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JP2000211595A - 音響抑制が改善されたペイロ―ド整形板 - Google Patents

音響抑制が改善されたペイロ―ド整形板

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Publication number
JP2000211595A
JP2000211595A JP11368060A JP36806099A JP2000211595A JP 2000211595 A JP2000211595 A JP 2000211595A JP 11368060 A JP11368060 A JP 11368060A JP 36806099 A JP36806099 A JP 36806099A JP 2000211595 A JP2000211595 A JP 2000211595A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wall
bonded
layer
skin
face sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11368060A
Other languages
English (en)
Inventor
Darryl C Larson
ダリル・シイ・ラーソン
Bruce D Hopkins
ブルース・ディ・ホプキンス
Patrick R Oyler
パトリック・アール・オイラー
Richard Raun
リチャード・ローン
Frank Jessen
フランク・ジェッセン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northrop Grumman Innovation Systems LLC
Original Assignee
Alliant Techsystems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alliant Techsystems Inc filed Critical Alliant Techsystems Inc
Publication of JP2000211595A publication Critical patent/JP2000211595A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/002—Launch systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/228—Damping of high-frequency vibration effects on spacecraft elements, e.g. by using acoustic vibration dampers
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過剰な音響エネルギーからペイロードを保護
するための整形板を提供する。 【解決手段】 整形板は、人工衛星などのペイロードを
発射するために、打上げロケットと共に使用することが
できる。本発明は、ペイロードを取り囲んで音響エネル
ギーを吸収し、こうしてノイズを容認可能なレベルまで
抑え、ペイロードは損傷しない。整形板は２次元ハニカ
ム・コアを含み、この２次元ハニカム・コアはその各側
に接着された複合フェース・シートとロード・スキンと
を有する。ペイロード域に水分が入らないように、整形
板の内側に防水層が結合されている。整形板は、打上げ
ロケットによって発生するエネルギーをさらに抑制する
ために、整形板の内側に結合されたエネルギー吸収ブラ
ンケットを包含することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、打上げロケット用
の整形板とともに使用するためのペイロード整形壁に関
する。
【０００２】
【従来の技術】音響エネルギーを吸収してペイロードを
保護するために吸音ブランケットが使用されている。ブ
ランケットは整形板の内面に取り付けられる。これらの
ブランケットは通常、ガラス繊維バットまたはガラス繊
維シートと異なる厚さを有しかつ互いに層状に重なった
バットとの組合せでできている。ブランケットの使用は
３００Ｈｚ以上の周波数では非常に効果的であることが
わかっているが、１００Ｈｚ以下では十分な保護をもた
らさない。３００Ｈｚ以上の周波数については、波長は
かなり短く、そして音響エネルギーはかなり容易に吸収
される。しかしながら１００Ｈｚ以下の周波数について
は、波長はかなり長く、エネルギーの大部分を吸収する
ためにはブランケット内に物質の十分な深さがない。し
たがって、ブランケットはこれらの周波数では非常に有
効とはいえない。過去において、ブランケットの効果を
増すために厚さを増やしてより多くの吸収を図った。ブ
ランケットの厚さが増すと、ブランケットのコスト、容
積、および重量が増加する。もちろんブランケットの重
量と容量の増加はペイロードのために利用可能な重量と
容量を減らす。したがって、打上げロケット・ペイロー
ド上昇能力は厚くて重いブランケットの使用によって不
