JPS6177596A - 飛翔体レド−ム及びその製造方法 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ この発明は、例えばロケット等の飛翔体に使用するに適
する飛翔体のレドーム及びその製造方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に、この種の飛翔体レドームは、その撮能として高
い電力透過率と電力加熱にたえる耐熱性が要求されてい
るが、その一般的な成形材料としては無機系及び有機系
のものがある。前者の無機系レドームはアルミナ及び結
晶化ガラス等の通常の耐％撃性はあるが熱衝撃性の検査
方法の確立していない脆性材料をホットプレスを用いて
成形するもので、材料の比重が大きいため重量的に嵩む
と共に、運搬時等にクラックが入り易く、しかも高価と
なるという問題がある。

一方、後者の有機系レドームは通常、ＥガラスまたはＳ
がラスをベースにマトリックスとして不飽和ポリエステ
ル、エポキシ、フェノール等からなる繊維強化プラスチ
ック（ＦＲＰ）をＳ　−Ｍ・Ｃ（シート・モールディン
グ・コンパウンド）法及びＢ−Ｍ−Ｃ（バルブ・モール
ディング・コンパウンド）法等のプレス法で異形材を作
り、綿状のマット及び網状のロービングを用いてテープ
ワインディング法またはウェット方式で繊維に樹脂を含
浸させて所望の形状に成形し、その侵、ｎ値切削加工を
施こして所定の寸法精度に仕上げるものである。ところ
が、この有機レドームはその門帷含有率が約２０〜３０
％程度と低く、しかもマットを用いているために強度的
に弱く、回転前物体に適用した場合に空洞及びリラック
面が走るという間頂を有している。一方、成形上、レド
ームの円筒状部及び先端部をそれぞれ長繊維及びｙｉｌ
！川帷で用々に成形する方法も採られているが、この方
法では円筒状部及び先端部で、その楳帷含有率の差が生
じ、均一な？ｌｌｌ造に仕上げるごとが非常に雌かしく
製作性が悪いという問題があった。

また、レドームをｙカ加熱と称する空気摩擦による加熱
から耐えるように耐熱性樹脂材料を用いて耐熱性を向上
させるものもあるが、これは高い成形温度を必要とする
と共に、ｅ１１１！含有率のコントロールが非常に難か
しく非常に製作性が悪いという問題を有していた。

このように、熱間系レドームは熱論のこと、有機系レド
ームにおいてはいずれのものもその強度及び耐熱性等の
製品の品質と製作性の両方を満足させるものが出現され
ていないもので、その改良が強く要請されている。

［発明の目的コ この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、製品の耐
熱性、及び強度を効果的に向上し轡、かつ製作性をも向
上し得る飛翔体レドーム及びその製造方法を提供するも
のである。

［発明の概要］ すなわち、この発明の飛翔体レドーム及びその特選方法
はクォーツファイバークロス及びポリイミドレジンを素
材とし、？！！数のプリプレグを異方向に積層すること
により形成するようにしたもので、素材を形成する工程
、この素材をプリプレグ化する工程、このプリプレグ化
した素材をマンドレルの表面に積層する第１の層を形成
する工程と、この第１の層の外周部に前記プリプレグ化
した素材を略平行に千鳥状に同方向積層して第２の層を
形成する工程と、前記第２の層の外周部に熱収縮テープ
を巻装し、更にその外側にガラスクロス、マイラー、Ａ
ｌ板あるいはガラスクロスなどを積層してバッグ成形法
により前記第１及び第２の層を硬化成形する工程と、前
記各層を機械切削加工する工程とを備えることを特徴と
するものである。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。二が本発明の方法により製作されたレドー
ムで、飛翔体く図示せず）の先端部に設けられるレーダ
ー・アンテナ装置を保護すると同時にこの飛翔体の構造
物として設けられる。

このレドームニは、繊維径が約１０μを有し、比重的２
．２、強度的７０に９／ｍｍ２、弾性率約４．ｏｏｏＫ
ｙ／Ｍ２、ポアソン比的０１７のクォーツファイバーク
ロスと物性値が約２５℃で曲げ強度的１１．５Ｋｇ／Ｍ
Ｒ２、約２００℃で約１０Ｋｇ／履２、曲げ弾性率が常
温で約３．７に９／１ｕｓ２．約２００”Ｃｔ’約３．
ＩＫｌ　／　ｍ　２を有した例えばトリアジン系ポリイ
ミドレジンを用いて次の手順で製作する。

すなわち、第２図のように第１の工程では上記クォーツ
ファイバークロスを脱脂処理及びシランカップリング処
理を順次行った後、上記ボリイミ゛ドレジンのモノマー
を付置して素材を形成する。

