飛しょう体
【課題】空力加熱および空力荷重に耐えられ、かつ、広帯域の電波の透過性に優れたレドームを有する飛しょう体を提供する。
【解決手段】目標に向かって飛しょうする飛しょう体であって、内部に推進機構を格納する本体部と、この本体部の前部に固定され、目標を指向する電子走査アンテナと、外周部が先細りの曲面形状をなし、電子走査アンテナを覆うレドームと、を備える。また、レドームは、薄肉化した樹脂複合部材で形成した胴部と、この胴部の内壁面に設けられ、胴部を内側から補強するリング状の補強リングと、胴部の先端部に固定された尖塔部と、備える。
【解決手段】目標に向かって飛しょうする飛しょう体であって、内部に推進機構を格納する本体部と、この本体部の前部に固定され、目標を指向する電子走査アンテナと、外周部が先細りの曲面形状をなし、電子走査アンテナを覆うレドームと、を備える。また、レドームは、薄肉化した樹脂複合部材で形成した胴部と、この胴部の内壁面に設けられ、胴部を内側から補強するリング状の補強リングと、胴部の先端部に固定された尖塔部と、備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、目標に向かって飛しょうする飛しょう体に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標に向かって飛しょうする飛しょう体の前部には、目標を探知し指向するレーダ用の電子走査アンテナが設けられている。そして、この電子走査アンテナを保護するためにレドームが設けられている。この飛しょう体用のレドームは、空力加熱による温度上昇や外部からの空力荷重に耐える必要があるため、強度を有する耐熱材料で構成する必要がある。例えば、繊維強化樹脂を積層した構造やこれらをアウタスキン／インナスキンとして別のコア材を挟んだサンドイッチ構造のレドームが知れられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０６６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術におけるレドームでは、広帯域の電波の透過性を向上するために、例えば繊維強化樹脂を積層した構造としつつ極力薄肉化するために強度不足となってしまい、遭遇する空力荷重に対して座屈してしまう。逆に、空力加熱および空力荷重に耐えられるように厚さを調整すると、広帯域の電波の透過性が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、空力加熱および空力荷重に耐えられ、かつ、広帯域の電波の透過性に優れたレドームを有する飛しょう体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る飛しょう体は目標に向かって飛しょうする飛しょう体であって、内部に推進機構を格納する本体部と、この本体部の前部に固定され、目標を指向する電子走査アンテナと、外周部が先細りの曲面形状をなし、電子走査アンテナを覆うレドームと、を備える。また、レドームは、薄肉化した樹脂複合部材で形成した胴部と、この胴部の内壁面に設けられ、胴部を内側から補強するリング状の補強リングと、胴部の先端部に固定された尖塔部と、備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態１に係る飛しょう体の前方部における断面図。
【図２】図１に示す飛しょう体の破線Ａにおける断面図。
【図３】本発明の実施形態２に係る飛しょう体の前方部における断面図。
【図４】図３に示す飛しょう体の破線Ｂにおける断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
＜実施形態１＞
図１は、本発明の一実施形態一実施形態に係る飛しょう体１の前方部における断面図である。図２は、図１に示す飛しょう体１の破線Ａにおける断面図である。これらの図に示されるように、内部に推進機構を格納する飛しょう体１の本体部１０、本体部１０のシェル（外筒）の前方の連結部１１に固定され、目標を指向する電子走査アンテナ２０、外周部が先細りの曲面形状をなし、電子走査アンテナ２０を覆って保護するレドーム３０を備えている。
【０００９】
電子走査アンテナ２０は、複数の素子アンテナが二次元的に配設され、各素子アンテナから送受信される電波の位相を変えることにより電子走査を行う。また、電子走査アンテナ２０は、レドーム３０の内壁面から離間して、固定されている。
【００１０】
また、レドーム３０は、胴部３１、尖塔部３２、補強リング３３および補強隔壁３４を備えている。胴部３１は、薄肉化した樹脂複合部材（繊維強化樹脂）で形成され、レドーム３０の本体である。この胴部３１の厚さは、約２．０ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下である。
【００１１】
この胴部３１の素材は、電波の透過性と耐熱性に優れた樹脂を用いると好適である。尖塔部３２は、胴部３１の先端部に固定されたステンレスやセラミックス等のチップであり、飛しょう体の進行方向に向けて先端が尖って形成されている。