利な影響を受ける。
【０００３】整形板壁を通る音響伝達を減少させるため
に、２つの異なるアプローチがとられた。壁の剛性を増
加し、壁の単位面積当りの質量を増加した。これらのア
プローチは整形板の重量を増加させ、この重量は軌道に
送られるペイロードの重量を減少させるので、いずれも
望ましいものとは考えられない。従って、ロケット上昇
能力を不利にすることなくペイロードを保護するため
に、ペイロードの発射によって発生する音響エネルギー
を抑制することのできるペイロード整形板の必要性が存
続する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低周波数を
含めた広い周波数帯域にわたって高い音響減衰を実現さ
せるものである。
【０００５】本発明は、ペイロードを取り囲むための壁
の構造を提供し、かつ離昇および発射中に発生する過剰
音響エネルギーからペイロードを保護するために音響減
衰ももたらす多数の材料層を含むペイロード整形板を提
供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ペイロード整形板すなわ
ちシュラウドは、２次元ハニカム層すなわちコアの各側
に接着された繊維樹脂面シートを包含する整形板構造を
形成する壁を含む。繊維樹脂面シートは内側スキンと外
側スキンとを形成する。防水層を内側スキンの一部とし
て含めることもできる。ハニカム材料は２次元ハニカム
であり、一般にアルミニウム製である。内側スキンおよ
び外側スキンは各々、炭素エポキシ面クロスすなわち織
物および炭素エポキシ・テープすなわちロード・スキン
を含む。内側スキンと外側スキンは、整形板壁に強度を
与える構造層である。
【０００７】本発明の１つの利点は、本発明が広い周波
数帯域にわたって高い音響減衰を提供できることであ
る。上述のように、３００Ｈｚ以上の周波数については
波長はかなり短く、そして比較的容易に吸収され、３０
０Ｈｚ以下の周波数については波長は長く、材料の深さ
が適切な保護を提供しない。しかしながら本発明によれ
ば、整形板の構造と材料は３００Ｈｚ以下の周波数にお
いても改善された減衰能力を提供する。２次元ハニカム
・コアによってもたらされる高い減衰は、整形板におけ
る他の材料の減衰とともに音響エネルギーのよりすぐれ
た消散を可能にする。
【０００８】本発明の別の利点は、打上げロケットのペ
イロード上昇能力にほとんど影響を及ぼさないことであ
る。本発明は、上昇能力に影響を与える重量を追加しな
い。本発明は、今日の打上げ要件に必要とされる追加の
減衰保護を提供するために、すでに必要なペイロード整
形板壁を利用する。
【０００９】本発明のさらに別の利点は、本発明による
整形板のコストと製作が妥当であることである。本発明
は、高い音響レベルからペイロードを保護することへの
妥当なコストの実際的なアプローチを提供する。
【００１０】本発明を特徴づけるこれらおよびその他の
利点および特性は、本明細書に添付されかつこのさらに
先の部分を形成する特許請求の範囲における特殊性によ
って指摘される。しかしながら、本発明と、その利点
と、これを使用して得られる目的をもっとよく理解する
ために、本明細書のさらなる部分を形成する図面と、本
発明の例示的実施形態が図示され記載されている添付さ
れた詳細な説明とを参照すべきである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１において、整形板すなわちシ
ュラウド１２を含む打上げロケット１０が示されてい
る。シュラウド１２は、一般に人工衛星またはその他の
宇宙ロケットであるペイロード１４（図示せず）を取り
囲んでいる。適当なペイロードであればどれでも打上げ
ができること、およびどのような形式の打上げロケット
も打上げに利用できることを理解すべきである。整形板
１２は一般に３つの部分、すなわちベースすなわち概し
て円筒形の部分１５、ノーズ・コーン部分１８、および
ノーズ・キャップ部分２０を含む。整形板は、従来の手
段で結合されて整形板を形成するセクター１３によって
作られている。セクター１３の１つを図２に示す。整形
板すなわちシュラウド１２はペイロードを取り囲み、打
上げの前および打上げ中に打上げシーケンスの所定の点
までペイロードを保護する。この所定の点は、例えば十
分な高度が達成された点であってもよい。この所定の点
において、整形板１２は放棄すなわち散開され、セクタ
ー１３は強制的に分離されてペイロード１４から離れて
落下する。
【００１２】ペイロードは、打上げ時に生ずる大気から
の保護を必要とする。発生する高温と高圧は敏感なペイ
ロードに損害を与える可能性がある。さらにまた、打上
げ中に生ずる音響エネルギーからペイロードを保護しな
ければならない。アンテナまたは付属物は、打上げ環境
において発達する大きな振動によって容易に損害を受け
ることがある。離昇中の音響周波数は５Ｈｚから１０，
０００Ｈｚまたはそれ以上までの範囲にわたることがあ
る。これらの周波数に付随するノイズは１５０ｄＢまた
はそれ以上に達することがある。ペイロードを適切に保
護するために１２５ｄＢのノイズ・レベルを超過しない
ことが一般に要求される。ペイロードのための最悪環境
は打上げ後約５秒間に発生することが知られている。こ
