(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材と、前記アブレーション材と前記レドーム表面との間に設けられた間隙と、前記間隙内部に封入された液状の物質とを備え、
前記アブレーション材の熱分解による侵食が進行すると、前記空隙が表面に露出し、前記空隙内部に封入された液状の物質が飛しょう体表面にしみだして気化し、前記アブレーション材の分解により形成される保護境界層よりも低温の保護境界層を形成することを特徴とする飛しょう体用レドーム。
【請求項２】
所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に多層重ねて設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材と、前記多層のアブレーション材の間に設けられた間隙と、前記間隙内部に封入された液状の物質とを備え、
前記アブレーション材の熱分解による侵食が進行すると、前記空隙が表面に露出し、前記空隙内部に封入された液状の物質が飛しょう体表面にしみだして気化し、前記アブレーション材の分解により形成される保護境界層よりも低温の保護境界層を形成することを特徴とする飛しょう体用レドーム。
【請求項３】
所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材と、前記アブレーション材に設けたとまり穴と、前記とまり穴に嵌合してそのとまり穴をふさぐふたと、前記とまり穴と前記ふたの内部に封入される液状の物質とを備え、
前記アブレーション材の熱分解による侵食が進行すると、前記ふたが剥離し、前記ふたの内部に封入された液状の物質が飛しょう体表面に流出して気化し、前記アブレーション材の分解により形成される保護境界層よりも低温の保護境界層を形成することを特徴とする飛しょう体用レドーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体のレドームに関するものであり、特に、飛しょう体の内部の電子機器にかかる空力的な熱環境を軽減する飛しょう体用レドームを提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の飛しょう体用レドームを示す構成図であり、図９（ａ）は飛しょう体全体を示す構成図、図９（ｂ）は飛しょう体用レドームの断面図をそれぞれ示す。図において、１は所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体、２は飛しょう体１の内部に搭載した電子機器のひとつであり所定の目標までの距離および方位を計測するアンテナ、３はアンテナ２によって送受信される電波ビーム範囲の境界、４は飛しょう体１の先端に設けられ飛しょう体１のアンテナ２等の内部に搭載した電子機器を空力環境から保護するレドーム、５はレドーム４を構成し電波を透過するセラミックを材料としたセラミックレドーム、６はレドーム４を構成するセラミックレドーム５に接着されたＣＦＲＰ（炭素繊維強化複合材料）等の複合材料で成形されたレドームリング、７はセラミックレドーム５とレドームリング６を結合している接着部、８はレドームリング６表面に配置された、例えば耐熱性の有機もしくは無機の繊維を母材としフェノールあるいはエポキシのレジン等に含浸させた複合材よりなるアブレーション材、９はアンテナ２等の電子機器を内蔵または支持しレドーム４と結合している飛しょう体１のシェル、１０は飛しょう体１の後方に位置し飛しょう体１の推進力を発生させる推進装置、１１は推進装置１０の発生する推進力により飛しょう体１が高速で飛しょうする際に飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流、１２は高温の気流１１が前記アブレーション材８の表面を流れるために生じる熱分解ガス、１３は熱分解ガス１２が形成する保護境界層である。
【０００３】
飛しょう体１はアンテナ２を所定の目標に向け、電波ビームを発信あるいは受信することで所定の目標までの距離および方位の計測を行う。したがって電波ビームの有効範囲の境界３より前方の範囲内では、アンテナ２によって送受信される電波ビームはレドーム４を通過するため、レドーム４には電波透過性が要求される。電波透過性の要求を満たす材料としてはセラミック（アルミナ等）がある。セラミックを材料とするセラミックレドーム５と、金属を材料とするシェル９では線膨張率の差が大きく、飛しょう体１が高速で飛しょうする場合、飛しょう体１は高温の気流１１にさらされて加熱されるため、レドーム５とシェル９を直接接合するとセラミックと金属の接合部に熱応力が発生し破壊に至る。このため、レドーム４は、セラミックを材料とするセラミックレドーム５と金属材料からなるシェル９の中間程度の線膨張率をもつＣＦＲＰ等の複合材料で成形されるレドームリング６を接着して構成し、レドームリング６を仲介してシェル９と結合する方法が一般的である。
【０００４】
飛しょう体１が発射されると、飛しょう体１の推進装置１０が推進力を発生し、飛しょう体１は所定の目標に向かって高速で飛しょうを開始する。高速で飛しょう中の飛しょう体１は空力加熱をうける。空力加熱とは飛しょう体１が高速で飛しょうすることにより飛しょう体１の表面を大気が高速で流れ、飛しょう体１の表面と大気との間で摩擦がおき、摩擦熱により大気および飛しょう体１が加熱される現象のことである。すなわち、飛しょう体１は高温の気流１１にさらされながら飛しょうしていることになる。レドームリング６の表面に配置されたアブレーション材８は、高温の気流１１にさらされた時、最初ヒートシンクのように働くが、熱伝導率が低いため表面温度が急激に上昇し数百Ｋで吸熱反応による分解を始め多孔質の炭化層と熱分解ガス１２となりながら徐々に侵食される。熱分解ガス１２は熱流入と逆方向に炭化層を通ってアブレーション材８の表面にしみだしてゆく。しみだした熱分解ガス１２はアブレーション材８の表面と高温の気流１１との間を流れるが、熱分解ガス１２は高温の気流１１よりも相対的に温度が低く、熱の流入に対する保護境界層１３として働く。すなわち、飛しょう体１のレドームリング６の表面に設けられたアブレーション材８は、高温の気流１１の下に相対的に温度の低い熱分解ガス１２による保護境界層１３を形成することによりレドームリング６への熱の流入量を減少させ、耐熱性の低い複合材料で成形されたレドームリング６を空力加熱から保護する。
【０００５】
近年の飛しょう体は高速化されると同時に、飛しょう距離の延伸の方向に開発が進んでいる。飛しょう体が高速化されると空力加熱による単位時間あたりの流入熱量が増大し、飛しょう体の機体、特に先頭に位置するレドームに流入する熱量が増加する。また、飛しょう体の飛しょう距離が延伸されると、飛しょう時間が延伸され、したがって空力加熱をうける時間も延長されることになり、高速化の時と同様に飛しょう体の機体やレドームに流入する熱量が増加する。
【０００６】
図１０は接着部７の接着強度と温度の関係を示す図である。図において、横軸は接着部７の温度であり、縦軸は接着部７の接着強度を示す。図によれば、接着部７の温度が上昇すると、ある温度で急激に接着強度が失われる温度、すなわちガラス転移温度Ｔｇが存在するのが一般的である。接着部７の温度は、空力加熱をうけてレドーム４に加えられた熱が、レドーム４を構成するセラミックレドーム５を伝導し、あるいはレドーム４を構成するレドームリング６を伝導することで上昇する。飛しょう体の高速化および飛しょう距離の延伸がなされた場合、従来のレドームリング６の表面にアブレーション材８を設ける構造ではレドーム４に流入する熱、特にアブレーション材８を設けていないセラミックレドーム５から流入する熱量が増加するため、接着部７の温度がガラス転移点Ｔｇを越える可能性がある。セラミックレドーム５とレドームリング６を接着する接着部７は温度上昇にともなって接着強度が低下し、特にガラス転移点Ｔｇを越えてしまうとセラミックレドーム５とレドームリング６間の固定ができなくなり、その結果セラミックレドーム５が脱落しアンテナ２等の内部の電子機器が破壊されてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