【００１２】
補強リング３３は、胴部３１の内壁面に当接するように設けられており、胴部３１を内側から補強するリング状の部材である。ここでは、補強リング３３の素材は、胴部３１と同材とする。しかし、内部に設けられる部材であるため、電波の透過性に優れていれば胴部３１ほど耐熱性は要求されないため、異なる素材を用いることも可能である。
【００１３】
補強隔壁３４は、胴部３１の内壁面に外周部で当接し、胴部３１を補強リング３３と共に内側から補強する円盤状の部材である。この補強隔壁３４を設けることで、補強リング３３だけの場合よりも更に荷重に対する強度を高めることができるので好適である。この補強隔壁３４の素材は、補強リング３３と同じく、胴部３１と同一でもよく、異なる素材を用いることも可能である。
【００１４】
以下、本実施形態に係る飛しょう体１の動作について説明する。飛しょう体１が所定の方向に飛しょうを開始すると、電子走査アンテナ２０からは走査範囲に向けて広帯域の電波を送信する。次に、電子走査アンテナ２０が、走査範囲内から反射波を受信する。送受信電波は、レドーム３０の胴部３１を透過するが、胴部３１が薄肉化されているため電波の透過障害は大幅に低減されている。そして、電波の受信状況に基づいて飛しょう体１の制御装置（図示省略）は目標物が存在するものと判定し、目標物までの距離および方位を計測することで目標物に向けて飛しょうを制御する。飛しょう体１が高速で飛しょうするため、レドーム３０は大きな空力荷重と空力加熱を受ける。
【００１５】
このように、本実施形態によれば、胴部３１を薄肉化したとしても、飛しょう体１が遭遇する空力荷重、すなわち、座屈に作用する荷重に対しては、内部の補強リング３３および補強隔壁３４によって耐えることができるため、必要な強度を確保することができる。
【００１６】
また、補強隔壁３４は、電子走査アンテナ２０に合わせて位置を自由に設定できる共に、補強リング３３も想定する座屈荷重に合わせて位置や数量を設定できる。
【００１７】
また、空力加熱による熱流入に対しては、胴部３１を構成する薄肉化スキンとして耐熱材料を使用することで必要な耐熱性を有している。
【００１８】
更に、繊維強化樹脂からなる胴部３１は透過性の影響がないように薄肉化しているため、広帯域の電波の透過性に対する障害を極力減らすことが可能となる。
【００１９】
＜実施形態２＞
図３は、本発明の実施形態２に係る飛しょう体１の前方部における断面図である。図４は、図３に示す飛しょう体１の破線Ｂにおける断面図である。尚、図１において付された符号と共通する符号は同一の対象を表すため説明を省略し、以下では異なる箇所について詳細に説明する。
【００２０】
図３および図４に示されるように、本実施形態に係る飛しょう体１は、上記実施形態１と異なり、レドーム３０の胴部３１と飛しょう体１の本体部１０との連結部１１に、この連結部１１の形状に合わせて形成した金属リング３５を更に備えている。この金属リング３５は、例えばアルミニウムやステンレスなどで形成されており、電子走査アンテナ２０の配置エリアよりも前方にはみ出さなければ電波障害を生じないため、サイズを任意に変更できる。
【００２１】
このように、本実施形態によれば、レドーム３０の胴部３１と飛しょう体１の本体部１０との連結部１１に寸法精度の高い金属リング３５が設けられることで、樹脂を素材として形成されているレドーム３０を本体部１０に対して隙間なく確実に固定することが可能となる。また、連結部１１付近には荷重が集中するが、金属リング３５を入れることで強度・剛性が向上するため、レドーム３０の破壊や座屈を防止することができる。更に、電子走査アンテナ２０は広帯域用であるため、レドーム３０との位置精度要求が厳しく、レドーム３０の取付許容差も厳しくしなければならないが、金属リング３５を嵌め込むことで許容差要求に応じて寸法合わせることも可能である。
【００２２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２３】
１０…本体部
１１…連結部
２０…電子走査アンテナ
３０…レドーム
３１…胴部
３２…尖塔部
３３…補強リング
３４…補強隔壁
３５…金属リング
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、目標に向かって飛しょうする飛しょう体に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標に向かって飛しょうする飛しょう体の前部には、目標を探知し指向するレーダ用の電子走査アンテナが設けられている。そして、この電子走査アンテナを保護するためにレドームが設けられている。この飛しょう体用のレドームは、空力加熱による温度上昇や外部からの空力荷重に耐える必要があるため、強度を有する耐熱材料で構成する必要がある。