の時点でノイズ・レベルは１５０ｄＢを超過することが
ある。この時点の後に、高い周波数がシュラウドに局部
的に影響を与えてペイロードに対する損害を発生させる
遷音速飛行領域期間にロケットが入るまで、ノイズは低
下する。したがって、本発明による整形板は、打上げ初
期および遷音速飛行中に発生する音響エネルギーを許容
可能なレベルにまで減衰させるように構成されている。
【００１３】上述のように、整形板１２は多くのセクタ
ー１３でできている。好ましい実施形態では、整形板１
２は３つのセクター１３で構成されている。一般に、２
つまたは３つのセクターが利用されるが、要求に応じて
どんな数のセクターも使用できることを理解すべきであ
る。個別のセクター１３は結合されてペイロードのため
の保護用ハウジングを形成する。各セクター１３は複数
のサブセクションによって構成されている。好ましい実
施形態では、サブセクションは上述のように円筒形部分
と、ノーズ・コーン部分と、ノーズ・キャップ部分との
セクションを含む。円筒形部分１５はセクション１６に
よって構成され、ノーズ・コーン部分１８はセクション
２２によって構成され、ノーズ・キャップ部分２０はセ
クション２４によって構成されている。したがって、セ
クター１３は図２に示すようなセクション１６、セクシ
ョン２２、およびセクション２４を含むように形成され
ている。
【００１４】セクター１３は、従来の手段で互いに結合
されてシュラウド１２を形成する。好ましい実施形態で
は、結合部は宇宙船の整形板構造には共通である高エネ
ルギー分離ジョイントを使用して行われる。当業者には
周知のように、分離ジョイントのハードウェアは、一般
的には接着され、整形板セクターに機械的に取り付けら
れる。それから結合部は密閉されて、シュラウドがペイ
ロードから散開されることになるまで確実な配置を提供
する。ある実施形態では、圧縮ガスまたは爆発装置をコ
ネクタとともに使用し、この結果、必要とされるときに
圧縮ガスまたは爆発がセクター１３を互いに分離させて
ペイロードから引き離す。好ましい実施形態では、爆発
装置は、ロケットが所定の高度に達すると遠隔操作で起
爆され、そしてセクターはペイロードから離れて落ち
る。それからペイロードは露出される。使用できる１形
式の分離装置は爆発レール（図示せず）である。１形式
の爆発レールはＢｏｅｉｎｇ社によって製作されるＳＵ
ＰＥＲＺＩＰである。もちろん、どのような適切な結合
装置または方法も、またどのような適切な分離装置また
は方法も、本発明によって利用することができる。
【００１５】整形板壁は様々な様式に製作することがで
きる。好ましい実施形態では、整形板壁はすべて同時に
製作される。次に整形板壁を所望の個数のセクターに切
る。それからセクターを結合して、打上げロケットに取
り付けられる整形板を形成する。各セクターを個別に製
作することも可能である。すべてのセクターを一度に製
作しても個別に製作しても、セクターは一般にベースか
らノーズ・キャップまで完全に作られる。この方法で
は、ベースすなわち円筒形部分をノーズ・コーン部分に
結合して、それからノーズ・コーン部分をノーズ・キャ
ップ部分に結合することは必要ではない。しかしなが
ら、これらの部分のすべてまたは一部を個別に作り、適
正な取付け手段によって結合してシュラウドを製作する
ことも可能であることを理解すべきである。
【００１６】好ましい実施形態では、セクション１６、
２２、２４の各々のコアは必要な曲率と形状に前もって
形成される。曲率と形状の要件は打上げロケットによっ
て決定されることを理解すべきである。整形板の内側表
面スキンはマンドレル（図示せず）の上に置かれた繊維
である。それからコア材料を内側スキンの上に取り付け
る。整形板の外側スキンはコアの外表面の上に置かれた
繊維である。整形板の内側スキンと外側スキンは多くの
層を含むこともできる。内側スキンは防水層を含むこと
もできる。層とコアについてはさらに詳しく後述する。
それから構造を硬化して強力な構造とする。その構造
は、打上げロケットに取り付けてこれと共に使用するた
めの整形板を形成するために使用される。
【００１７】ここで整形板を、本発明において利用され
るコア材料からさらに詳しく説明する。図４には、整形
板壁２８の一部分が分解斜視図で示されている。整形板
壁は、シュラウドの円筒形部分１５を構成する部分１６
において変形ハニカム・コア３０を利用する。好ましい
実施形態では、コア３０はＴＲＵＳＳＧＲＩＤの名称で
メリーランド州ＢｅｌｃａｍｐのＡｌｃｏｒｅ Ｉｎ
ｃ．によって製作された２次元アルミニウム・ハニカム
である。変形ハニカム・コア３０は、従来のハニカムに
おいて使用されるコア材料シートが製作中に互いに回転
されるので、２次元といわれる。結果として得られるセ
ルは互層状に±４５゜回転された半六角形である。これ
は音響エネルギーの移動のためには複雑な経路を提供す
ることになり、また強度も増加する。セル形状を、図３
における線５−５に沿ってとった２次元ハニカム材料の
パネル３２の断面として図５に示す。これに匹敵する２
次元すなわち変形ハニカム材料であればどれでも本発明
によって利用できることを理解すべきである。
【００１８】整形板を通る音響伝達のための物理的機構
は、外側表面上の音圧変動によって誘導される内側整形