飛しょう体１が所定の目標に向かって高速で飛しょうする際には空力加熱が生じ、飛しょう体１の機体に熱が流入するが、特に飛しょう体１の先頭に位置するレドーム４内部には多大な熱量が流入する。飛しょう体を従来のものよりも高速化し、飛しょう距離を延伸する場合、従来のレドーム４の構造ではセラミックレドーム５から伝導により流入する熱量が増加するため、レドーム４を構成するセラミックレドーム５とレドームリング６を接着する接着部７の温度が上昇しガラス転移点Ｔｇを越えてしまい、それにともなって接着部７の接着強度が低下する。接着部７の接着強度の低下のためにセラミックレドーム５とレドームリング６間の固定ができなくなり、その結果セラミックレドーム５が脱落するという問題があった。また、セラミックレドーム５が脱落するとアンテナ２等の内部の電子機器が破壊され、飛しょう体１は所定の目標位置を計測することが不可能となり、所定の目標に向けての誘導が不可能となる。また、セラミックレドーム５が脱落すると飛しょう体１の空力抵抗が増大し、飛しょう制御が不可能となる。すなわち、所定の目標に到達することが不可能となるという問題があった。
【０００８】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、飛しょう体の飛しょう時に生じる空力加熱による熱のセラミックレドームからの伝導を抑制することで、セラミックレドームとレドームリングの接着部の温度上昇を抑制し、セラミックレドームの脱落を防ぐ断熱性の高い飛しょう体用レドームを提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による飛しょう体用レドームは、所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材を備えたものである。
【００１０】
第２の発明による飛しょう体用レドームは、所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材と、前記アブレーション材と前記レドーム表面との間に設けられた間隙と、前記間隙内部に封入され前記アブレーション材の熱分解に応じて自身が気化し保護境界層を形成する液状の物質とを備えたものである。
【００１１】
第３の発明による飛しょう体用レドームは、所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に多層重ねて設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材と、前記多層のアブレーション材の間に設けられた間隙と、前記間隙内部に封入され前記アブレーション材の熱分解に応じて自身が気化し保護境界層を形成する液状の物質とを備えたものである。
【００１２】
第４の発明による飛しょう体用レドームは、所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材と、前記アブレーション材に設けたとまり穴と、前記とまり穴に嵌合してそのとまり穴をふさぐふたと、前記とまり穴と前記ふたの内部に封入され前記ふたの剥離に応じて自身が気化し保護境界層を形成する液状の物質とを備えたものである。
【００１３】
第５の発明による飛しょう体用レドームは、所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材と、前記アブレーション材の表面に設けられた噴射口と、前記噴射口から噴射され自身が気化し保護境界層を形成する液体と、前記液体を蓄えるタンクと、前記タンクから前記液体を前記噴射口へ移送する手段とを備えたものである。
【００１４】
第６の発明による飛しょう体用レドームは、所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材と、前記アブレーション材の内部に設けられた噴射口と、前記噴射口から噴射され自身が気化し保護境界層を形成する液体と、前記液体を蓄えるタンクと、前記タンクから前記液体を前記噴射口へ移送する手段とを備えたものである。
【００１５】
第７の発明による飛しょう体用レドームは、所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体に設けられ、内部に設置されたアンテナの送信もしくは受信電波ビームを透過する飛しょう体用レドームにおいて、前記レドーム表面における前記電波ビームの範囲外に設けられ、前記飛しょう体が飛しょうする際に自身が熱分解し保護境界層を形成するアブレーション材と、前記アブレーション材に設けたとまり穴と、前記とまり穴に嵌合してそのとまり穴をふさぐふたと、前記とまり穴に設けられた噴射口と、前記ふたの剥離に応じて前記噴射口から噴射され自身が気化し保護境界層を形成する液体と、前記液体を蓄えるタンクと、前記タンクから前記液体を前記噴射口へ移送する手段とを備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す部分構成図であり、図１（ａ）は、飛しょう開始時のレドームの断面図、図１（ｂ）は飛しょう時のレドームの断面図である。図において、１は所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体、２は飛しょう体１の内部に搭載した電子機器のひとつであり所定の目標までの距離および方位を計測するアンテナ、３はアンテナ２によって送受信される電波ビームの有効範囲の境界、４は飛しょう体１の先端に設けられ飛しょう体１のアンテナ２等の内部の電子機器を空力環境から保護するレドーム、５はレドーム４を構成し電波を透過するセラミックを材料としたセラミックレドーム、６はレドーム４を構成するセラミックレドーム５に接着されたＣＦＲＰ（炭素繊維強化複合材料）等の複合材料で成形されたレドームリング、７はセラミックレドーム５とレドームリング６を結合している接着部、９はアンテナ２等の電子機器を内蔵または支持しレドーム４と結合している飛しょう体１のシェル、１４はレドーム４表面でかつ飛しょう体１のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外に設けられ、例えば耐熱性の有機もしくは無機の繊維を母材としフェノールあるいはエポキシのレジン等に含浸させた複合材よりなるアブレーション材、１１は飛しょう体１が高速で飛しょうする際に飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流、１２は高温の気流１１が前記アブレーション材１４の表面を流れるために生じる熱分解ガス、１３は熱分解ガス１２が形成する保護境界層である。
【００１７】
所定の目標に向かって高速で飛しょうを開始した飛しょう体１は、アンテナ２を所定の目標に向け、電波ビームを発信あるいは受信することで所定の目標までの距離および方位を計測しつつ飛しょうする。飛しょう体１の先頭のレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４はアンテナ２の送受信する電波ビームの範囲外、すなわち境界３より外に設けられているため、電波の透過には影響を与えず、したがってアンテナ２による距離および方位計測性能には影響を与えない。
【００１８】
飛しょう体１は高速で飛しょうすることにより空力加熱をうけ、高温の気流１１にさらされながら飛しょうする。したがって、高速で飛しょうする飛しょう体１の先端に位置するレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４は、飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１にさらされる。高温の気流１１にさらされるアブレーション材１４は最初ヒートシンクのように働くが、熱伝導率が低いため、表面温度が急激に上昇し、数百Ｋで吸熱反応による分解を始め多孔質の炭化層と熱分解ガス１２となりながら徐々に侵食される。熱分解ガス１２は熱流入と逆方向に炭化層を通ってアブレーション材１４の表面にしみだしてゆく。しみだした熱分解ガス１２はアブレーション材１４の表面と高温の気流１１との間を流れ、熱の流入に対する保護境界層１３を形成する。形成された保護境界層１３は高温の気流１１よりも相対的に温度が低いため、レドーム４への熱流入量を抑制する。アブレーション材１４はセラミックレドーム５のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外の部分、すなわち接着部７の近傍にもうけられているため、アブレーション材１４により形成される保護境界層１３はセラミックレドーム５の表面の接着部７の近傍より形成される。接着部７の温度上昇には、セラミックレドーム５の接着部７近傍からの熱伝導が大きな影響を与えるが、保護境界層１３はセラミックレドーム５表面の接着部７の近傍から形成されているため、セラミックレドーム５の接着部７の近傍への熱の流入を抑制し、したがって接着部７への熱の伝導を抑制できるので、接着部７の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００１９】