例えば、繊維強化樹脂を積層した構造やこれらをアウタスキン／インナスキンとして別のコア材を挟んだサンドイッチ構造のレドームが知れられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０６６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術におけるレドームでは、広帯域の電波の透過性を向上するために、例えば繊維強化樹脂を積層した構造としつつ極力薄肉化するために強度不足となってしまい、遭遇する空力荷重に対して座屈してしまう。逆に、空力加熱および空力荷重に耐えられるように厚さを調整すると、広帯域の電波の透過性が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、空力加熱および空力荷重に耐えられ、かつ、広帯域の電波の透過性に優れたレドームを有する飛しょう体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る飛しょう体は目標に向かって飛しょうする飛しょう体であって、内部に推進機構を格納する本体部と、この本体部の前部に固定され、目標を指向する電子走査アンテナと、外周部が先細りの曲面形状をなし、電子走査アンテナを覆うレドームと、を備える。また、レドームは、薄肉化した樹脂複合部材で形成した胴部と、この胴部の内壁面に設けられ、胴部を内側から補強するリング状の補強リングと、胴部の先端部に固定された尖塔部と、備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態１に係る飛しょう体の前方部における断面図。
【図２】図１に示す飛しょう体の破線Ａにおける断面図。
【図３】本発明の実施形態２に係る飛しょう体の前方部における断面図。
【図４】図３に示す飛しょう体の破線Ｂにおける断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
＜実施形態１＞
図１は、本発明の一実施形態一実施形態に係る飛しょう体１の前方部における断面図である。図２は、図１に示す飛しょう体１の破線Ａにおける断面図である。これらの図に示されるように、内部に推進機構を格納する飛しょう体１の本体部１０、本体部１０のシェル（外筒）の前方の連結部１１に固定され、目標を指向する電子走査アンテナ２０、外周部が先細りの曲面形状をなし、電子走査アンテナ２０を覆って保護するレドーム３０を備えている。
【０００９】
電子走査アンテナ２０は、複数の素子アンテナが二次元的に配設され、各素子アンテナから送受信される電波の位相を変えることにより電子走査を行う。また、電子走査アンテナ２０は、レドーム３０の内壁面から離間して、固定されている。
【００１０】
また、レドーム３０は、胴部３１、尖塔部３２、補強リング３３および補強隔壁３４を備えている。胴部３１は、薄肉化した樹脂複合部材（繊維強化樹脂）で形成され、レドーム３０の本体である。この胴部３１の厚さは、約２．０ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下である。
【００１１】
この胴部３１の素材は、電波の透過性と耐熱性に優れた樹脂を用いると好適である。尖塔部３２は、胴部３１の先端部に固定されたステンレスやセラミックス等のチップであり、飛しょう体の進行方向に向けて先端が尖って形成されている。
【００１２】
補強リング３３は、胴部３１の内壁面に当接するように設けられており、胴部３１を内側から補強するリング状の部材である。ここでは、補強リング３３の素材は、胴部３１と同材とする。しかし、内部に設けられる部材であるため、電波の透過性に優れていれば胴部３１ほど耐熱性は要求されないため、異なる素材を用いることも可能である。
【００１３】
補強隔壁３４は、胴部３１の内壁面に外周部で当接し、胴部３１を補強リング３３と共に内側から補強する円盤状の部材である。この補強隔壁３４を設けることで、補強リング３３だけの場合よりも更に荷重に対する強度を高めることができるので好適である。この補強隔壁３４の素材は、補強リング３３と同じく、胴部３１と同一でもよく、異なる素材を用いることも可能である。
【００１４】
以下、本実施形態に係る飛しょう体１の動作について説明する。飛しょう体１が所定の方向に飛しょうを開始すると、電子走査アンテナ２０からは走査範囲に向けて広帯域の電波を送信する。次に、電子走査アンテナ２０が、走査範囲内から反射波を受信する。送受信電波は、レドーム３０の胴部３１を透過するが、胴部３１が薄肉化されているため電波の透過障害は大幅に低減されている。そして、電波の受信状況に基づいて飛しょう体１の制御装置（図示省略）は目標物が存在するものと判定し、目標物までの距離および方位を計測することで目標物に向けて飛しょうを制御する。飛しょう体１が高速で飛しょうするため、レドーム３０は大きな空力荷重と空力加熱を受ける。
【００１５】
このように、本実施形態によれば、胴部３１を薄肉化したとしても、飛しょう体１が遭遇する空力荷重、すなわち、座屈に作用する荷重に対しては、内部の補強リング３３および補強隔壁３４によって耐えることができるため、必要な強度を確保することができる。
