JPH04151499A - 誘導飛しょう体 - Google Patents

誘導飛しょう体

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JPH04151499A
JPH04151499A JP27559790A JP27559790A JPH04151499A JP H04151499 A JPH04151499 A JP H04151499A JP 27559790 A JP27559790 A JP 27559790A JP 27559790 A JP27559790 A JP 27559790A JP H04151499 A JPH04151499 A JP H04151499A
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JP
Japan
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gas
optical dome
optical
pressure
dome
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Application number
JP27559790A
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English (en)
Inventor
Masayuki Katayama
雅之 片山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/32Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
    • F42B10/38Range-increasing arrangements
    • F42B10/42Streamlined projectiles
    • F42B10/46Streamlined nose cones; Windshields; Radomes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/32Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
    • F42B10/38Range-increasing arrangements
    • F42B10/40Range-increasing arrangements with combustion of a slow-burning charge, e.g. fumers, base-bleed projectiles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
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    • F42B15/34Protection against overheating or radiation, e.g. heat shields; Additional cooling arrangements

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  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光学センサを用いて目標を捕捉し、誘導を
行う誘導飛しょう体の追尾精度の向上に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
第8図は従来の光学センサを用いた誘導飛しょう体の概
略図である。図中(1)は光学センサ、(2)は光学ド
ーム、 (3)は衝腎波である。光学センサ(1)を用
いた従来の誘導飛しょう体は、光学センサ(1)に対す
る光学的要求から半球型の光学ドーム(2)を使用する
必要がある。先端が半球の様に鋭い物体が音速を越えて
高速で飛しようすると、物体の前方に強い衝撃波(3)
が発生し、急激に流体が減速され、流体の運動エネルギ
が熱エネルギに変換され流体は加熱される。これを空力
加熱と呼んでいる。
空力加熱は、特に高速で飛しょうする誘導飛しょう体に
おいて重要な課題となる。空力加熱は前述した通り、流
体の運動工ぶルギが熱量ぶルギに変換されることにより
生じる現象であり、空気が誘導飛しょう体の表面に沿っ
て流れる時の摩擦と淀み点付近における空気の圧縮に起
因する。摩擦と圧縮により空気の運動エネルギーが熱エ
ネルギーに変換され誘導飛しょう体の回りの薄い空気の
層即ち境界層の中に流入し、境界層内の空気の温度が上
昇する。空力加熱による空気の温度上昇は以下の式で与
えられる。
ΔT= (r −1) *MQ)” * Te1)/2
ここで、Tは空気の比熱比であり通常1.4を用いる。
MO)は誘導飛しょう体の飛しょう速度、TCOは空気
の絶対温度である。例えば、気温20°Cの空気中を誘
導飛しょう体が音速の5倍、即ちMC0=5で飛しょう
する時、誘導飛しょう体の淀み点では空気の温度は15
00°C以上になる。この様に、非常に高温に加熱され
た空気から誘導飛しょう体の回りに形成された境界層に
熱が流入し、境界層の温度を上昇させ、更に誘導飛しょ
う体の表面に熱が侵入し、誘導飛しょう体の温度が上昇
する。この時、外気から境界層に流入する熱量は、境界
層の外表面における熱伝達率及び外気と境界層の外表面
の温度差に比例する。また、境界層から誘導飛しょう体