図２は接着部７の温度履歴を示す図であり、図２（ａ）はこの発明の接着部の温度履歴を示す図である。図において、１５は従来の接着部７の温度履歴であり、１６ａはこの発明の実施の形態１の接着部７の温度履歴である。図に示すように、従来の接着部７の温度履歴１５と比較して、この発明による接着部７の温度履歴１６ａの方が温度上昇を低く抑えられる。これはセラミックレドーム５への熱流入量が減少した結果であり、これにより、セラミックレドーム５とレドームリング６の接着部７の温度上昇にともなう強度低下を防止することができ、セラミックレドーム５の脱落やアンテナ２等の内部の電子機器の破壊を防止することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２を示す部分構成図であり、図３（ａ）は、飛しょう開始時のレドームの断面図、図３（ｂ）は飛しょう時のレドームの断面図である。図において、１は所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体、２は飛しょう体１の内部に搭載した電子機器のひとつであり所定の目標までの距離および方位を計測するアンテナ、３はアンテナ２によって送受信される電波ビームの有効範囲の境界、４は飛しょう体１の先端に設けられ飛しょう体１のアンテナ２等の内部の電子機器を空力環境から保護するレドーム、５はレドーム４を構成し電波を透過するセラミックを材料としたセラミックレドーム、６はレドーム４を構成するセラミックレドーム５に接着されたＣＦＲＰ等を材料とするレドームリング、７はセラミックレドーム５とレドームリング６を結合している接着部、９はアンテナ２等の電子機器を内蔵または支持しレドーム４と結合している飛しょう体１のシェル、１４はレドーム４表面でかつ飛しょう体１のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外に設けられ、例えば耐熱性の有機もしくは無機の繊維を母材としフェノールあるいはエポキシのレジン等に含浸させた複合材よりなるアブレーション材、１７は前記アブレーション材１４と前記レドーム４間に設けられた間隙、１８は間隙１７の内部に設けられたアブレーション材１４の熱分解する温度よりも低温で気化する例えば水や高級アルコール等の液体、１１は飛しょう体１が高速で飛しょうする際に飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流、１２は高温の気流１１が前記アブレーション材１４の表面を流れるために生じる熱分解ガス、１３は熱分解ガス１２が形成する保護境界層、１９は前記液体１８が高温の気流１１および熱分解ガス１２にさらされ気化したガス、２０は前記液体１８の気化したガス１９が形成する熱分解ガス１２よりも低温の保護境界層である。
【００２１】
所定の目標に向かって高速で飛しょうを開始した飛しょう体１は、アンテナ２を所定の目標に向け、電波ビームを発信あるいは受信することで所定の目標までの距離および方位を計測しつつ飛しょうする。飛しょう体１の先頭のレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４はアンテナ２の送受信する電波ビームの範囲外、すなわち境界３より外に設けられているため、電波の透過には影響を与えず、したがってアンテナ２による距離および方位計測性能には影響を与えない。
【００２２】
飛しょう体１は高速で飛しょうすることにより空力加熱をうけ、高温の気流１１にさらされながら飛しょうする。したがって、高速で飛しょうする飛しょう体１の先端に位置するレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４は、飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１にさらされる。高温の気流１１にさらされるアブレーション材１４は最初ヒートシンクのように働くが、熱伝導率が低いため、表面温度が急激に上昇し、数百Ｋで吸熱反応による分解を始め多孔質の炭化層と熱分解ガス１２となりながら徐々に侵食される。熱分解ガス１２は熱流入と逆方向に炭化層を通ってアブレーション材１４の表面にしみだしてゆく。しみだした熱分解ガス１２はアブレーション材１４の表面と高温の気流１１との間を流れ、熱の流入に対する保護境界層１３を形成する。形成された保護境界層１３は高温の気流１１よりも相対的に温度が低いため、レドーム４への熱の流入を抑制する。
【００２３】
アブレーション材１４の熱分解および侵食が進行すると、多孔質の炭化層中の熱分解ガス１２の流出路がアブレーション材１４とセラミックレドーム５間に設けられた間隙１７の位置まで達し、間隙１７内部の液体１８は飛しょう体１の表面へとしみだすことができるようになる。飛しょう体１の表面へしみだした液体１８は飛しょう体１の表面を流れながら熱分解ガス１２および飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１から気化熱を奪って気化してガス１９となり、熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３よりも低温の保護境界層２０を形成する。飛しょう体１は、アブレーション材１４の形成する熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３と、液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０という２重の断熱がなされることになり、この発明の実施の形態１のようにアブレーション材１４単体で断熱する場合以上にレドーム４への熱流入量を下げることができる。
【００２４】
アブレーション材１４および液体１８を内部にもつ間隙１７はセラミックレドーム５のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外の部分、すなわち接着部７の近傍に設けられているため、アブレーション材１４の熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３および液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０はセラミックレドーム５の表面の接着部７の近傍より形成される。接着部７の温度上昇には、セラミックレドーム５の接着部７近傍からの熱伝導が大きな影響を与えるが、保護境界層１３および保護境界層２０はセラミックレドーム５表面の接着部７の近傍から形成されているため、セラミックレドーム５の接着部７の近傍への熱の流入を抑制し、したがって接着部７への熱の伝導を抑制できるので、接着部７の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００２５】
図２は接着部７の温度履歴を示す図であり、図２（ｂ）は、この発明の接着部の温度履歴を示す図である。図において、１５は従来の接着部７の温度履歴であり、１６ｂはこの発明の実施の形態２の接着部７の温度履歴である。図に示すように、従来の接着部７の温度履歴１５と比較して、この発明による接着部７の温度履歴１６ｂの方が温度上昇を低く抑えられる。また、飛しょう時間がある程度経過したところで再に接着層の温度上昇を抑えるため、実施の形態１より温度上昇の抑制効果が大きい。これはセラミックレドーム５への熱流入量が減少した結果であり、これにより、セラミックレドーム５とレドームリング６の接着部７の温度上昇にともなう強度低下をさらに防止することができ、セラミックレドーム５の脱落やアンテナ２等の内部の電子機器の破壊を防止することができる。
なお、液体１８はゼリー状やゲル状の液体状物質でも良い。