板表面の運動である。内側整形板表面の動きは整形板の
内部の空気中に圧力波を生じさせ、この圧力波が「伝
達」音響域を作る。
【００１９】内部整形板壁の運動は、壁の局部的な「厚
みを通した」圧縮と伸張、および慣習的に「シェル」効
果とも呼ばれるより大規模な効果とに分解することがで
きる。大抵の例では（例えばここで説明する壁厚におい
ては約３０００Ｈｚ）、運動に対する厚みを通した圧縮
・伸張の寄与はシェル効果の寄与に比較して非常に小さ
く、慣習的に無視される。シェルの運動は薄膜変位、曲
げ変位、およびせん断変位によって構成され、このうち
後者２つはコア３０の性質に依存する。
【００２０】音響にさらされている間、整形板壁の誘導
された曲げ変位とせん断変位とは２次元コアをゆがめ
る。この独特の構造が原因で、このゆがみはコアの内部
に大きな粘弾性エネルギー損失を引き起こす。この損失
は内側整形板表面の運動を減少させ、これによって音響
の伝達を減少させる。従来のハニカム・コアを使用する
ペイロード整形板は、コア構造が大きな粘弾性を示さな
いので低周波数においてはごく僅かな損失しか示さな
い。
【００２１】好ましい実施形態では、セクション１６に
おいて利用されるコア３０は、厚さが約１．５インチ
（約３．８ｃｍ）のアルミニウムＴＲＵＳＳＧＲＩＤ材
料である。図３ではコア３０は、好ましい実施形態にお
いて構造を簡単にするためにコア材料の多くのパネル３
２によって構成されている。パネル３２は約４フィート
（約１．２ｍ）×約８フィート（約２．４ｍ）であり、
所望の曲面のセクション１６が得られるように所定の半
径に予め形成されている。パネルは適切な様々な寸法お
よび曲率にすることもできる。また特定のシュラウドの
仕様に合わせるために、必要に応じていかなる個数のパ
ネルも利用することができる。多数の可能なパネル３２
の配置の１つを図３に示す。パネルは所望の形状と寸法
に形成するために切断される。
【００２２】ノーズ・コーン１８とキャップ２０もコア
材料を含む。コア材料３０は上述の変形ハニカムであっ
てもよく、または従来型のハニカム材料であってもよ
い。コーンとキャップとの外形は、これらを剛性にして
撓みに耐えるものにする。ペイロードを音響の力から保
護するために、整形板のこれらの部分においては十分な
幾何学的合成が存在する。したがって、様々なコア材料
のノーズ・コーンとキャップの壁を製作することは容易
に可能である。これらのコア材料は打上げの仕様によっ
て決定される。好ましい実施形態では、ノーズ・コーン
１８はコア３０から構成されたセクション２２でできて
おり、コア３０は、材料を望みの形状に形成することを
容易にするために１方向に延ばされた標準的なハニカム
材料である。ノーズ・コーンの好ましい実施形態では、
コア３０の厚さは１．５インチ（３．８ｃｍ）である。
ノーズ・キャップ部分２０は、コア材料３０から作られ
たセクション２４でできている。ノーズ・キャップ２０
のために利用されるコア３０は、Ｈｅｘｃｅｌによって
作られた高可撓性ハニカム材料であるＦＬＥＸ−ＣＯＲ
Ｅ材料である。好ましい実施形態では、コア３０の厚さ
はセクション２４において１．５インチ（３．８ｃｍ）
である。これらの部分１８、２０の各々について材料と
厚さは、当技術分野では周知のように仕様に応じて変わ
り得ることを理解すべきである。適切なハニカム材料で
あれば、望みに応じて２次元ハニカムを含めてどれでも
利用することができる。コアは必要に応じて様々なサイ
ズの材料のパネル、部材、またはシートで構成すること
ができる。
【００２３】好ましい実施形態では、内側スキン３４が
最初に製作される。内側スキン３４はフェース・クロス
４６とロード・スキン４２とを含む。フェース・クロス
すなわちフェース・シート４６はマンドレルの上に置か
れる。フェース・シートは一般的に、エポキシ樹脂が事
前に含浸された炭素繊維である。フェース・シート４６
を利用して、壁２８に音響構造と切削加工性を与える。
クロス４６は複数の繊維配列方向を有する。複数の繊維
配列方向によって、当業者には周知のように例えばベー
ス・リングまたは分離リングを取付けのために望ましい
ような孔を開けるときに、さらによい結果を得ることが
できる。好ましい実施形態では、フェース・シート４６
は厚さが７．７ミルで重さが１９３ｇ／ｍ2 である炭素
繊維／エポキシ・シートである。エポキシは、約２５０
°Ｆと３５０°Ｆとの間で硬化するエポキシの群から選
択される。適切な繊維／樹脂織物であればどれでも利用
できることを理解すべきである。
【００２４】防湿層４４が取り付けられ、内側ロード・
スキン４２は防湿層４４の上に置かれた繊維である。防
水層４４をロード・スキン４２の次に置いてペイロード
から湿分を隔離する。湿分はペイロードに損害を与える
可能性があるので、シール４４を使用して、ペイロード
が存在する空洞中へ凝集物と湿分が通過することを防止
する。防水層は、好ましい実施形態ではＴｅｄｌａｒ薄
膜として知られている不透水性のゴム・シートである。
薄膜の厚さは１０ミルである。しかしながら、シュラウ
ド１２内部への湿分通過を防止する適当な材料または材
料厚であれば、どれでも使用することができる。好まし
い実施形態では湿分シールをフェース・シート４６とロ
ード・スキン４２との間に置くので、防湿層４４に対す
