル４の外部に取り付けられた蓋１と、蓋１と構体パネル４の間隙に設けられ貫通穴５の周囲を囲み通気流路を形成する輻射遮蔽板とを備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙機の内外を貫通する貫通穴の設けられた構体パネルと、
上記構体パネルとの間に間隙を有して、上記貫通穴を覆うように上記構体パネルの外部に取り付けられた蓋と、
上記蓋と構体パネルの間隙に設けられ、上記貫通穴の周囲を囲む輻射遮蔽板と、
を備え、
上記輻射遮蔽板に、上記宇宙機の外部と貫通穴の間を連通する通気口が設けられたことを特徴とする宇宙機用通気ダクト。
【請求項２】
上記輻射遮蔽板は、上記蓋の構体パネル側の面に環状に取り付けられた蓋側の輻射遮蔽板と、上記構体パネルに環状に取り付けられた構体側の輻射遮蔽板から構成され、
上記蓋側の輻射遮蔽板と上記構体側の輻射遮蔽板は外径が異なり、上記蓋側の輻射遮蔽板と上記構体側の輻射遮蔽板との間隙により通気口を形成することを特徴とする請求項１記載の宇宙機用通気ダクト。
【請求項３】
上記蓋側の輻射遮蔽板の幅と上記構体側の輻射遮蔽板の幅の和が、上記蓋の外表面と構体パネルの外表面間の距離よりも大きくなるように構成されたことを特徴とする請求項２記載の宇宙機用通気ダクト。
【請求項４】
上記蓋と、上記蓋側の輻射遮蔽板と、上記構体側の輻射遮蔽板の内外表面に、上記構体パネルの内側もしくは外側表面光学特性と同じかもしくは同等の表面処理を施したことを特徴とする請求項２記載の宇宙機用通気ダクト。
【請求項５】
上記蓋と、上記蓋側の輻射遮蔽板と、上記構体側の輻射遮蔽板の外側表面に、多層断熱シートを取り付けたことを特徴とする請求項２記載の宇宙機用通気ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工衛星や探査機等の宇宙機を打上げる際の、減圧時の空気抜け流路を確保する宇宙機用通気ダクトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、宇宙機構体パネルの貫通穴を囲むように、構体パネルの外側に中空ブラケットを設けた通気ダクトが知られている。この通気ダクトは、構体パネル内側の貫通穴の周囲に、シェルと断熱シートにより構成された遮光ＢＯＸが取り付けられている（ 例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５９７７０号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
最近、宇宙機の高機能化に伴い搭載機器の発熱量が増加している。排熱性能を維持するためには、宇宙機構体パネル上での放熱面の面積確保が重要な課題となっている。従来の排気ダクトは外部からの熱入力に対する遮断効果は有しているものの、放熱面としての排熱性能は有していない。このため、構体パネルの放熱面に通気ダクトを設置することによって、その放熱面積が減少し、排熱能力が低下するという問題があった。
【０００５】
この発明は、宇宙機打上げ減圧時の空気抜け流路を確保しつつ、軌道上において外部からの熱入力を遮断し、さらには放熱面としても機能させることが出来る通気ダクトを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による宇宙機用通気ダクトは、宇宙機の内外を貫通する貫通穴の設けられた構体パネルと、上記構体パネルとの間に間隙を有して、上記貫通穴を覆うように上記構体パネルの外部に取り付けられた蓋と、上記蓋と構体パネルの間隙に設けられ、上記貫通穴の周囲を囲む輻射遮蔽板と、を備え、上記輻射遮蔽板に、上記宇宙機の外部と貫通穴の間を連通する通気口が設けられたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、宇宙機打上げ減圧時の空気抜け流路を確保しつつ、軌道上において外部からの熱入力を遮断するとともに、貫通穴の形成に伴う放熱面積の減少を低減した宇宙機用通気ダクトを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明に係る実施の形態１による通気ダクトの構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図２は図１のＡＡ断面図である。通気ダクトは、蓋１と、蓋側の輻射遮蔽板２と、構体パネル側の輻射遮蔽板３と、宇宙機の構体パネル４と、構体パネル４上に開けられた貫通穴５により形成される通気路から構成される。構体パネル４は宇宙機の構体を形成し、図１には構体パネルの放熱面部を図示している。また、貫通穴５は構体パネル４の放熱面部に形成され、構体パネル４を貫通して内外を通気している。蓋側の輻射遮蔽板２と構体パネル側の輻射遮蔽板３とは輻射遮蔽板を構成する。