【００２６】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３を示す部分構成図であり、図４（ａ）は、飛しょう開始時のレドームの断面図、図４（ｂ）は飛しょう時のレドームの断面図である。図において、１は所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体、２は飛しょう体１の内部に搭載した電子機器のひとつであり所定の目標までの距離および方位を計測するアンテナ、３はアンテナ２によって送受信される電波ビームの有効範囲の境界、４は飛しょう体１の先端に設けられ飛しょう体１のアンテナ２等の内部の電子機器を空力環境から保護するレドーム、５はレドーム４を構成する電波を透過するセラミックを材料としたセラミックレドーム、６はレドーム４を構成するセラミックレドーム５に接着されたＣＦＲＰ等を材料とするレドームリング、７はセラミックレドーム５とレドームリング６を結合している接着部、９はアンテナ２等の電子機器を内蔵または支持しレドーム４と結合している飛しょう体１のシェル、１４ａはレドーム４表面でかつ飛しょう体１のアンテナ２の送受信する電波ビーム３の範囲外に２層に設けられた、例えば耐熱性の有機もしくは無機の繊維を母材としフェノールあるいはエポキシのレジン等に含浸させた複合材よりなるアブレーション材のうち外側に位置するアブレーション材上層、１４ｂはレドーム４表面でかつ飛しょう体１のアンテナ２の送受信する電波ビーム３の範囲外に２層に設けられたアブレーション材のうち内側に位置するアブレーション材下層、１７は前記アブレーション材上層１４ａとアブレーション材下層１４ｂの間に設けられた間隙、１８は間隙１７の内部に設けられたアブレーション材上層１４ａおよびアブレーション材下層１４ｂの熱分解する温度よりも低温で気化する液体、１１は飛しょう体１が高速で飛しょうする際に飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流、１２は高温の気流１１が前記アブレーション材上層１４ａおよびアブレーション材下層１４ｂの表面を流れるために生じる熱分解ガス、１３は熱分解ガス１２が形成する保護境界層、１９は前記液体１８が高温の気流１１および熱分解ガス１２にさらされ気化したガス、２０は前記液体１８の気化したガス１９が形成する熱分解ガス１２よりも低温の保護境界層である。
【００２７】
所定の目標に向かって高速で飛しょうを開始した飛しょう体１は、アンテナ２を所定の目標に向け、電波ビームを発信あるいは受信することで所定の目標までの距離および方位を計測しつつ飛しょうする。飛しょう体１の先頭のレドーム４の表面に設けられたアブレーション材上層１４ａおよびアブレーション材下層１４ｂはアンテナ２の送受信する電波ビームの範囲外、すなわち境界３より外に設けられているため、電波の透過には影響を与えず、したがってアンテナ２による距離および方位計測性能には影響を与えない。
【００２８】
飛しょう体１は高速で飛しょうすることにより空力加熱をうけ、高温の気流１１にさらされながら飛しょうする。したがって、高速で飛しょうする飛しょう体１の先端に位置するレドーム４の表面に設けられたアブレーション材上層１４ａは、飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１にさらされる。高温の気流１１にさらされるアブレーション材上層１４ａは最初ヒートシンクのように働くが、熱伝導率が低いため、表面温度が急激に上昇し、数百Ｋで吸熱反応による分解を始め多孔質の炭化層と熱分解ガス１２となりながら徐々に侵食される。熱分解ガス１２は熱流入と逆方向に炭化層を通ってアブレーション材上層１４ａの表面にしみだしてゆく。しみだした熱分解ガス１２はアブレーション材上層１４ａの表面と高温の気流１１との間を流れ、熱の流入に対する保護境界層１３を形成する。形成された保護境界層１３は高温の気流１１よりも相対的に温度が低いため、レドーム４への熱流入量を抑制する。
【００２９】
アブレーション材上層１４ａの熱分解および侵食が進行すると、多孔質の炭化層中の熱分解ガス１２の流出路がアブレーション材上層１４ａとアブレーション材下層１４ｂ間に設けられた間隙１７の位置まで達し、間隙１７内部の液体１８は飛しょう体１の表面へとしみだすことができるようになる。飛しょう体１の表面へしみだした液体１８は飛しょう体１の表面を流れながら熱分解ガス１２および飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１から気化熱を奪って気化してガス１９となり、熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３よりも低温の保護境界層２０を形成する。飛しょう体１は、アブレーション材上層１４ａの形成する熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３と、液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０という２重の断熱がなされることになる。さらに、液体が全て気化した後も、アブレーション材下層１４ｂが熱分解し生成される熱分解ガス１２が保護境界層１３を形成するので、この発明の実施の形態１のようにアブレーション材１４単体で断熱する場合以上にレドーム４への熱の流入を下げることができる。
【００３０】
アブレーション材上層１４ａ、アブレーション材下層１４ｂおよび液体１８を内部にもつ間隙１７はセラミックレドーム５のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外の部分、すなわち接着部７の近傍に設けられているため、アブレーション材上層１４ａ、アブレーション材下層１４ｂの熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３および液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０はセラミックレドーム５の表面の接着部７の近傍より形成される。接着部７の温度上昇には、セラミックレドーム５の接着部７近傍からの熱伝導が大きな影響を与えるが、保護境界層１３および保護境界層２０はセラミックレドーム５表面の接着部７の近傍から形成されているため、セラミックレドーム５の接着部７の近傍への熱の流入を抑制し、したがって接着部７への熱の伝導を抑制できるので、接着部７の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００３１】
図２は接着部７の温度履歴を示す図であり、図２（ｂ）はこの発明における接着部の温度履歴を示す図である。図において、１５は従来の接着部７の温度履歴であり、１６ｂはこの発明における接着部７の温度履歴である。図に示すように、従来の接着部７の温度履歴１５と比較して、この発明による接着部７の温度履歴１６ｂの方が温度上昇を低く抑えられる。これはセラミックレドーム５への熱流入量が減少した結果であり、これにより、セラミックレドーム５とレドームリング６の接着部７の温度上昇にともなう強度低下を防止することができ、セラミックレドーム５の脱落やアンテナ２等の内部の電子機器の破壊を防止することができる。
【００３２】
この発明の実施の形態３においては、アブレーション材上層１４ａおよびアブレーション材下層１４ｂ間に設けた間隙１７内に液体１８を設けているため、加工の困難なセラミックレドーム５に間隙１７を設けるための加工が不要となり、セラミックレドーム５の加工が必要な実施の形態２と比較して、より安価なレドームを得ることが可能となる。
【００３３】
ここではアブレーション材が２層の場合について説明したが、層の数は２層に限定されず、３層以上になった場合にも適用される。
【００３４】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４を示す部分構成図であり、図５（ａ）は、飛しょう開始時のレドームの断面図、図５（ｂ）は飛しょう時のレドームの断面図である。図において、１は所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体、２は飛しょう体１の内部に搭載した電子機器のひとつであり所定の目標までの距離および方位を計測するアンテナ、３はアンテナ２によって送受信される電波ビームの有効範囲の境界、４は飛しょう体１の先端に設けられ飛しょう体１のアンテナ２等の内部の電子機器を空力環境から保護するレドーム、５はレドーム４を構成する電波を透過するセラミックを材料としたセラミックレドーム、６はレドーム４を構成するセラミックレドーム５に接着されたＣＦＲＰ等を材料とするレドームリング、７はセラミックレドーム５とレドームリング６を結合している接着部、９はアンテナ２等の電子機器を内蔵または支持しレドーム４と結合している飛しょう体１のシェル、１４はレドーム４の表面でかつ飛しょう体１のアンテナ２の送受信する電波ビーム３の範囲外に設けられた、例えば耐熱性の有機もしくは無機の繊維を母材としフェノールあるいはエポキシのレジン等に含浸させた複合材よりなるアブレーション材、２１は前記アブレーション材１４に設けられたとまり穴、２２は前記とまり穴２１に圧入されてとまり穴２１をふさぐふた、１８は前記アブレーション材１４に設けられたとまり穴２１とふた２２の内部に設けられたアブレーション材１４の熱分解する温度よりも低温で気化する液体、１１は飛しょう体１が高速で飛しょうする際に飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流、１２は高温の気流１１が前記アブレーション材１４の表面を流れるために生じる熱分解ガス、１３は熱分解ガス１２が形成する保護境界層、１９は前記液体１８が高温の気流１１および熱分解ガス１２にさらされ気化したガス、２０は前記液体１８の気化したガス１９が形成する熱分解ガス１２よりも低温の保護境界層である。
