JPH07267200A - 宇宙塵防御バンパ - Google Patents
宇宙塵防御バンパInfo
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- JPH07267200A JPH07267200A JP6064915A JP6491594A JPH07267200A JP H07267200 A JPH07267200 A JP H07267200A JP 6064915 A JP6064915 A JP 6064915A JP 6491594 A JP6491594 A JP 6491594A JP H07267200 A JPH07267200 A JP H07267200A
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- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 40
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 低速の宇宙塵衝突時に、効果的に宇宙構造物
本体を防御できるバンパを提供する。 【構成】 宇宙構造物本体の外表面を包囲して設置され
る宇宙塵防御バンパ１が、宇宙構造物本体側０５に張設
される裏面バンパ３と、裏面バンパ３と間隔をおき、対
向して張設される表面バンパ２と、裏面バンパ３、およ
び表面バンパ２との間との空間にセル構造を形成し、該
セル構造にＬＶＤ爆薬を充填した破砕層８との三層で構
成される。 【効果】 これにより、２〜３km/s程度の低速で衝突し
た宇宙塵は、爆薬の爆破エネルギーで気化、又は破砕・
消失し、宇宙構造物本体に衝突しても、その損傷は軽微
に留めることができる。
本体を防御できるバンパを提供する。 【構成】 宇宙構造物本体の外表面を包囲して設置され
る宇宙塵防御バンパ１が、宇宙構造物本体側０５に張設
される裏面バンパ３と、裏面バンパ３と間隔をおき、対
向して張設される表面バンパ２と、裏面バンパ３、およ
び表面バンパ２との間との空間にセル構造を形成し、該
セル構造にＬＶＤ爆薬を充填した破砕層８との三層で構
成される。 【効果】 これにより、２〜３km/s程度の低速で衝突し
た宇宙塵は、爆薬の爆破エネルギーで気化、又は破砕・
消失し、宇宙構造物本体に衝突しても、その損傷は軽微
に留めることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宇宙空間にある宇宙構
造物本体の外表面を覆って設置され、飛来する宇宙塵の
衝突による宇宙構造物本体の損傷を低減する宇宙塵防御
バンパに関する。
造物本体の外表面を覆って設置され、飛来する宇宙塵の
衝突による宇宙構造物本体の損傷を低減する宇宙塵防御
バンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】地上から打上げられ、宇宙空間でミッシ
ョンを達成するため、宇宙構造物が地球の静止軌道上に
位置するとき、宇宙構造物の速度は８〜１０km/sに達す
る。このような状況において、宇宙構造物が航行する軌
道上には、種々の速度で宇宙塵が飛行しており、宇宙塵
は秒速１〜１６kmで宇宙構造物に衝突することがある。
この衝突の宇宙構造物本体へ与える損傷は大きいものと
予想され、宇宙塵が宇宙構造物へ与える損傷を最小限に
おさえるため、従来は、図２および図３に示すように、
宇宙塵防御バンパを宇宙構造物本体の外面に設けてい
た。これらの図において、０１は宇宙構造物、０２はア
ンテナ、０３は宇宙塵防御バンパ、０４はハニカム構
造、０５は宇宙構造物本体、０６は太陽電池、０７は宇
宙塵である。
ョンを達成するため、宇宙構造物が地球の静止軌道上に
位置するとき、宇宙構造物の速度は８〜１０km/sに達す
る。このような状況において、宇宙構造物が航行する軌
道上には、種々の速度で宇宙塵が飛行しており、宇宙塵
は秒速１〜１６kmで宇宙構造物に衝突することがある。