る可能な損害は最小限に抑えられる。望みに応じて防湿
層をフェース・シート４６の内側表面の上に置くことも
できることを理解すべきである。
【００２５】ロード・スキン４２は、壁２８に強度を与
えるための強い耐力層である。好ましい実施形態では、
ロード・スキンは、厚さが７．２ミル／プライのエポキ
シ樹脂が含浸された炭素テープである。好ましい実施形
態で利用される樹脂は、約２５０°Ｆと３５０°Ｆとの
間で硬化するエポキシの群から選択されたエポキシ樹脂
である。適切な樹脂であればどれでも使用できることを
理解すべきである。４プライの炭素テープ４２を使用す
る。各プライの重量は１９０ｇ／ｍ2 である。ロード・
スキン４２を他の周知の手段によっても貼り付けること
ができ、テープではなくシートを使用することもでき
る。材料の層の厚さと数も、製作しようとするシュラウ
ドの仕様に応じて変わる。
【００２６】好ましい実施形態では、接着薄膜層４０が
内側ロード・スキン表面４２の上におかれている。接着
層は８／１３ミルの厚さを有し、３５０°Ｆで硬化す
る。好ましい実施形態では接着層はＡｍｅｒｉｃａｎ
Ｃｙａｎｉｍｉｄｅ製のＦＭ３００であるが、他のどん
な適当な接着層も使用することができる。
【００２７】次にコア３０を接着薄膜４０の上に取り付
ける。コア３０は内側表面すなわち凹状表面３８を有す
る。コア３０は、コア３０の内部表面３８が接着薄膜４
０に貼り付けられるように取り付けられる。この方法に
よって、接着薄膜４０が硬化したときにコア材料３０が
内側ロード・スキン４２に接着される。
【００２８】ここでセクション１６の壁２８の外側スキ
ンを説明する。外側スキンは、コア３０の外側表面４８
に結合された層である。コア３０の外側表面４８はコア
３０の凸側である。第２接着薄膜５０をコア３０の外側
表面４８に貼り付ける。接着薄膜は８／１３ミルの厚さ
を有し、３５０°Ｆで硬化する。適切な接着薄膜であれ
ばどれでも使用することができる。好ましい実施形態で
はＦＭ３００または等価の接着薄膜が使用されている。
【００２９】外側スキン３６はコアの外側表面に結合さ
れている。外側スキン３６は第２ロード・スキン５２と
第２フェース・クロス５４を含む。第２ロード・スキン
５２は接着薄膜５０の上に置かれた繊維である。好まし
い実施形態では、この第２ロード・スキン５２は上述の
ロード・スキン４２と同じものである。第２ロード・ス
キン５２は、厚さが７．２ミル／プライの炭素繊維／エ
ポキシ含浸テープである。４プライを使用し、各プライ
の重量は１９０ｇ／ｍ2である。ロード・スキン４２と
同様に、このロード・スキン５２もシュラウド１２の負
荷を支える。
【００３０】それから第２フェース・シート５４をロー
ド・スキン５２に接着する。好ましい実施形態では、フ
ェース・クロス５４は樹脂を含浸した炭素繊維であり、
厚さは７．７ミル、重量は１９３ｇ／ｍ2 である。フェ
ース・シート５４はシュラウド１２の外表面に構造と切
削加工性とを与える。好ましい実施形態では、フェース
・シートはロード・スキン５２の上におかれているが、
他の方法も使用することができる。好ましい実施形態で
は、第１および第２ロード・スキンならびにフェース・
シートは同じものであるから、対称の層構造となってい
る。この方式では、層は硬化に同じように対応するの
で、よりよい構造を提供できる。しかし、当業者には理
解されるように望みに応じて適切であれば、各層が異な
るものでも同じものでも様々な材料と材料明細を使用す
ることもできる。
【００３１】構造の壁２８は硬化しなければならない。
適切な方法であればどれによっても硬化を実施すること
ができる。一般に、オートクレーブの中で構造を硬化す
ることが望ましい。当技術分野では周知の硬化工程のた
めには、マンドレルがオートクレーブに変えられる。構
造全体の周りに真空バッグを置いて、真空を作り、そし
て炉の中で構造を硬化することも可能である。硬化が完
了した後に、前述のように構造が全体として作られた場
合には、構造を所望の個数のセクションに切断すること
ができる。それからセクター１３を準備して、高エネル
ギー分離ジョイントなどの適切な分離装置によって結合
することができる。適切な取付けリングまたは装置も結
合して、整形板を打上げロケットに結合することもでき
る。
【００３２】また、上述の壁の製作順序は単に例示的な
ものであること、さらに他のどのような製作順序または
製作方法も企画できることを理解すべきである。
【００３３】シュラウド１２は、ロケットの打上げと移
動に伴う高温に耐えることができなければならない。し
たがって熱除去層すなわち防熱層５６が利用される。こ
の防熱層５６は好ましい実施形態ではコルクであり、厚
さは１０ミルである。打上げロケットに共通の熱除去層
上の吹き付けなど、どんな周知の防熱材料も使用するこ
とができる。防熱層５６は第２フェース・シート５４に
接着されている。防熱層５６を第２フェース・シート５
４に結合するために、室温硬化または炉内硬化エポキシ
を利用することができる。
【００３４】打上げロケットの飛行中に静電荷が発生可
能であることも周知である。したがってこの電荷を消散
させることが必要である。電荷消散層５８が防熱層５６
に接着されている。電荷消散層すなわち環境シール５８
は好ましい実施形態では導電性塗料の層であり、厚さは