【００３５】
所定の目標に向かって高速で飛しょうを開始した飛しょう体１は、アンテナ２を所定の目標に向け、電波ビームを発信あるいは受信することで所定の目標までの距離および方位を計測しつつ飛しょうする。飛しょう体１の先頭のレドーム４表面に設けられたアブレーション材１４はアンテナ２の送受信する電波ビームの範囲外、すなわち境界３より外に設けられているため、電波の透過には影響を与えず、したがってアンテナ２による距離および方位計測性能には影響を与えない。
【００３６】
飛しょう体１は高速で飛しょうすることにより空力加熱をうけ、高温の気流１１にさらされながら飛しょうする。したがって、高速で飛しょうする飛しょう体１の先端に位置するレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４は、飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１にさらされる。高温の気流１１にさらされるアブレーション材１４は最初ヒートシンクのように働くが、熱伝導率が低いため、表面温度が急激に上昇し、数百Ｋで吸熱反応による分解を始め多孔質の炭化層と熱分解ガス１２となりながら徐々に侵食される。熱分解ガス１２は熱流入と逆方向に炭化層を通ってアブレーション材１４の表面にしみだしてゆく。しみだした熱分解ガス１２はアブレーション材１４の表面と高温の気流１１との間を流れ、熱の流入に対する保護境界層１３を形成する。形成された保護境界層１３は高温の気流１１よりも相対的に温度が低いため、レドーム４への熱の流入を抑制する。
【００３７】
ふた２２は、通常ではアブレーション材１４に設けられたとまり穴２１に圧入されて摩擦力によりアブレーション材１４中に保持されるが、アブレーション材１４の熱分解および侵食が進行すると、ふた２２はアブレーション材１４との摩擦を失ってアブレーション材１４の侵食の早い進行方向前方より順次外れていく。ふた２２が外れることにより、とまり穴２１の内部の液体１８は飛しょう体１の表面へ流出する。飛しょう体１の表面を流れる液体１８は飛しょう体１の表面を流れながら熱分解ガス１２および飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１から気化熱を奪って気化してガス１９となり、熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３よりも低温の保護境界層２０を形成する。飛しょう体１は、アブレーション材１４の形成する熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３と、液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０という２重の断熱がなされることになり、この発明の実施の形態１のようにアブレーション材１４単体で断熱する以上にレドーム４への熱流入量を下げることができる。
【００３８】
アブレーション材１４、液体１８を内部に設けたとまり穴２１およびとまり穴２１をふさぐふた２２はセラミックレドーム５のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外の部分、すなわち接着部７の近傍に設けられているため、アブレーション材１４の熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３および液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０はセラミックレドーム５の表面の接着部７の近傍より形成される。接着部７の温度上昇には、セラミックレドーム５の接着部７近傍からの熱伝導が大きな影響を与えるが、保護境界層１３および保護境界層２０はセラミックレドーム５表面の接着部７の近傍から形成されているため、セラミックレドーム５の接着部７の近傍への熱の流入を抑制し、したがって接着部７への熱の伝導を抑制できるので、接着部７の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００３９】
図２は接着部７の温度履歴を示す図であり、図２（ｂ）はこの発明における接着部の温度履歴を示す図である。図において、１５は従来の接着部７の温度履歴であり、１６ｂはこの発明における接着部７の温度履歴である。図に示すように、従来の接着部７の温度履歴１５と比較して、この発明による接着部７の温度履歴１６ｂの方が温度上昇を低く抑えられる。これはセラミックレドーム５への熱流入量が減少した結果であり、これにより、セラミックレドーム５とレドームリング６の接着部７の温度上昇にともなう強度低下を防止することができ、セラミックレドーム５の脱落やアンテナ２等の内部の電子機器の破壊を防止することができる。
【００４０】
この発明の実施の形態４においては、ふた２２のサイズを調整することにより液体１８のしみだすタイミングすなわち低温の保護境界層２０を形成するタイミングを調整することができるため、実施の形態２および３と比較して、より少ない液体１８の量で同等の断熱効果を得ることが可能となり、レドーム４、ひいては飛しょう体１の軽量化が可能となる。また、ふた２２の配置を調整することにより液体１８のしみだす位置すなわち低温の保護境界層２０を形成する位置を調整することができるため、実施の形態２および３と比較して、より少ない液体１８の量で同等の断熱効果を得ることが可能となり、飛しょう体全体の軽量化が可能となる。
【００４１】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５を示す部分構成図であり、図６（ａ）は、飛しょう開始時のレドームの断面図、図６（ｂ）は飛しょう時のレドームの断面図である。図において、１は所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体、２は飛しょう体１の内部に搭載した電子機器のひとつであり所定の目標までの距離および方位を計測するアンテナ、３はアンテナ２によって送受信される電波ビームの有効範囲の境界、４は飛しょう体１の先端に設けられ飛しょう体１のアンテナ２等の内部の電子機器を空力環境から保護するレドーム、５はレドーム４を構成する電波を透過するセラミックを材料としたセラミックレドーム、６はレドーム４を構成するセラミックレドーム５に接着されたＣＦＲＰ等を材料とするレドームリング、７はセラミックレドーム５とレドームリング６を結合している接着部、９はアンテナ２等の電子機器を内蔵または支持しレドーム４と結合している飛しょう体１のシェル、１４はレドーム４の表面でかつ飛しょう体１のアンテナ２の送受信する電波ビーム３の範囲外に設けられた、例えば耐熱性の有機もしくは無機の繊維を母材としフェノールあるいはエポキシのレジン等に含浸させた複合材よりなるアブレーション材、２３は前記アブレーション材１４の表面に設けられた噴射口、１８は前記噴射口２３から噴射されるアブレーション材１４の熱分解する温度よりも低温で気化する液体、２４は前記液体１８を蓄えるためにレドーム４内部に設けられたタンク、２５は前記液体１８を前記タンク２４から噴射口２３方向へ移送するためにレドーム４内部に設けられたポンプ、１１は飛しょう体１が高速で飛しょうする際に飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流、１２は高温の気流１１が前記アブレーション材１４の表面を流れるために生じる熱分解ガス、１３は熱分解ガス１２が形成する保護境界層、１９は前記液体１８が高温の気流１１および熱分解ガス１２にさらされ気化したガス、２０は前記液体１８の気化したガス１９が形成する熱分解ガス１２よりも低温の保護境界層である。
【００４２】
所定の目標に向かって高速で飛しょうを開始した飛しょう体１は、アンテナ２を所定の目標に向け、電波ビームを発信あるいは受信することで所定の目標までの距離および方位を計測しつつ飛しょうする。飛しょう体１の先頭のレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４はアンテナ２の送受信する電波ビームの範囲外、すなわち境界３より外に設けられているため、電波の透過には影響を与えず、したがってアンテナ２による距離および方位計測性能には影響を与えない。
【００４３】