この衝突の宇宙構造物本体へ与える損傷は大きいものと
予想され、宇宙塵が宇宙構造物へ与える損傷を最小限に
おさえるため、従来は、図２および図３に示すように、
宇宙塵防御バンパを宇宙構造物本体の外面に設けてい
た。これらの図において、０１は宇宙構造物、０２はア
ンテナ、０３は宇宙塵防御バンパ、０４はハニカム構
造、０５は宇宙構造物本体、０６は太陽電池、０７は宇
宙塵である。
【０００３】図３に示すように、宇宙構造物本体０５の
外面にハニカム構造０４を介して、アルミニウム材等に
よる、宇宙塵防御バンパ０３を設けることにより、宇宙
構造物０１に向かって飛来した宇宙塵０７は、まず宇宙
塵防御バンパ０３に衝突する。この衝突の際、宇宙塵０
７の速度が８〜１６km/s程度と十分大きいときは、衝突
時の宇宙塵防御バンパ０３と、宇宙塵０７とは高温・高
圧の状態となり、固体状態から液体、気体状態へと相変
化する。このように、宇宙塵防御バンパ０３、および宇
宙塵０７が気体状態になったものを、デブリークラウド
０１２と呼ぶ。デブリークラウド０１２は、宇宙塵防御
バンパ０３を貫通し、ハニカム構造０４中の空間で広が
り、宇宙構造物本体０５に衝突するが、デブリークラウ
ド０１２は気体状態であるために、この衝突による宇宙
構造物本体０５の損傷は比較的小さい。このようにし
て、従来の宇宙塵防御バンパ０３は、宇宙構造物本体０
５への宇宙塵０７による損傷を最小限におさえている。
外面にハニカム構造０４を介して、アルミニウム材等に
よる、宇宙塵防御バンパ０３を設けることにより、宇宙
構造物０１に向かって飛来した宇宙塵０７は、まず宇宙
塵防御バンパ０３に衝突する。この衝突の際、宇宙塵０
７の速度が８〜１６km/s程度と十分大きいときは、衝突
時の宇宙塵防御バンパ０３と、宇宙塵０７とは高温・高
圧の状態となり、固体状態から液体、気体状態へと相変
化する。このように、宇宙塵防御バンパ０３、および宇
宙塵０７が気体状態になったものを、デブリークラウド
０１２と呼ぶ。デブリークラウド０１２は、宇宙塵防御
バンパ０３を貫通し、ハニカム構造０４中の空間で広が
り、宇宙構造物本体０５に衝突するが、デブリークラウ
ド０１２は気体状態であるために、この衝突による宇宙
構造物本体０５の損傷は比較的小さい。このようにし
て、従来の宇宙塵防御バンパ０３は、宇宙構造物本体０
５への宇宙塵０７による損傷を最小限におさえている。
【０００４】図５は宇宙塵モデル０１１が宇宙塵防御バ
ンパモデル０１０に衝突し、デブリークラウド１２が発
生する解析例を示したもので、図では、中心軸の上部の
みモデル化し、解析を行なっている。図に示すように、
アルミニウム製の宇宙塵防御バンパモデル０１０に突入
した宇宙塵モデル０１１は、図５（Ａ）、図５（Ｂ）の
状態を経て、図５（Ｃ）に示すように、デブリークラウ
ド０１２を発生させていることがわかる。
ンパモデル０１０に衝突し、デブリークラウド１２が発
生する解析例を示したもので、図では、中心軸の上部の
みモデル化し、解析を行なっている。図に示すように、
アルミニウム製の宇宙塵防御バンパモデル０１０に突入
した宇宙塵モデル０１１は、図５（Ａ）、図５（Ｂ）の
状態を経て、図５（Ｃ）に示すように、デブリークラウ
ド０１２を発生させていることがわかる。
【０００５】さらに、図６は、Swift. H. L., Barnfor
d. R and Chen.R., Deiging Dual Plate Meteoroid Shi
elds. A New Analysis, JPL Pudlication 82-39, 1982,
に示された実験結果であるが、この図においても、図
６（Ａ）の宇宙塵防御バンパモデル０１０に、図６
（Ｂ）に示すように宇宙塵モデル０１１が衝突し、図６
（Ｃ）に示すように、デブリークラウド０１２を発生す
る現象が示されており、これらからも、上述した宇宙塵
０７の気体状態への相変化が理解できよう。