１０ミルである。この環境シール５８はまた、雨、雪、
またはシュラウドに有害になる可能性のある他の条件な
どの、他の環境的影響からシュラウド１２を保護するの
にも役に立つ。塗料５８は好ましい実施形態ではＬｏｃ
ｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉｎ製のＭＩ−１５ Ｅｎｖｉｒ
ｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｅａｌペイントであるが、適当な
塗料であればどれでも使用することができる。塗料５８
はシュラウド１２の最外層である。
【００３５】シュラウド１２はまた吸音ブラケット６０
を利用して、打上げ中に発生する音響エネルギーをさら
に減衰させることもできる。吸音ブラケット６０は一般
にプラスチック・バッグの中にガラス繊維で作られる。
当業者には周知のように、吸音フォームと呼ばれること
もある重合体材料であるフォームなどの適当な材料は何
でも使用することができる。ブランケット６０の厚さは
打上げの仕様によって異なる。好ましい実施形態では、
吸音フォームの厚さは４インチ（１０．１６ｃｍ）であ
り、フォームの重量は２．０ｌｂ／ｆｔ2 である。ブラ
ンケットの厚さは非常に変化する。さらに、ブランケッ
ト８０はすべての打上げには必要ない。ブランケット８
０は薄膜接着などの通常の手段によってシュラウド１２
の壁２８に結合されている。タイ・ストラップなどの、
その他の締付け手段も利用することができる。
【００３６】ブランケット８０は一般に、シュラウド１
２の円筒形部分１５とともに利用される。ブランケット
８０は所望に応じて使用することができるが、ノーズ・
コーン１８とキャップ２０の部分は通常ブランケット８
０の使用を必要としない。ノーズ・コーン部分１８とキ
ャップ部分２０は、飛行中に発生する音響エネルギーか
らペイロードを保護するために十分な剛性を有する傾向
がある。コーンの寸法形状はこれを剛性にし、したがっ
て撓みに対する耐力を持たせる。幾何学的剛性は音響エ
ネルギーに対する耐力という利点を提供する。
【００３７】上記の例と開示は説明を目的とするもので
あって、すべてを網羅するものではない。この説明は本
発明の例示的説明であって、本発明を図解した特定の実
施形態に限定することを意図するものではない。これら
の例と説明は当業者に対して多くの変形と代替案とを示
唆するものである。これらの代替案ならびに変形は、添
付の特許請求の範囲の枠内に含まれるものとする。当業
者は、ここに説明した特定の実施形態に等価の他の実施
もあり、この等価実施もまたここに添付した請求の範囲
によって包含される予定であることを認識できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のペイロード整形板を備えた打上げロケ
ットの斜視図である。
【図２】本発明によるペイロード整形板の１セクション
の外側を示す斜視図である。
【図３】ハニカムのパネルを示す、本発明による整形板
の１セクションを示す斜視図である。
【図４】本発明による整形板の一部分を示す分解斜視図
である。
【図５】図３の線５−５に沿ってとった２次元ハニカム
材料のパネルの断面図である。
【符号の説明】
１０ 打上げロケット １２ 整形板、シュラウド １３ セクター １４ ペイロード １５ 円筒形部分 １６ セクション １８ ノーズ・コーン部分 ２０ ノーズ・キャップ部分 ２２ セクション ２４ セクション ２８ 整形板壁 ３０ コア ３２ パネル ３４ 内側スキン ４２ ロード・スキン ４４ 防湿層 ４６ フェース・シート ４８ 外側表面 ５０ 第２接着薄膜 ５２ ロード・スキン ５４ 第２フェース・シート ５６ 熱除去層、防熱層 ５８ 環境シール ６０ ブランケット ８０ ブランケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダリル・シイ・ラーソン アメリカ合衆国・84128・ユタ州・サウス ウエスト バレー シティ・ウエスト 4065・6948 (72)発明者 ブルース・ディ・ホプキンス アメリカ合衆国・84124・ユタ州・ソルト レイク シティ・ロンドン プレイン ロード・136 (72)発明者 パトリック・アール・オイラー アメリカ合衆国・84092・ユタ州・サンデ イ・イースト エッジクリフ ドライブ・ 1786 (72)発明者 リチャード・ローン アメリカ合衆国・84042・ユタ州・リンド ン・ノース メイン・320 (72)発明者 フランク・ジェッセン アメリカ合衆国・84093・ユタ州・サンデ イ・サウス 925 イースト・8338

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 打上げロケット用の整形板とともに使用
    するペイロード整形板壁であって、 （ａ）内側表面と外側表面とを有する内側スキンと、 （ｂ）内側表面と外側表面とを有し、前記内側表面は内
    側スキンの外側表面に結合されている変形ハニカム層
    と、 （ｃ）内側表面と外側表面とを有し、前記内側表面は変
    形ハニカム層の外側表面に結合されている外側スキンと
    を包含する整形板壁。
  2. 【請求項２】 内側スキンに結合された防水層をさらに