【００１６】
また、補強隔壁３４は、電子走査アンテナ２０に合わせて位置を自由に設定できる共に、補強リング３３も想定する座屈荷重に合わせて位置や数量を設定できる。
【００１７】
また、空力加熱による熱流入に対しては、胴部３１を構成する薄肉化スキンとして耐熱材料を使用することで必要な耐熱性を有している。
【００１８】
更に、繊維強化樹脂からなる胴部３１は透過性の影響がないように薄肉化しているため、広帯域の電波の透過性に対する障害を極力減らすことが可能となる。
【００１９】
＜実施形態２＞
図３は、本発明の実施形態２に係る飛しょう体１の前方部における断面図である。図４は、図３に示す飛しょう体１の破線Ｂにおける断面図である。尚、図１において付された符号と共通する符号は同一の対象を表すため説明を省略し、以下では異なる箇所について詳細に説明する。
【００２０】
図３および図４に示されるように、本実施形態に係る飛しょう体１は、上記実施形態１と異なり、レドーム３０の胴部３１と飛しょう体１の本体部１０との連結部１１に、この連結部１１の形状に合わせて形成した金属リング３５を更に備えている。この金属リング３５は、例えばアルミニウムやステンレスなどで形成されており、電子走査アンテナ２０の配置エリアよりも前方にはみ出さなければ電波障害を生じないため、サイズを任意に変更できる。
【００２１】
このように、本実施形態によれば、レドーム３０の胴部３１と飛しょう体１の本体部１０との連結部１１に寸法精度の高い金属リング３５が設けられることで、樹脂を素材として形成されているレドーム３０を本体部１０に対して隙間なく確実に固定することが可能となる。また、連結部１１付近には荷重が集中するが、金属リング３５を入れることで強度・剛性が向上するため、レドーム３０の破壊や座屈を防止することができる。更に、電子走査アンテナ２０は広帯域用であるため、レドーム３０との位置精度要求が厳しく、レドーム３０の取付許容差も厳しくしなければならないが、金属リング３５を嵌め込むことで許容差要求に応じて寸法合わせることも可能である。
【００２２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２３】
１０…本体部
１１…連結部
２０…電子走査アンテナ
３０…レドーム
３１…胴部
３２…尖塔部
３３…補強リング
３４…補強隔壁
３５…金属リング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標に向かって飛しょうする飛しょう体であって、内部に推進機構を格納する本体部と、この本体部の前部に固定され、前記目標を指向する電子走査アンテナと、外周部が先細りの曲面形状をなし、前記電子走査アンテナを覆うレドームと、を備え、
前記レドームは、
薄肉化した樹脂複合部材で形成した胴部と、
この胴部の内壁面に設けられ、前記胴部を内側から補強するリング状の補強リングと、
前記胴部の先端部に固定された尖塔部と、
を備えることを特徴とする飛しょう体。
【請求項２】
前記レドームは、前記胴部の内壁面に外周部で当接し、前記胴部を前記補強リングと共に内側から補強する円盤状の補強隔壁を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の飛しょう体。
【請求項３】
前記レドームは、前記胴部と前記本体部との連結部に、この連結部の形状に合わせて形成した金属リングを更に備えていることを特徴とする請求項２記載の飛しょう体。
【請求項１】
目標に向かって飛しょうする飛しょう体であって、内部に推進機構を格納する本体部と、この本体部の前部に固定され、前記目標を指向する電子走査アンテナと、外周部が先細りの曲面形状をなし、前記電子走査アンテナを覆うレドームと、を備え、
前記レドームは、
薄肉化した樹脂複合部材で形成した胴部と、
この胴部の内壁面に設けられ、前記胴部を内側から補強するリング状の補強リングと、
前記胴部の先端部に固定された尖塔部と、
を備えることを特徴とする飛しょう体。
【請求項２】
前記レドームは、前記胴部の内壁面に外周部で当接し、前記胴部を前記補強リングと共に内側から補強する円盤状の補強隔壁を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の飛しょう体。
【請求項３】
前記レドームは、前記胴部と前記本体部との連結部に、この連結部の形状に合わせて形成した金属リングを更に備えていることを特徴とする請求項２記載の飛しょう体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７１６０８（Ｐ２０１３−７１６０８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２３８１（Ｐ２０１１−２１２３８１）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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