【０００９】
蓋１は構体パネル４の放熱面部から所定の距離離れて配置されている。蓋１は円板形状を成し、蓋１における構体パネル４と対向した面（内面側）に、環状に蓋側の輻射遮蔽板２が取り付けられている。図１の例では、蓋１と蓋側の輻射遮蔽板２とで、構体パネル４側が開口した円筒形状を成している。貫通穴５の周囲には、環状に構体パネル側の輻射遮蔽板３が取り付けられている。図１の例では、構体パネル側の輻射遮蔽板３は、蓋１の側が開口した円筒形状を成している。構体パネル側の輻射遮蔽板３は蓋１を取り付けるためのステー機構（延長部材）を備えている。これによって、蓋１が構体パネル４から浮いた状態で取り付けられ、貫通穴５から蓋１までの間の通気路が形成される。また、構体パネル側の輻射遮蔽板３の外径よりも蓋側の輻射遮蔽板２の外径の方が、大きくなっている。これによって、蓋側の輻射遮蔽板２と構体パネル側の輻射遮蔽板３の間に、宇宙機構体内部から吐出される空気を排気する通気口が形成される。
【００１０】
このように構成された通気ダクトは、衛星打上げ時に衛星内部の気圧に対して、衛星外部の気圧が減少し、衛星の内部と外部の間に気圧差が生じた際、この気圧差を減少させるように衛星内部の空気を衛星外部に排気する空気抜け流路として機能する。図２はこの空気抜け流路としての通気路を示したものである。図に示すように、衛星打上げ時に、衛星内部の空気は図の矢印に沿って衛星外部に排気される。
【００１１】
この空気流路において、可動部は存在しないため、確実で信頼性の高い空気流路と熱制御性能を期待することができる。
【００１２】
ここで、熱制御機能として、熱の遮蔽効果について説明する。
図において、外形寸法を、蓋１の取付け高さ（構体パネル４の外表面から蓋１の外表面までの距離）ｈ 、蓋側の輻射遮蔽板２の取付け高さ（蓋側の輻射遮蔽板２の幅）ａ、構体パネル側の輻射遮蔽板３の取付け高さ（構体パネル側の輻射遮蔽板３の幅）ｂと記載している。この実施の形態１では、蓋取付け高さｈ≦蓋側の輻射遮蔽板２の取付け高さａ＋構体パネル側の輻射遮蔽板３の取付け高さｂとなるように寸法設定している。このため、構体パネル４に対する軌道上での外部熱入力の最小仰角が０ °の場合において、外部熱入力の構体内部への入射を確実に遮蔽することができる。また、蓋１の内側面に赤外線を吸収する表面処理が施されていることから、外部熱入力が構体パネル４の外表面で反射しても、反射熱が蓋１の内側面で吸収されるので、貫通孔５に反射されることはない。
【００１３】
次に、放熱特性について説明する。蓋１、蓋側の輻射遮蔽板２、構体パネル側の輻射遮蔽板３の外部側、内部側の表面光学特性は、構体パネル４の外部側、内部側の表面光学特性と同じ、または同等となるよう表面処理することにより、蓋１、蓋側の輻射遮蔽板２、構体パネル側の輻射遮蔽板３は宇宙機の放熱面として機能する。
【００１４】
図３は蓋１の表面の部分断面図である。図において、蓋１はアルミ合金１６で形成される。蓋１の外側表面には、銀蒸着テープ１１が貼り付けられている。銀蒸着テープ１１は、銀１４を内側に蒸着したフッ素樹脂系合成樹脂のテフロン（登録商標）１３と、銀１４の内側に付着された接着剤１５とから成る。蓋１の内側には黒色塗装１７が施されている。なお、各輻射遮蔽板の表面についても、外部表面と内部表面とが同様の構成をなしているので、ここでは説明を省く。
【００１５】
ここで、銀蒸着テープ１１は、赤外放射率εが高く且つ太陽光を透過する特性をもったテフロン（登録商標）１３に、太陽光吸収率αの低い銀１４を蒸着したものである。テフロン（登録商標）の厚みや経年変化等によるが、一般にα≦0.01、ε≧0.75となる。太陽光はテフロン（登録商標）１３を通過するが、銀１４により反射され、再びテフロン（登録商標）１３を通過して宇宙空間に戻っていく。このため、その熱は吸収されない。これに対し、構体内部で発生する熱は蓋１の内側面における黒色塗装面に輻射結合し吸収される。この蓋１の内側面に吸収された熱は、蓋１の母材であるアルミ合金１６の熱伝導により外側面のテフロン（登録商標）１３に伝わる。そこからテフロン（登録商標）１３の特性により、宇宙空間に赤外領域の熱エネルギーとして放射されることとなる。すなわち、貫通穴５を通じて放射される熱は蓋１の内側表面に輻射結合し、蓋１の内部を熱伝導して、蓋１の外側表面から外部の宇宙空間に放熱される。