に流入する熱量は、誘導飛しょう体表面における熱伝達
率と境界層と誘導飛しょう体の表面の温度差に比例する
。これを弐で表すと、以下のようになる。
Q=H* (T、−T、) ここで、Qは流入する熱量、Hは熱伝達率、(’r、−
T、)は外気と境界層の外表面の温度差又は境界層と誘
導飛しょう体の表面の温度差である。
一方、光学センサ(1)は目標が放射する赤外光を感知
して追尾する。この時、光学ドーム(2)が加熱されて
温度が上がると、光学ドーム(2)自身が赤外光を放射
するので、光学センサ(1>は目標を正しく追尾できな
くなる。
〔発明が解決しようとする課題] 以上説明した通り、従来の誘導飛しょう体は高速で飛し
ょうする時の空力加熱のために、光学ドームの温度が上
昇することにより光学センサの性能が劣化するので、誘
導精度が悪くなるという課題があった。また、運用速度
を低く制限する必要があり、高速で高旋回する目標に対
処できないという課題もあった。更に、誘導飛しょう体
は通常急激に加速するので、空力加熱による温度上昇も
急激であり、熱膨張による熱応力が過大となり光学ドー
ムが破壊するという課題もあった。
この発明は、このような課題を解決するためになされた
もので、光学ドームの外表面に気体を吹き付け、衝撃波
の後方の加熱された空気流と物体の間に温度の低い気体
の流れの層を形成させ、熱の流入を防ぎ、光学ドームの
温度上昇を抑えることを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明による誘導飛しょう体は、高圧気体源を有し、
気体を光学ドームの外表面に導いて吹き付ける手段を設
けたものである。
〔作 用〕
この発明においては、気体を光学ドームの外表面に吹き
付けること二二よって外気からの熱の流入を防ぎ、光学
ドームの温度上昇を抑えて、光学センサの性能劣化を防
ぎ、誘導精度を向上させると同時に、飛しょう速度範囲
を拡大する名〔実施例] 第10は、この発明の第1の実施例を示す説明図であり
、第1図(a)は断面図、第1図(b)は斜視図である
0図中、(4)は高圧気体源、(5)は高圧配管、 (
6)は気体の放出孔である。この発明による誘導飛しょ
う体が音速を越えて高速で飛しょうする時、第1図(a
)に示すように衝撃波(3)が発生し、衝撃波(3)の
後方では、気流が急激に減速されて運動エネルギーが熱
エネルギーに変換されること、並びに誘導飛しょう体の
表面で゛の摩擦により熱が発生する。
この発明による誘導飛しょう体は機体の内部に高圧気体
源(4)を有しており、上記高圧気体源(4)に蓄えら
れた気体を第1図(a)に示すように機体の内部に配置
した高圧配管(5)によって光学ドーム(2)の中心軸
上に設けられた気体の放出孔(6)まで導き、外気に放
出する。放出された気体は、外気の流れと光学ドーム(
2)との間に第1図、(a)の破線で示す様に流れの層
を形成する。この時、放出された気体自身が誘導飛しょ
う体の回りの加熱された境界層内の熱を吸収するので、
境界層の温度が低下する。また、放出された気体により
境界層の厚さが増加するため境界層表面と誘導飛しょう
体表面との温度勾配が緩やかになり、熱の流入が低下す
る。更に、放出された気体により境界層内の速度が低下
し、熱伝達率が小さくなるため誘導飛しょう体への熱の
流入が減少する0以上の効果番こより、空力加熱により
加熱された外気からの熱の流入を著しく減少させること
が出来る。通常、光学ドーム(2)の中心軸上の点二よ
流れの淀み点であり最も加熱量が大きい、従って、速度
が大きい時に大きく抑え角をとらない場合は、光学ドー
ム(2)の中心軸上から気体を放出するのが効果的であ
る。尚、淀み点では外気の流れの動圧をうけるので、こ
れに打ち勝って気体を放出するためには、気体源(4)
の圧力は高圧である必要がある。
第2図は、この発明の第2の実施例を示す説明図であり
、第2図(a)は断面図、第3図(b)は斜視図である
。この実施例では、光学ドーム(2)に気体の放出孔(
6)を中心軸上以外も設けてあり、この放出孔(6)に
気体を導く高圧配管(5)も複数備えている。目標の運
動に追随するために、誘導飛しょう体が抑え角をとって
飛しょうする場合には、淀み点が光学ドーム(2)の中
心軸上から外れる。
この時、光学ドーム(2)上の空力加熱量が最大となる
場所が移動するので、熱の流入を防くために、気体を放
出する場所を適切に選ぶ必要がある。通常、誘導飛しょ
う体のとる最大の抑え角は、対処しようとする目標の運
動性能により決る。従って、光学ドーム(2)上の放出
孔(6)の位置は誘導飛しょう体のとる最大の抑え角の
範囲にしておけばよい、また、抑え角は機体の周方向任
意の方向にとるため、周方向に複数設ける必要がある。
このように、気体の放出孔を複数設けることにより誘導
飛しょう体が任意の抑え角をとって飛しょうする場合で
も、外気からの熱の流入を効果的に防くことが出来る。
第3図は、この発明の第3の実施例を示す説明図であり
、第311k(a)は断面図、第3図(b)は斜視図で
ある。この実施例では、高圧配管(5)を外部に配置し
光学ドーム(2)の中心軸上まで気体を導いて、高圧配
管(5)の先端の放出孔(6)から放出する。従って、
光学ドーム(2)に気体放出のための放出孔を設ける必
要がないため、光学ドーム(2)の強度を低下させるこ
とがないため、光学ドーム(2)に働く空力的荷重が非
常に厳しい場合に有利である。
第4図は、この発明の第4の実施例を示す説明図であり
、第4図(a)は断面図、第411ffi(b)は斜視
図である。この実施例では、複数の高圧配管(5)を外