この素材は第２の工程でゲルタイム約１７０℃で約５０
〜６０秒、樹脂含有率を約４２〜４３％、クロス厚約０
．１８　ｔｒａｍに対してプリプレグ厚を約０．２８　
ｍとしてタッキ状態にプリプレグ化する。

そして、このプリプレグ化した素材は第３の工程で図示
しないレドームに対応して例えば第３図（ａ＞に示され
るように三角形状に裁断したプリプレグ１９ａを上記レ
ドームの内形状に対応して形成されるマンドレルと称す
るコーン状の型１０（第４図参照）に中心軸方向に対し
て、例えば−４５°、Ｏ”、＋４５°、・・・と所定の
角度（第１０図１１をもってずらせるように複数枚をそ
の外周部に積Ｗ４（以下異方向積層と称す）して第１の
層１１を形成する。また、この第１の裏１１の更に外周
部には第４の工程で上記プリプレグ化した素材を第３図
（ｂ）に示すように矩形状に裁断したプリプレグ１９ｂ
をマンドレル１０の例えば軸方向と略平行に千鳥状に複
数枚積層（以下同方向積層と称すンし、第２のｉ！１２
を形成する。

そして、第５の工程では、収縮率約２０％、引張り強さ
約８に９／囚２、比畷杓１．４、伸び率約２００％を有
する飽和ポリエステル系の材質でなる第５図で示される
ような幅寸法約２インチのシュリンケージテープと称す
る熱収縮テープ１３を用意して例えば針などで杓０．１
φの樹脂扱き用の透孔１４を多数形成して、この熱収縮
テープ１３によって第６図に示すように上記第２の１！
！！１２の外周部を下部から上部方向に包帯を巻くよう
にして巻装し、更にその外側に第８図に示されるように
ガラスクロス１５、マイラー１６．Ａｌ板１７、ガラス
クロス１８を積層するようにしていわゆるレイアップす
る。続いてこれをバッグ成形法により硬化成形するもの
である。すなわち、第７図に示されるように加熱・加圧
用のオートクレーブ（想像線図示）と称する圧力釜２ｏ
内に前記マンドレル１０にレイアップした層Ａの外周に
真空引き用袋２１を覆い、端部を粘土２２状のもので封
する。

次に前記袋２１の一部に設けられている真空引き用カン
プリング２３、これに接続されたホース２４を介して真
空ポンプ（図示せず）により−１Ｋｌ　／　ｍ　２程度
真空引きすると同時に圧力釜２０内部を１８０°Ｃまで
加熱すると同時に前記袋２１に対して４　Ｋｇ／　ｍ　
２程度で約３時間加圧するものである。

次に第６の工程として例えばＮＧ旋盤によって第２の＠
１２のみが所定量切削加工されて全体として所定の寸法
精度に仕上げられ、所望のレドームに形成される。

このようにして得られたドームの特性は、既存レドーム
と対比した一実施例によれば、強度、ヤング率、熱伝導
率、比熱、ｔａｎδの面で下表の測定データにみられる
ように一部を除き大部分改善される。

しかして、以上のように製造されたレドーム二は、飛翔
体（図示せず）の先端部に設けられるレーダー・アンテ
ナ装置を保護すると同時に飛翔体自体の構造物として使
用することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、クォーツファ
イバークロス及びポリイミドレジンを素材とした複数の
プリプレグを異方向積層したものを硬化してコーン状に
形成したことを特徴とするものであって、その製造方法
はクォーツファイバークロス及びポリイミドレジン素材
を形成する第１の工程と、前記素材をプリプレグ化する
第２の工程と、前記プリプレグ化した複数の素材をコー
ン状のマンドレルの表面に対してそれぞれ異方向積層し
て、第１の府を形成する第３の工程と、前記第１の層の
外周部に前記プリプレグ化した素材を略平１テに千鳥状
に同方向積層した第２の層を形成する第４の工程と、前
記第２の層の外周部に複数の透孔を有した熱収縮テープ
上にガラスクロス・マイラー、ＡＪｌ板あるいはガラス
クロスなどを積層して前記第１及び第２の層を硬化成形
するオートクレーブによる第５の工程と、前記各層を渫
械切削加工する第６の工程を経て製作するようにしたも
のであるから、プリプレグを異方向積層したのでこの層
が材質的により均一であること、プリプレグを用いてい
るので、従来方式のようにウェット方式でプレスをする
のではなく熱収縮テープの巻装による樹脂層の吸い出し
、オートクレーブ方式による硬化成形の過程を終ること
によりクォーツファイバークロスの体積含有率を高める
ことができること、（実測データによれば従来の５５％
程度から６５％程度まで高めることができた）により空
洞率の低減（実測データによれば従来の８％程度から３
％程度へ低減させることができた）を図ることができた
。