d. R and Chen.R., Deiging Dual Plate Meteoroid Shi
elds. A New Analysis, JPL Pudlication 82-39, 1982,
に示された実験結果であるが、この図においても、図
６（Ａ）の宇宙塵防御バンパモデル０１０に、図６
（Ｂ）に示すように宇宙塵モデル０１１が衝突し、図６
（Ｃ）に示すように、デブリークラウド０１２を発生す
る現象が示されており、これらからも、上述した宇宙塵
０７の気体状態への相変化が理解できよう。
【０００６】このように、従来の宇宙塵防御バンパ０３
では、宇宙塵０７が８km/s以上の速度で宇宙構造物０１
と衝突するときは、宇宙塵０７が宇宙塵防御バンパ０３
との衝突エネルギーで宇宙塵防御バンパ０３とともに気
化し、デブリークラウド０１２となるため、宇宙構造物
本体へ与える損傷を小さくおさえることができる。しか
し、宇宙塵０７の衝突速度が２〜３km/sと低速の場合、
宇宙塵０７と宇宙塵防御バンパ０３との衝突において
は、デブリークラウド０１２を発生させるほどの高温・
高圧状態を作り出す衝突エネルギーがないため、宇宙塵
０７は固体の状態が維持される。このような固体の宇宙
塵０７が、宇宙塵防御バンパ０３を貫通して宇宙構造物
本体０５に衝突するとき、宇宙構造物本体０５が受ける
損傷は、宇宙塵０７、および宇宙塵防御バンパが気化し
たデブリークラウド０１２が宇宙構造物本体に衝突する
ときより、はるかに大きいものとなり、宇宙構造物本体
０５は著しいダメージを受けることとなる。
では、宇宙塵０７が８km/s以上の速度で宇宙構造物０１
と衝突するときは、宇宙塵０７が宇宙塵防御バンパ０３
との衝突エネルギーで宇宙塵防御バンパ０３とともに気
化し、デブリークラウド０１２となるため、宇宙構造物
本体へ与える損傷を小さくおさえることができる。しか
し、宇宙塵０７の衝突速度が２〜３km/sと低速の場合、
宇宙塵０７と宇宙塵防御バンパ０３との衝突において
は、デブリークラウド０１２を発生させるほどの高温・
高圧状態を作り出す衝突エネルギーがないため、宇宙塵
０７は固体の状態が維持される。このような固体の宇宙
塵０７が、宇宙塵防御バンパ０３を貫通して宇宙構造物
本体０５に衝突するとき、宇宙構造物本体０５が受ける
損傷は、宇宙塵０７、および宇宙塵防御バンパが気化し
たデブリークラウド０１２が宇宙構造物本体に衝突する
ときより、はるかに大きいものとなり、宇宙構造物本体
０５は著しいダメージを受けることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このため、本発明は衝
突速度２〜３km/s程度の低速度で、宇宙塵が宇宙構造物
へ衝突したときでも、宇宙構造物本体への損傷を低減さ
せることのできる、宇宙塵防御バンパを提供することを
課題とする。
突速度２〜３km/s程度の低速度で、宇宙塵が宇宙構造物
へ衝突したときでも、宇宙構造物本体への損傷を低減さ
せることのできる、宇宙塵防御バンパを提供することを
課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の宇宙塵防御バンパは次の手段とした。
め、本発明の宇宙塵防御バンパは次の手段とした。
【０００９】宇宙塵防御バンパの外面を形成する表面バ
ンパと、宇宙構造物本体の外面に固着する裏面バンパと
をある空間をもって対峙させて配設し、その空間内に、
セル構造の仕切を形成して、このセル構造内に爆薬を装
填し、破砕層を設け、３層構成のものとした。
ンパと、宇宙構造物本体の外面に固着する裏面バンパと
をある空間をもって対峙させて配設し、その空間内に、
セル構造の仕切を形成して、このセル構造内に爆薬を装
填し、破砕層を設け、３層構成のものとした。
【００１０】
【作用】本発明の宇宙塵防御バンパは、上述の手段によ
り、宇宙構造物に衝突する宇宙塵の速度が大きいとき
は、宇宙塵防御バンパとの衝突エネルギーにより、宇宙
塵防御バンパ貫通後に、宇宙塵は固体から気体へ相変化