部に配置し、光学ドーム(2)の中心軸上以外にも気体
を導いて、高圧配管(5)の先端の放出孔(6)から放
出する。従って、光学ドーム(2)に気体放出のための
放出孔を設ける必要がないので、光学ドーム(2)の強
度を低下させることがないため、光学ドーム(2)に働
く空力的荷重が非常に厳しい場合に有利であると同時に
、誘導飛しょう体が抑え角をとって飛しょうする場合に
、淀み点が光学ドーム(2)の中心軸上から外れても、
外気からの熱の流入を効果的に防くことが出来る。
第5図は、この発明の第5の実施例を示す説明図であり
、第5図(a)は断面図、第5図(b)は斜視図である
。この実施例では、複数の気体放出用の放出孔(6)を
設けた高圧配管(5)を外部に配置し、光学ドーム(2
)上に気体を導いて、放出孔(6)から放出する。従っ
て、光学ドーム (2)に気体放出のだめの放出孔を設
ける必要がないので、光学ド−ム(2)の強度を低下さ
せることがないため、光学ドーム(2)に働く空力的荷
重が非常に厳しい場合に有利であると同時に、誘導飛し
よう体が抑え角をとって飛しょうする場合に、淀み点が
光学ドーム(2)の中心軸上から外れても、外気からの
熱の流入を効果的に防ぐことが出来る。また、外部に露
出する配管が一本でよいので、過大な抵抗の増加を招か
ないという利点もある。
第6図は、この発明の第6の実施例を示す説明図であり
、第6図(a)は断面図、第6図(b)は斜視図である
。図中、 (7)は圧力容器である。この実施例では、
光学センサ(1)を圧力容器(7)に収納し、高圧気体
源(4)からの気体を高圧配管(5)を通じて、圧力容
器(7)に送り込み、光学ドーム(2)の中心軸上に設
けられた放出孔(6)より外気に放出する。従って、外
部に不要な突起を持たないので、抵抗の増加がないと同
時に、複雑な配管系を必要としないため構造が簡単であ
るという利点もある。
第7図は、この発明の第7の実施例を示す説明図であり
、第7図(a)は断面図、第7図(b)は斜視図である
。この実施例では、光学センサ(1)を圧力容器(7)
に収納し、高圧気体#(4)からの気体を高圧配管(5
)を通して、圧力容器(7)に送り込み光学ドーム(2
)上に設けられた複数の放出孔(6)より外気に放出す
る。従って、外部に不要な突起を持たないので、抵抗の
増加がないと同時に、複雑な配管系を必要としないため
構造が簡単であるという利点もある。また、誘導飛しよ
う体が抑え角をとって飛しようする場合に、淀み点が光
学ドーム(2)の中心軸上から外れても、外気からの熱
の流入を効果的に防くことが出来る。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、誘導飛しよう体の誘
導装置内に高圧気体源とこの高圧気体源に蓄えられた気
体を光学ドームの外表面に導く手段を設け、光学ドーム
の外表面に放出することによって、高速で飛しようする
時に発生する熱が、光学ドームに流入することを防いで
、光学ドームの温度上昇を抑え、光学ドームからの放射
による光学センサの性能劣化、並びに熱応力による変形
及び破壊を防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図はこの発明の第1〜第7の実施例を示す
説明図、第8図は従来の誘導飛しよう体の説明図である
。 図において、 (1)は光学センサ、 (2)は光学ド
ーム、(3)は衝撃波、(4)は高圧気体源、(5)は
高圧配管、 (6)は放出孔、(7)は圧力容器である
なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代 理 人 大 石 増 雄 第 図(a) 第 図(a) 第 図(b) 第 3図(a) 第 図(b) 第 図(a) 第 図(a) 第 図(CI) 第 6図(b) 第 図(a) 第 図(b) シ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光学センサにより目標を捕捉する誘導制御装置お
    よび前記光学センサを保護するための光学ドームとを有
    する誘導飛しょう体において、高圧気体源を有し、上記
    高圧気体源からの気体を上記光学ドームの外表面に導い
    て吹き付ける気体放出手段を設けたことを特徴とする誘
    導飛しょう体。
  2. (2)気体放出手段として高圧気体放出用の穴を光学ド
    ームに形成し、上記穴を高圧気体源につながる高圧配管
    先端の出口に接続するようにしたことを特徴とする請求
    項第(1)項記載の誘導飛しょう体。
  3. (3)気体放出手段として高圧気体放出用の穴を高圧気
    体源につながる高圧配管先端の出口に形成し、上記穴を
    光学ドームの外側に配置したことを特徴とする請求項第
    (1)項記載の誘導飛しょう体。
  4. (4)気体放出手段として光学センサを収納する圧力容
    器と、高圧気体源の気体を上記圧力容器に送り込むため
    の高圧配管とを設け、かつ上記圧力容器からの気体を光
    学ドーム外に放出する高圧気体放出用の穴を光学ドーム
    に形成したことを特徴とする請求項第(1)項記載の誘
    導飛しょう体。
  5. (5)高圧気体放出用の穴を、光学ドームの先端中心軸
    上あるいは光学ドームの先端中心軸および上記中心軸外
    に形成したことを特徴とする請求項第(2)項、第(3
    )項および第(4)項のいずれか記載の誘導飛しょう体
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