飛しょう体１は高速で飛しょうすることにより空力加熱をうけ、高温の気流１１にさらされながら飛しょうする。したがって、高速で飛しょうする飛しょう体１の先端に位置するレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４は、飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１にさらされる。高温の気流１１にさらされるアブレーション材１４は最初ヒートシンクのように働くが、熱伝導率が低いため、表面温度が急激に上昇し、数百Ｋで吸熱反応による分解を始め多孔質の炭化層と熱分解ガス１２となりながら徐々に侵食される。熱分解ガス１２は熱流入と逆方向に炭化層を通ってアブレーション材１４の表面にしみだしてゆく。しみだした熱分解ガス１２はアブレーション材１４の表面と高温の気流１１との間を流れ、熱の流入に対する保護境界層１３を形成する。形成された保護境界層１３は高温の気流１１よりも相対的に温度が低いため、レドーム４への熱の流入を抑制する。
【００４４】
一方、飛しょう体１の飛しょう開始と同時に、ポンプ２５が作動し、液体１８はタンク２４から噴射口２３方向に移送される。移送された液体１８は飛しょう体１表面を流れながら熱分解ガス１２および飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１から気化熱を奪って気化してガス１９となり、熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３よりも低温の保護境界層２０を形成する。飛しょう体１は、アブレーション材１４の形成する熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３と、液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０という２重の断熱がなされることになり、この発明の実施の形態１のようにアブレーション材１４単体で断熱する以上にセラミックレドーム５への熱流入量を下げることができる。
【００４５】
アブレーション材１４および液体１８を噴射する噴射口２３はセラミックレドーム５のアンテナ２の送受信する電波ビーム範囲の境界３より外の部分、すなわち接着部７の近傍に設けられているため、アブレーション材１４の熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３および液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０はセラミックレドーム５の表面の接着部７の近傍より形成される。接着部７の温度上昇には、セラミックレドーム５の接着部７近傍からの熱伝導が大きな影響を与えるが、保護境界層１３および保護境界層２０はセラミックレドーム５表面の接着部７の近傍から形成されているため、セラミックレドーム５の接着部７の近傍への熱の流入を抑制し、したがって接着部７への熱の伝導を抑制できるので、接着部７の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００４６】
図２は接着部７の温度履歴を示す図であり、図２（ａ）はこの発明における接着部の温度履歴を示す図である。図において、１５は従来の接着部７の温度履歴であり、１６ａはこの発明における接着部７の温度履歴である。図に示すように、従来の接着部７の温度履歴１５と比較して、この発明による接着部７の温度履歴１６ａの方が温度上昇を低く抑えられる。これはセラミックレドーム５への熱流入量が減少した結果であり、これにより、セラミックレドーム５とレドームリング６の接着部７の温度上昇にともなう強度低下を防止することができ、セラミックレドーム５の脱落やアンテナ２等の内部の電子機器の破壊を防止することができる。
【００４７】
この発明の実施の形態５においては、液体１８が気化して失われる分はタンク２４からポンプ２５を通じて供給されるため、飛しょう中を通じて低温の保護境界層２０が安定して形成でき、実施の形態１，２，３，４よりも断熱効果の高いレドームを得ることが可能となる。
【００４８】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６を示す部分構成図であり、図７（ａ）は、飛しょう開始時のレドームの断面図、図７（ｂ）は飛しょう時のレドームの断面図である。図において、１は所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体、２は飛しょう体１の内部に搭載した電子機器のひとつであり所定の目標までの距離および方位を計測するアンテナ、３はアンテナ２によって送受信される電波ビームの有効範囲の境界、４は飛しょう体１の先端に設けられ飛しょう体１のアンテナ２等の内部の電子機器を空力環境から保護するレドーム、５はレドーム４を構成する電波を透過するセラミックを材料としたセラミックレドーム、６はレドーム４を構成するセラミックレドーム５に接着されたＣＦＲＰ等を材料とするレドームリング、７はセラミックレドーム５とレドームリング６を結合している接着部、９はアンテナ２等の電子機器を内蔵または支持しレドーム４と結合している飛しょう体１のシェル、１４はレドーム４の表面でかつ飛しょう体１のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外に設けられた、例えば耐熱性の有機もしくは無機の繊維を母材としフェノールあるいはエポキシのレジン等に含浸させた複合材よりなるアブレーション材、２３は前記アブレーション材１４の内部に設けられた噴射口、１８は前記噴射口２３から噴射されるアブレーション材１４の熱分解する温度よりも低温で気化する液体、１４は前記液体１８を蓄えるためにレドーム４の内部に設けられたタンク、２５は前記液体１８を前記タンク２４から噴射口２３方向に移送するためにレドーム４内部に設けられたポンプ、１１は飛しょう体１が高速で飛しょうする際に飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流、１２は高温の気流１１が前記アブレーション材１４の表面を流れるために生じる熱分解ガス、１３は熱分解ガス１２が形成する保護境界層、１９は前記液体１８が高温の気流１１および熱分解ガス１２にさらされ気化したガス、２０は前記液体１８の気化したガス１９が形成する熱分解ガス１２よりも低温の保護境界層である。
【００４９】
所定の目標に向かって高速で飛しょうを開始した飛しょう体１は、アンテナ２を所定の目標に向け、電波ビームを発信あるいは受信することで所定の目標までの距離および方位を計測しつつ飛しょうする。飛しょう体１の先頭のレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４はアンテナ２の送受信する電波ビームの範囲外、すなわち境界３より外に設けられているため、電波の透過には影響を与えず、したがってアンテナ２による距離および方位計測性能には影響を与えない。
【００５０】
飛しょう体１の飛しょう開始と同時に、ポンプ２５が作動し、液体１８はタンク２４から噴射口２３方向に移送されるが、発射直後の噴射口２３はアブレーション材１４により密封されているため漏れることはなく、液体１８の移動はそこで停止する。
【００５１】
飛しょう体１は高速で飛しょうすることにより空力加熱をうけ、高温の気流１１にさらされながら飛しょうする。したがって、高速で飛しょうする飛しょう体１の先端に位置するレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４は、飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１にさらされる。高温の気流１１にさらされるアブレーション材１４は最初ヒートシンクのように働くが、熱伝導率が低いため、表面温度が急激に上昇し、数百Ｋで吸熱反応による分解を始め多孔質の炭化層と熱分解ガス１２となりながら徐々に侵食される。熱分解ガス１２は熱流入と逆方向に炭化層を通ってアブレーション材１４の表面にしみだしてゆく。しみだした熱分解ガス１２はアブレーション材１４の表面と高温の気流１１との間を流れ、熱の流入に対する保護境界層１３を形成する。形成された保護境界層１３は高温の気流１１よりも相対的に温度が低いため、レドーム４への熱の流入を抑制する。
【００５２】