    含む請求項１に記載の整形板壁。
  3. 【請求項３】 外側スキンの外側表面に結合された防熱
    層をさらに含む請求項１に記載の整形板壁。
  4. 【請求項４】 防熱層に結合された環境シールをさらに
    含む請求項３に記載の整形板壁。
  5. 【請求項５】 環境シールが導電性塗料である請求項４
    に記載の整形板壁。
  6. 【請求項６】 変形ハニカム層がアルミニウム製である
    請求項１に記載の整形板壁。
  7. 【請求項７】 内側スキンの内側表面に結合された防音
    ブラケットをさらに含む請求項１に記載の整形板壁。
  8. 【請求項８】 内側スキンが炭素繊維／エポキシ織物の
    第１フェース・シートを含む請求項１に記載の整形板
    壁。
  9. 【請求項９】 内側スキンが炭素繊維／エポキシ織物の
    第１ロード・スキン層をさらに含む請求項８に記載の整
    形板壁。
  10. 【請求項１０】 変形ハニカム層がＴＲＵＳＳＧＲＩＤ
    である請求項１に記載の整形板壁。
  11. 【請求項１１】 外側スキンが炭素繊維／エポキシ織物
    の第２フェース・シートを含む請求項１に記載の整形板
    壁。
  12. 【請求項１２】 外側スキンが炭素繊維／エポキシ・テ
    ープの第２ロード・スキン層をさらに含む請求項１１に
    記載の整形板壁。
  13. 【請求項１３】 打上げロケット用の整形板とともに使
    用するためのペイロード整形板壁であって、 （ａ）内側表面と外側表面とを有する第１フェース・シ
    ートと、 （ｂ）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    １フェース・シートの内側表面に結合されている第１ロ
    ード・スキン層と、 （ｃ）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    １ロード・スキン層の内側表面に結合されている変形ハ
    ニカム層と、 （ｄ）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    １フェース・シートの内側表面に結合されている第２ロ
    ード・スキン層と、 （ｅ）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    ２ロード・スキン層の内側表面に結合されている防水層
    と、 （ｆ）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は防
    水層の内側表面に結合されている第２フェース・シート
    とを包含する整形板壁。
  14. 【請求項１４】 第１フェース・シートの外側表面に結
    合された防熱層をさらに含む請求項１３に記載の整形板
    壁。
  15. 【請求項１５】 防熱層に結合された環境シールをさら
    に含む請求項１４に記載の整形板壁。
  16. 【請求項１６】 環境シールが導電性塗料である請求項
    １５に記載の整形板壁。
  17. 【請求項１７】 変形ハニカム層がアルミニウム製であ
    る請求項１３に記載の整形板壁。
  18. 【請求項１８】 第２フェース・シートの内側表面に結
    合された防音ブラケットをさらに含む請求項１３に記載
    の整形板壁。
  19. 【請求項１９】 第１フェース・シートがエポキシ樹脂
    で含浸された炭素繊維織物である請求項１３に記載の整
    形板壁。
  20. 【請求項２０】 第１ロード・スキン層がエポキシ樹脂
    で含浸された炭素繊維テープである請求項１３に記載の
    整形板壁。
  21. 【請求項２１】 変形ハニカム層がＴＲＵＳＳＧＲＩＤ
    材料である請求項１３に記載の整形板壁。
  22. 【請求項２２】 第２フェース・シートがエポキシ樹脂
    で含浸された炭素繊維テープである請求項１３に記載の
    整形板壁。
  23. 【請求項２３】 第２ロード・スキン層がエポキシ樹脂
    で含浸された炭素繊維テープである請求項１３に記載の
    整形板壁。
  24. 【請求項２４】 打上げロケットとともに使用するため
    のペイロード整形板であって、 （ａ）壁を有するベース部分であって、前記壁は、 （ｉ）内側表面と外側表面とを有し、炭素繊維／エポキ
    シ織物で作られた第１フェース・シートと、 （ii）内側表面と外側表面とを有し、炭素繊維／エポキ
    シ・テープで作られ、外側表面は第１フェース・シート
    の内側表面に結合されている第１ロード・スキン層と、 （iii)内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    １ロード・スキン層の内側表面に結合されている変形ハ
    ニカム層と、 （iv）内側表面と外側表面とを有し、炭素繊維／エポキ
    シ・テープで作られ、前記外側表面は変形ハニカム層の
    内側表面に結合されている第２ロード・スキン層と、 （ｖ）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    ２ロード・スキンの内側表面に結合されている防水層