することにより、宇宙塵が宇宙構造物本体へ与える損傷
を低減することに加えて、衝突エネルギーによる宇宙塵
の気体への相変化に達しない程度の速度の宇宙塵との衝
突時には、表面バンパと裏面バンパとの間に設けたセル
構造内に充填した爆薬の、爆発エネルギーによって宇宙
塵を気化、または粉砕・消失させ、宇宙塵の宇宙構造物
本体へ与える損傷を低減させることができる。
り、宇宙構造物に衝突する宇宙塵の速度が大きいとき
は、宇宙塵防御バンパとの衝突エネルギーにより、宇宙
塵防御バンパ貫通後に、宇宙塵は固体から気体へ相変化
することにより、宇宙塵が宇宙構造物本体へ与える損傷
を低減することに加えて、衝突エネルギーによる宇宙塵
の気体への相変化に達しない程度の速度の宇宙塵との衝
突時には、表面バンパと裏面バンパとの間に設けたセル
構造内に充填した爆薬の、爆発エネルギーによって宇宙
塵を気化、または粉砕・消失させ、宇宙塵の宇宙構造物
本体へ与える損傷を低減させることができる。
【００１１】また、爆薬はセル構造の仕切内に分散され
て充填されているので、爆発は宇宙塵が衝突した近傍の
小区画に留まり、衝突位置から離れた位置まで伝播し、
余分な爆発を引き起こし、これに伴う宇宙構造物本体の
損傷を引き起こすことはない。
て充填されているので、爆発は宇宙塵が衝突した近傍の
小区画に留まり、衝突位置から離れた位置まで伝播し、
余分な爆発を引き起こし、これに伴う宇宙構造物本体の
損傷を引き起こすことはない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の宇宙塵防御バンパの実施例
を、図面にもとずき説明する。本実施例の宇宙塵防御バ
ンパも、従来の宇宙塵防御バンパと同様に、図２に示す
ように宇宙構造物本体０５の外面を包囲して設ける。図
１は、本発明の宇宙塵防御バンパの一実施例を示すため
の、図２の部分断面図、および斜視図である。
を、図面にもとずき説明する。本実施例の宇宙塵防御バ
ンパも、従来の宇宙塵防御バンパと同様に、図２に示す
ように宇宙構造物本体０５の外面を包囲して設ける。図
１は、本発明の宇宙塵防御バンパの一実施例を示すため
の、図２の部分断面図、および斜視図である。
【００１３】図１（Ａ）の部分断面図に示すように、宇
宙構造物本体０５の外面には、ハニカム構造４を介し
て、宇宙塵防御バンパ１が設置されている。宇宙塵防御
バンパ１は、外表面を形成する表面バンパ２と、表面バ
ンパ２との間隔を置いて対向・配設した裏面バンパ３
と、表面バンパ２を裏面バンパ３との間の破砕層８とか
らなる三層構造になっている。表面バンパ２、および裏
面バンパ３はアルミニウム合金等の低融点金属からな
り、宇宙塵７の衝突時に積極的に気化するようにしてい
る。
宙構造物本体０５の外面には、ハニカム構造４を介し
て、宇宙塵防御バンパ１が設置されている。宇宙塵防御
バンパ１は、外表面を形成する表面バンパ２と、表面バ
ンパ２との間隔を置いて対向・配設した裏面バンパ３
と、表面バンパ２を裏面バンパ３との間の破砕層８とか
らなる三層構造になっている。表面バンパ２、および裏
面バンパ３はアルミニウム合金等の低融点金属からな
り、宇宙塵７の衝突時に積極的に気化するようにしてい
る。
【００１４】また、破砕層８は、表面バンパ２と表面バ
ンパ３ではさまれた空間を、小区画のセル構造１１に仕
切るための、図１（Ｂ）に斜視図で示す仕切板１０とセ
ル構造１１内に充填される爆薬９とからなる。セル構造
１１は、厚み３m/m 程度のアルミニウム合金の仕切り板
１０で、縦５０m/m ×横５０m/m ×高さ３０m/m の大き
さに形成され、後述する爆薬９の爆発が宇宙塵７衝突部
の近傍に限定されて起るようにしている。従って、セル
構造１１を形成する仕切板１１は、前述のアルミニウム
合金のほか、マグネシウム合金、ＦＲＰ等の軽量で強度
の高いもので形成しても良い。
ンパ３ではさまれた空間を、小区画のセル構造１１に仕
切るための、図１（Ｂ）に斜視図で示す仕切板１０とセ
ル構造１１内に充填される爆薬９とからなる。セル構造