また、上記表の実測データによれば、レドームの強度の
保持率（２５℃と３００℃の強度比）の面で相当の向上
がみられる。

従って、強度、剛性が向上されると同時に均一性が向上
しレドームとして使用した際、ビーム偏位がより少なく
なることなど、アンテナ特性の劣化が少なくなるもので
ある。

更には、電波透過特性においてもクォーツファイバーク
ロスの体枯含有率を高めたことから誘゛電正接（ｌｌ！
Ｉｔａｎδがこの種レドームの通常１１Ｉ！４ｘ１０−
３より更に小さくすることができ品質の向上を図ること
ができるものである。

更に、上記表の実測値データより周囲ｔｉｒ！Ｊ３００
℃での強度、熱伝導率が常温ＩＦ￥（２５°Ｃ）に比べ
てほとんど劣化していないものである。

更にまた、使用素材であるポリイミドは、同（某素材で
あって、発がん性、中毒性があるとされているケルイミ
ドに比べて、このような有害性がないことがラットテス
トにより確認されており、本発明の製造方法による特造
過程において作業員の安全性にも配慮することができる
。

また更に、上述実施例における第１の膚に対して切削層
である第２の層を別々に積層して形成することによって
、クラック及び空洞等が入ることなく、その起生要因を
性力除去することができ、加えて、その１賊切削加工の
精度向上面の効果を冑ることができる。

更には、本発明の製造方法によれば、マンドレルと称す
る１つの型で製作する方法であって、従来のようにおす
型及びめす型を使用するレジンインジェクション方式ま
たはマツチドダイ方式によって製作されている一般的な
方法に比べてコストが低減される。

以上のように強度、耐熱、電波透過性、安全性など品質
の安定、向上と共に製造コストの低減を図れ、延いては
歩留向上、圓魔性の向上などｉ；置注の面での改善が図
れる。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく
、その外、この発明の要旨を逸脱しない範囲で呻々変形
実施できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を示すもので、第１図は飛翔体レドームの
斜視図、第２図は飛翔体レドームの製造工程を示す図、
第３図はプリプレグの平面図、第４図はマンドレルの側
面図、第５図は熱収縮テーブを示す図、第６（７１はマ
ンドレルの外因にプレプレグを！′！ｙ数積うし熱収縮
テープを巻装した状態を示す…り面図、第７図は第６図
における熱収縮テープの更に外周にガラスクロス、マイ
ラー、Ａ、Ｃ仮及びガラスクロスをＷＦした状態でバッ
グ成形法（二よろ成形方法を示す責−ｉ４　？１断面図
、第８図（よ第７図のバッグ成形法により成型されたレ
ドームのＰ！ｉ型１殺の状態を示す一部拡大断面図、第
９図は第８図の状態のものからガラスクロス、マイラー
、Ａ−Ｍ仮及びガラスクロスを除去した状態の拡大図で
、第１０図は第３図（ａ）のプリプレグを複数個異方向
に咀合わせて積層する場合の填一方法を示す図である。 １・・・レドーム、１０・・・マンドレル、１１・・・
第１の囮、１２・・・第２の冒、１３・・・熱）１７縮
テープ、１５．１８・・・ガラスクロス、１６・・・マ
イラー、１７・・・△１仮、１９ａ、１９ｂ・・・プリ
プレグ、２０・・・オーｌ−クレープ、２１・・・真空
引き用袋、２２・・・粘土、２３・・・真空引き用カッ
プリング、２４・・・ホース。 第２図 第１図 第７図 に 第９７ 第１０図　。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）クォーツフアイバークロス及びポリイミドレジン
   を素材とした複数のプリプレグをそれぞれ異方向に組合
   わせて積層したものを硬化してコーン状に形成したこと
   を特徴とする飛翔体レドーム。
2. （２）クォーツフアイバークロス及びポリイミドレジン
   素材を形成する第１の工程と、前記素材をプリプレグ化
   する第２の工程と、前記プリプレグ化した複数の素材を
   コーン状のマンドレルの表面に対してそれぞれ異方向に
   積層して第１の層を形成する第３の工程と、前記第１の
   層の外周部に前記プリプレグ化した素材を略平行に千鳥
   状に同方向積層して第２の層を形成する第４の工程と、
   前記第２の層の外周部に複数の透孔を有した熱収縮テー
   プを巻装し、更にその外側にガラスクロス、マイラー、
   Ａｌ板あるいはガラスクロスなどを積層してバッグ成形
   法により前記第１及び第２の層を硬化成形する第５の工
   程と、前記各層を機械切削加工する第６の工程とを具備
   することを特徴とする飛翔体レドームの製造方法。