【００１６】
なお、銀蒸着テープ１１の他に、放熱面としては、白色塗装（材料特性としてαが低くεが高いが太陽照射によりα値が劣化し高くなるもの）や、ＯＳＲ(Otical soler reflector；テフロン（登録商標）の変わりに石英を用いたもの)等を用いても良い。また、蓋１の材料としては、アルミハニカムパネルやＣＦＲＰハニカムパネル等を用いても良く、特にＣＦＲＰの場合は黒色塗装が不要となる。
【００１７】
実施の形態２．
図４はこの発明に係る実施の形態２の構成を示す図であり、宇宙機の構体パネル４の外側表面には、多層断熱シート６が取り付けされている。また、蓋１、蓋側の輻射遮蔽板２、および構体パネル側の輻射遮蔽板３の外側表面には多層断熱シート６が取り付けされている。なお、その他の構成については実施の形態１と同じものを示す。
【００１８】
この実施の形態では、蓋１、蓋側の輻射遮蔽板２、構体パネル側の輻射遮蔽板３の外部側に多層断熱シート７を取り付けることにより、多層断熱シートを取り付けた構体パネル４と同じ断熱機能を有することができる。
【００１９】
実施の形態３．
図５はこの発明の形態３を示す図であり、上記実施の形態１または２において蓋側の輻射遮蔽板２がない形態である。上記実施の形態１または２による蓋側の輻射遮蔽板２がない代わりに、蓋１と構体側の輻射遮蔽板３との間に間隙を形成するように、構体側の輻射遮蔽板３に蓋取付け用ステー８を設置している。
【００２０】
この実施の形態では、宇宙機の構体パネル４に対する軌道上での外部熱入力の最小仰角が０ °以上の場合において、外部熱入力の構体内部への入射を遮蔽することができる。また、蓋１および構体側の輻射遮蔽板３の内側面に赤外線を吸収する表面処理が施されていることから、外部熱入力が構体パネル４の外表面で反射しても、蓋１および構体側の輻射遮蔽板３の内側面で反射熱が吸収されるので、貫通孔５に反射されることはない。
【００２１】
実施の形態４．
図６はこの発明の形態４ を示す図であり、宇宙機の構体パネル４における貫通孔５の周囲には、蓋取付け用ステー８が設けられている。上記実施の形態１または２による構体側の輻射遮蔽板５がなく、その代わりに、蓋１および蓋側の輻射遮蔽板２と、構体パネル４との間に間隙を形成するように、蓋取付け用ステー８を設置している。
【００２２】
この実施の形態では、宇宙機構体パネル４または６に対する軌道上での外部熱入力の最小仰角が０ °以上の場合において、外部熱入力の構体内部への入射を遮蔽することができる。また、蓋１の内側面に赤外線を吸収する表面処理が施されていることから、外部熱入力が構体パネル４の外表面で反射しても、大部分の反射熱が蓋１の内側面で吸収されるので、貫通孔５に反射される熱を低減することができる。
【００２３】
実施の形態５．
図７ はこの発明の形態５ を示す図であり、上記実施の形態４において蓋側の輻射遮蔽板２がない形態である。
【００２４】
この実施の形態では、宇宙機構体パネル４または６に対する軌道上での外部熱入力の最小仰角が０ °以上の場合において、外部熱入力の構体内部への入射を遮蔽することができる。また、蓋１の内側面に赤外線を吸収する表面処理が施されていることから、外部熱入力が構体パネル４の外表面で反射しても、大部分の反射熱が蓋１の内側面で吸収されるので、貫通孔５に反射される熱を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係る通気ダクトの実施の形態１を示す図である。
【図２】実施の形態１による通気ダクトの断面を示す図である。
【図３】実施の形態１による蓋の表面における部分断面図である。
【図４】この発明に係る通気ダクトの実施の形態２を示す図である。
【図５】この発明に係る通気ダクトの実施の形態３を示す図である。
【図６】この発明に係る通気ダクトの実施の形態４を示す図である。
【図７】この発明に係る通気ダクトの実施の形態５を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  蓋、２  蓋側の輻射遮蔽板、３  構体パネル側の輻射遮蔽板、４  構体パネル（放熱部）、５  貫通穴、６  多層断熱シート、８  蓋取付け用ステー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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