１１は、厚み３m/m 程度のアルミニウム合金の仕切り板
１０で、縦５０m/m ×横５０m/m ×高さ３０m/m の大き
さに形成され、後述する爆薬９の爆発が宇宙塵７衝突部
の近傍に限定されて起るようにしている。従って、セル
構造１１を形成する仕切板１１は、前述のアルミニウム
合金のほか、マグネシウム合金、ＦＲＰ等の軽量で強度
の高いもので形成しても良い。
【００１５】爆薬９は、爆発速度が遅く、反応がゆっく
り進むＬＶＤ（Low Velocity Detonation ）爆薬を使用
することが好ましい。
り進むＬＶＤ（Low Velocity Detonation ）爆薬を使用
することが好ましい。
【００１６】本実施例の宇宙塵防御バンパ１は、上述の
様に構成されているので、飛来する宇宙塵７が宇宙構造
物１に衝突すると、衝突速度が８〜１６km/sと大きいと
きでも、２〜３km/sと小さいときでも、宇宙塵防御バン
パ１を貫通した宇宙塵７は、衝突エネルギー、および爆
薬９の爆破エネルギーによって気化し、デブリークラウ
ドとなるか、または粉砕・消失する。これにより、宇宙
構造物本体０５の宇宙塵７の衝突による損傷を軽微にす
ることができる。また、宇宙塵７の衝突により起爆する
爆薬９の爆破も、宇宙塵７が衝突した近傍のセル構造１
１内の爆破に限定され、他の位置へ波及しないので、こ
れに伴う損傷も防止できる。
様に構成されているので、飛来する宇宙塵７が宇宙構造
物１に衝突すると、衝突速度が８〜１６km/sと大きいと
きでも、２〜３km/sと小さいときでも、宇宙塵防御バン
パ１を貫通した宇宙塵７は、衝突エネルギー、および爆
薬９の爆破エネルギーによって気化し、デブリークラウ
ドとなるか、または粉砕・消失する。これにより、宇宙
構造物本体０５の宇宙塵７の衝突による損傷を軽微にす
ることができる。また、宇宙塵７の衝突により起爆する
爆薬９の爆破も、宇宙塵７が衝突した近傍のセル構造１
１内の爆破に限定され、他の位置へ波及しないので、こ
れに伴う損傷も防止できる。
【００１７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば破砕層８に設ける仕切板１１は、宇
宙構造物本体０５の外面に宇宙塵防御バンパ１を設置す
るため設けた、ハニカム構造４を外方へ延長して、これ
に代えることが出来るものである。
のではなく、例えば破砕層８に設ける仕切板１１は、宇
宙構造物本体０５の外面に宇宙塵防御バンパ１を設置す
るため設けた、ハニカム構造４を外方へ延長して、これ
に代えることが出来るものである。
【００１８】また、適用先も宇宙塵防御に限定されるも
のではなく、装甲車の装甲板構造等にも適用して、効果
が得られるものである。
のではなく、装甲車の装甲板構造等にも適用して、効果
が得られるものである。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の宇宙塵防御
バンパによれば、特許請求の範囲に示す構成により、２
〜３km/s程度の低速度で宇宙塵が宇宙構造物へ衝突した
ときでも、表面バンパ、および裏面バンパの間に介装し
た、爆薬の爆破エネルギーにより宇宙塵を強制的に気化
し、又は粉砕・消失させることができ、宇宙塵の衝突に
よる、宇宙構造物本体の損傷を小さくすることができ
る。
バンパによれば、特許請求の範囲に示す構成により、２
〜３km/s程度の低速度で宇宙塵が宇宙構造物へ衝突した
ときでも、表面バンパ、および裏面バンパの間に介装し
た、爆薬の爆破エネルギーにより宇宙塵を強制的に気化
し、又は粉砕・消失させることができ、宇宙塵の衝突に
よる、宇宙構造物本体の損傷を小さくすることができ
る。
【図１】本発明の宇宙塵防御バンパの一実施例を示す図
で、図１（Ａ）は断面図、図１（Ｂ）は図１の破砕層を
構成するセル構造の斜視図。
で、図１（Ａ）は断面図、図１（Ｂ）は図１の破砕層を
構成するセル構造の斜視図。
【図２】宇宙構造物の全体を示す一部破断面で示す斜視