アブレーション材１４の熱分解および侵食が進行すると、多孔質の炭化層中の熱分解ガス１２の流出路がアブレーション材１４内部に設けられた噴射口２３の位置まで達し、飛しょう開始直後にアブレーション材１４で密封されているために流出できなかった液体１８は、噴射口２３を通じて、飛しょう体１表面へと流れ出すことができるようになる。飛しょう体１表面へ流れだした液体１８は飛しょう体１表面を流れながら熱分解ガス１２および飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１から気化熱を奪って気化してガス１９となり、熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３よりも低温の保護境界層２０を形成する。飛しょう体１は、アブレーション材１４の形成する熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３と、液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０という２重の断熱がなされることになり、この発明の実施の形態１のようにアブレーション材１４単体で断熱する以上にセラミックレドーム５への熱流入量を下げることができる。
【００５３】
アブレーション材１４および液体１８を噴射する噴射口２３はセラミックレドーム５のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外の部分、すなわち接着部７の近傍に設けられているため、アブレーション材１４の熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３および液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０はセラミックレドーム５の表面の接着部７の近傍より形成される。接着部７の温度上昇には、セラミックレドーム５の接着部７近傍からの熱伝導が大きな影響を与えるが、保護境界層１３および保護境界層２０はセラミックレドーム５表面の接着部７の近傍から形成されているため、セラミックレドーム５の接着部７の近傍への熱の流入を抑制し、したがって接着部７への熱の伝導を抑制できるので、接着部７の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００５４】
図２は接着部７の温度履歴を示す図であり、図２（ｂ）はこの発明における接着部の温度履歴を示す図である。図において、１５は従来の接着部７の温度履歴であり、１６ｂはこの発明における接着部７の温度履歴である。図に示すように、従来の接着部７の温度履歴１５と比較して、この発明による接着部７の温度履歴１６ｂの方が温度上昇を低く抑えられる。これはセラミックレドーム５への熱流入量が減少した結果であり、これにより、セラミックレドーム５とレドームリング６の接着部７の温度上昇にともなう強度低下を防止することができ、セラミックレドーム５の脱落やアンテナ２等の内部の電子機器の破壊を防止することができる。
【００５５】
この発明の実施の形態６においては、液体１８が気化して失われる分はタンク２４からポンプ２５を通じて供給されるため、飛しょう中を通じて低温の保護境界層２０が安定して形成でき、実施の形態１，２，３，４よりも断熱効果の高いレドームを得ることが可能となる。また、噴射口２３の深さを調整することにより液体１８のしみだすタイミングすなわち低温の保護境界層２０を形成するタイミングを調整することができるため、実施の形態５と比較して、少ない液体１８の量で同等の断熱効果を得ることが可能となり、飛しょう体全体の軽量化が可能となる。
【００５６】
実施の形態７．
図８はこの発明の実施の形態７を示す部分構成図であり、図８（ａ）は、飛しょう開始時のレドームの断面図、図８（ｂ）は飛しょう時のレドームの断面図である。図において、１は所定の目標に向けて飛しょうする飛しょう体、２は飛しょう体１の内部に搭載した電子機器のひとつであり所定の目標までの距離および方位を計測するアンテナ、３はアンテナ２によって送受信される電波ビームの有効範囲の境界、４は飛しょう体１の先端に設けられ飛しょう体１のアンテナ２等の内部の電子機器を空力環境から保護するレドーム、５はレドーム４を構成する電波を透過するセラミックを材料としたセラミックレドーム、６はレドーム４を構成するセラミックレドーム５に接着されたＣＦＲＰ等を材料とするレドームリング、７はセラミックレドーム５とレドームリング６を結合している接着部、９はアンテナ２等の電子機器を内蔵または支持しレドーム４と結合している飛しょう体１のシェル、１４はレドーム４の表面でかつ飛しょう体１のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外に設けられた、例えば耐熱性の有機もしくは無機の繊維を母材としフェノールあるいはエポキシのレジン等に含浸させた複合材よりなるアブレーション材、２１は前記アブレーション材１４に設けられたとまり穴、２２は前記とまり穴２１をふさぐふた、２３は前記とまり穴２１と前記ふた２２の内部に設けられた噴射口、１８は前記噴射口２３から噴射されるアブレーション材１４の熱分解する温度よりも低温で気化する液体、２４は前記液体１８を蓄えるためにレドーム４内部に設けられたタンク、２５は前記液体１８を前記タンク２４から噴射口２３方向へ移送するためにレドーム４内部に設けられたポンプ、１１は飛しょう体１が高速で飛しょうする際に飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流、１２は高温の気流１１が前記アブレーション材１４の表面を流れるために生じる熱分解ガス、１３は熱分解ガス１２が形成する保護境界層、１９は前記液体１８が高温の気流１１および熱分解ガス１２にさらされ気化したガス、２０は前記液体１８の気化したガス１９が形成する熱分解ガス１２よりも低温の保護境界層である。
【００５７】
所定の目標に向かって高速で飛しょうを開始した飛しょう体１は、アンテナ２を所定の目標に向け、電波ビームを発信あるいは受信することで所定の目標までの距離および方位を計測しつつ飛しょうする。飛しょう体１の先頭のレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４はアンテナ２の送受信する電波ビームの範囲外、すなわち境界３より外に設けられているため、電波の透過には影響を与えず、したがってアンテナ２による距離および方位計測性能には影響を与えない。
【００５８】
飛しょう体１の飛しょう開始と同時に、ポンプ２５が作動し、液体１８はタンク２４から噴射口２３方向に移送されるが、発射直後の噴射口２３はとまり穴２１内部にあり、とまり穴２１はふた２２により密封されているため漏れることはなく、液体１８の移動はそこで停止する。
【００５９】
飛しょう体１は高速で飛しょうすることにより空力加熱をうけ、高温の気流１１にさらされながら飛しょうする。したがって、高速で飛しょうする飛しょう体１の先端に位置するレドーム４の表面に設けられたアブレーション材１４は、飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１にさらされる。高温の気流１１にさらされるアブレーション材１４は最初ヒートシンクのように働くが、熱伝導率が低いため、表面温度が急激に上昇し、数百Ｋで吸熱反応による分解を始め多孔質の炭化層と熱分解ガス１２となりながら徐々に侵食される。熱分解ガス１２は熱流入と逆方向に炭化層を通ってアブレーション材１４の表面にしみだしてゆく。しみだした熱分解ガス１２はアブレーション材１４の表面と高温の気流１１との間を流れ、熱の流入に対する保護境界層１３を形成する。形成された保護境界層１３は高温の気流１１よりも相対的に温度が低いため、レドーム４への熱の流入を抑制する。
【００６０】
アブレーション材１４の熱分解および侵食が進行すると、アブレーション材１４に設けられたとまり穴２１をふさぐふた２２はアブレーション材１４との摩擦を失ってアブレーション材１４の侵食の早い進行方向前方より順次外れていく。ふた２２が外れることにより、飛しょう開始直後は噴射口２３をふさいでいたふた２２で密封されているために流出できなかった液体１８は、噴射口２３を通じて、飛しょう体１表面へと流れだすことができるようになる。飛しょう体１表面へ流れだした液体１８は熱分解ガス１２および飛しょう体１の表面に沿って流れる高温の気流１１から気化熱を奪って気化してガス１９となり、熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３よりも低温の保護境界層２０を形成する。飛しょう体１は、アブレーション材１４の形成する熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３と、液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０という２重の断熱がなされることになり、この発明の実施の形態１のようにアブレーション材１４単体で断熱する以上にセラミックレドーム５への熱流入量を下げることができる。
【００６１】