    と、 （vi）内側表面と外側表面とを有し、炭素繊維／エポキ
    シ織物で作られ、前記外側表面は防水層の内側表面に結
    合されている第２フェース・シートとを含むベース部分
    と、 （ｂ）ベース部分に結合されたノーズ・コーン部分と、 （ｃ）ノーズ・コーン部分に結合されたノーズ・キャッ
    プ部分とを含む整形板壁。
  25. 【請求項２５】 第１フェース・シートの外側表面に結
    合された防熱層をさらに含む請求項２４に記載のベース
    部分壁。
  26. 【請求項２６】 防熱層に結合された環境シールをさら
    に含む請求項２５に記載のベース部分壁。
  27. 【請求項２７】 環境シールが導電性塗料である請求項
    ２６に記載のベース部分壁。
  28. 【請求項２８】 変形ハニカム層がアルミニウム製であ
    る請求項２４に記載のベース部分壁。
  29. 【請求項２９】 第２フェース・シートの内側表面に結
    合された防音ブラケットをさらに含む請求項２４に記載
    のベース部分壁。
  30. 【請求項３０】 変形ハニカム層がＴＲＵＳＳＧＲＩＤ
    材料である請求項２４に記載のベース部分壁。
  31. 【請求項３１】 防水層がゴム製である請求項２４に記
    載のベース部分壁。
  32. 【請求項３２】 打上げロケットとともに使用するため
    のシュラウドであって、 （ａ）壁を有するベース部分であって、前記壁は、 （ｉ）内側表面と外側表面とを有する第１フェース・シ
    ートと、 （ii）内側表面と外側表面とを有し、外側表面は第１フ
    ェース・シートの内側表面に結合されている第１ロード
    ・スキン層と、 （iii)内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    １ロード・スキン層の内側表面に結合されている変形ハ
    ニカム層と、 （iv）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は変
    形ハニカム層の内側表面に結合されている第２ロード・
    スキン層と、 （ｖ）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    ２ロード・スキンの内側表面に結合されている防水層
    と、 （vi）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は防
    水層の内側表面に結合されている第２フェース・シート
    とを含むベース部分と、 （ｂ）ベース部分に結合されたノーズ・コーン部分であ
    って、前記ノーズ・コーン部分は壁を含み、前記壁は、 （ｉ）内側表面と外側表面とを有する第１フェース・シ
    ートと、 （ii）内側表面と外側表面とを有し、外側表面は第１フ
    ェース・シートの内側表面に結合されている、第１ロー
    ド・スキン層と、 （iii)内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    １ロード・スキン層の内側表面に結合されているハニカ
    ム層と、 （iv）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面はハ
    ニカム層の内側表面に結合されている第２ロード・スキ
    ン層と、 （ｖ）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    ２ロード・スキンの内側表面に結合されている防水層
    と、 （vi）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は防
    水層の内側表面に結合されている第２フェース・シート
    とを含むノーズ・コーン部分と、 （ｃ）ノーズ・コーン部分に結合されたノーズ・キャッ
    プ部分であって、前記ノーズ・キャップ部分は壁を有
    し、前記壁は、 （ｉ）内側表面と外側表面とを有する第１フェース・シ
    ートと、 （ii）内側表面と外側表面とを有し、外側表面は第１フ
    ェース・シートの内側表面に結合されている第１ロード
    ・スキン層と、 （iii)内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    １ロード・スキン層の内側表面に結合されているハニカ
    ム層と、 （iv）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面はハ
    ニカム層の内側表面に結合されている第２ロード・スキ
    ン層と、 （ｖ）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は第
    ２ロード・スキンの内側表面に結合されている防水層
    と、 （vi）内側表面と外側表面とを有し、前記外側表面は防
    水層の内側表面に結合されている第２フェース・シート
    とを含むノーズ・キャップ部分とを含むシュラウド。
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