図。
図。
【図３】従来の宇宙塵防御バンパの一例を示す断面図。
【図４】従来の宇宙塵防御バンパにおけるデブリークラ
ウド挙動を示す断面図。
ウド挙動を示す断面図。
【図５】宇宙塵モデルが宇宙塵防御バンパモデルに衝突
したときの解析例。
したときの解析例。
【図６】宇宙塵モデルを宇宙塵防御バンパモデルに衝突
させたときの実験例を示す。
させたときの実験例を示す。
１ 宇宙塵防御バンパ ２ 表面バンパ ３ 裏面バンパ ４ ハニカム構造 １５ 宇宙構造物本体 ７ 宇宙塵 ８ 破砕層 ９ 爆薬 １０ 仕切板 １１ セル構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ４１Ｈ 5/007
Claims (1)
- 【請求項１】 宇宙構造物本体を包囲して設けられ、飛
来する宇宙塵の衝突による前記宇宙構造物本体の損傷を
低減する宇宙塵防御バンパにおいて、前記宇宙構造物本
体の外表面に固着された裏面バンパと、前記裏面バンパ
と離隔して対向配設された表面バンパと、前記裏面バン
パと前記表面バンパとの間にセル構造を形成して爆薬を
充填した破砕層とを具えたことを特徴とする宇宙塵防御
バンパ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6064915A JPH07267200A (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 宇宙塵防御バンパ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6064915A JPH07267200A (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 宇宙塵防御バンパ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07267200A true JPH07267200A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=13271830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6064915A Withdrawn JPH07267200A (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 宇宙塵防御バンパ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07267200A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001002000A (ja) * | 1999-06-21 | 2001-01-09 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 防御構造 |
| JP2006118541A (ja) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Nitsukatoo:Kk | ムライト結晶相を含有するセラミック焼結体からなる耐衝撃バンパー |
| JP2008536079A (ja) * | 2005-04-08 | 2008-09-04 | レイセオン・カンパニー | 分離可能な構造材料 |
| JP2011523995A (ja) * | 2008-02-08 | 2011-08-25 | レントン コイル スプリング カンパニー | 防護装甲パネル |
| US8564430B2 (en) | 2008-01-17 | 2013-10-22 | Ihi Corporation | Device for detecting space objects |
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