アブレーション材１４、液体１８を噴射する噴射口２３を内部に設けたとまり穴２１およびとまり穴２１をふさぐふた２２はセラミックレドーム５のアンテナ２の送受信する電波ビームの境界３より外の部分、すなわち接着部７の近傍に設けられているため、アブレーション材１４の熱分解ガス１２の形成する保護境界層１３および液体１８の気化したガス１９の形成する低温の保護境界層２０はセラミックレドーム５の表面の接着部７の近傍より形成される。接着部７の温度上昇には、セラミックレドーム５の接着部７近傍からの熱伝導が大きな影響を与えるが、保護境界層１３および保護境界層２０はセラミックレドーム５表面の接着部７の近傍から形成されているため、セラミックレドーム５の接着部７の近傍への熱の流入を抑制し、したがって接着部７への熱の伝導を抑制できるので、接着部７の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００６２】
図２は接着部７の温度履歴を示す図であり、図２（ｂ）はこの発明における接着部の温度履歴を示す図である。図において、１５は従来の接着部７の温度履歴であり、１６ｂはこの発明における接着部７の温度履歴である。図に示すように、従来の接着部７の温度履歴１５と比較して、この発明による接着部７の温度履歴１６ｂの方が温度上昇を低く抑えられる。これはセラミックレドーム５への熱流入量が減少した結果であり、これにより、セラミックレドーム５とレドームリング６の接着部７の温度上昇にともなう強度低下を防止することができ、セラミックレドーム５の脱落やアンテナ２等の内部の電子機器の破壊を防止することができる。
【００６３】
この発明の実施の形態７においては、液体１８が気化して失われる分はタンク２４からポンプ２５を通じて供給されるため、飛しょう中を通じて低温の保護境界層２０が安定して形成でき、実施の形態１，２，３，４よりも断熱効果の高いレドームを得ることが可能となる。また、ふた２２のサイズを調整することにより液体１８のしみだすタイミングすなわち低温の保護境界層２０を形成するタイミングを調整することができるため、実施の形態５と比較して、少ない液体１８の量で同等の断熱効果を得ることが可能となり、飛しょう体全体の軽量化が可能となる。また、ふた２２の配置を調整することにより液体１８のしみだす位置すなわち低温の保護境界層２０を形成する位置を調整することができるため、実施の形態５および実施の形態６と比較して、より少ない液体１８の量で同等の断熱効果を得ることが可能となり、飛しょう体全体の軽量化が可能となる。
【００６４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているため、以下に記載されるような効果を奏する。
【００６５】
第１から３の発明によれば、飛しょう体の内部の電子機器を保護するレドームにおいて、アンテナによる距離および方位計測性能には影響を与えずに断熱効果を向上させることができる。その結果、空力加熱によってレドームを構成するセラミックレドームとレドームリングの接着部の温度が上昇し、接着部の温度上昇にともなう接着強度の低下からセラミックレドームが脱落してしまい、所定の目標への飛しょうが不可能になることを防止することができる。
【００６６】
第４の発明によれば、飛しょう体の内部の電子機器を保護するレドームにおいて、アンテナによる距離および方位計測性能には影響を与えずに断熱効果を向上させることができる。また、ふたを飛しょう体進行方向前方より順次外れていくように調整することにより、飛しょう体の飛しょう時の間液体が順次供給されるため、安定した断熱効果を得ることができる。その結果、空力加熱によってレドームを構成するセラミックレドームとレドームリングの接着部の温度が上昇し、接着部の温度上昇にともなう接着強度の低下からセラミックレドームが脱落してしまい、所定の目標への飛しょうが不可能になることを防止することができる。
【００６７】
第５の発明によれば、飛しょう体の内部の電子機器を保護するレドームにおいて、アンテナによる距離および方位計測性能には影響を与えずに断熱効果を向上させることができる。また、前記液体を前記タンクから前記ポンプを通じて供給するため、低温の保護境界層を長時間形成することが可能となる。断熱効果が長時間保持されるため、飛しょう体の飛しょう時間が延長された場合も飛しょう時を通じた断熱が可能となる。その結果、空力加熱によってレドームを構成するセラミックレドームとレドームリングの接着部の温度が上昇し、接着部の温度上昇にともなう接着強度の低下からセラミックレドームが脱落してしまい、所定の目標への飛しょうが不可能になることを防止することができる。
【００６８】
第６の発明によれば、飛しょう体の内部の電子機器を保護するレドームにおいて、アンテナによる距離および方位計測性能には影響を与えずに断熱効果を向上させることができる。また、前記液体を前記タンクから前記ポンプを通じて供給するため、低温の保護境界層を長時間形成することが可能となる。断熱効果が長時間保持されるため、飛しょう体の飛しょう時間が延長された場合も飛しょう時を通じた断熱が可能となる。その結果、空力加熱によってレドームを構成するセラミックレドームとレドームリングの接着部の温度が上昇し、接着部の温度上昇にともなう接着強度の低下からセラミックレドームが脱落してしまい、所定の目標への飛しょうが不可能になることを防止することができる。また、噴射口の深さを調整することにより液体のしみだすタイミングすなわち低温の保護境界層を形成するタイミングを調整することができるため、より少ない液体の量で十分な断熱効果を得ることが可能となり、飛しょう体全体の軽量化が可能となる。
【００６９】
第７の発明によれば、飛しょう体の内部の電子機器を保護するレドームにおいて、アンテナによる距離および方位計測性能には影響を与えずに断熱効果を向上させることができる。また、前記液体を前記タンクから前記ポンプを通じて供給するため、低温の保護境界層を長時間形成することが可能となる。断熱効果が長時間保持されるため、飛しょう体の飛しょう時間が延長された場合も飛しょう時を通じた断熱が可能となる。その結果、空力加熱によってレドームを構成するセラミックレドームとレドームリングの接着部の温度が上昇し、接着部の温度上昇にともなう接着強度の低下からセラミックレドームが脱落してしまい、所定の目標への飛しょうが不可能になることを防止することができる。また、ふたのサイズを調整することにより液体のしみだすタイミングすなわち低温の保護境界層を形成するタイミングを調整することができるため、より少ない液体の量で十分な断熱効果を得ることが可能となり、飛しょう体全体の軽量化が可能となる。また、ふたの配置を調整することにより液体のしみだす位置すなわち低温の保護境界層を形成する位置を調整することができるため、より少ない液体の量で同等の断熱効果を得ることが可能となり、飛しょう体全体の軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の部分構成図である。
【図２】  接着部の温度履歴を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態２の部分構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態３の部分構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態４の部分構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態５の部分構成図である。
【図７】  この発明の実施の形態６の部分構成図である。
【図８】  この発明の実施の形態７の部分構成図である。
【図９】  従来の飛しょう体用レドームを説明する図である。
【図１０】  接着部の接着強度と温度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  飛しょう体、２  アンテナ、３  境界、４  レドーム、５  セラミックレドーム、６  レドームリング、７  接着部、８  アブレーション材、９  シェル、１０  推進装置、１１  気流、１２  熱分解ガス、１３  保護境界層、１４  アブレーション材、１４ａ  アブレーション材上層、１４ｂ  アブレーション材下層、１５  温度履歴、１６ａ  温度履歴、１６ｂ  温度履歴、１７  間隙、１８  液体、１９  ガス、２０  保護境界層、２１  とまり穴、２２  ふた、２３噴射口、２４  タンク、２５  ポンプ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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