JP2001018897A - ロケット - Google Patents

ロケット

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワーロス少なく、装置コスト小としてロケ
ットを容易に方向転換させること。 【解決手段】 固体推進薬(3)を内蔵する本体(1
2)の一端部にガス噴出ノズル口(21b)を備え、前
記固体推進薬の燃焼ガスを前記ガス噴出ノズル口から噴
射させて、前記本体の軸心方向に推進力を得るようにし
たロケット(11)において、前記軸心方向と交差する
方向に前記燃焼ガスを分岐させるガス分岐路(20)を
形成し、該ガス分岐路に連通して直接的に又は、分岐ガ
ス通路(22)を介して間接的に前記本体の外周壁に複
数の分岐ノズル口(23a、54a)を形成し、該分岐
ノズル口の各々に栓体(25)を配設し、該栓体の移動
調節により該分岐ノズル口のガス流路断面積を可変とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はロケットに関する。
更に詳しくは方向変更可能もしくは旋回可能なロケット
に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来例のロケット1の端部を示す
ものである。円筒状の本体2内に固体推進薬3を内蔵し
ておりこの本体2の端部にはガス噴射ノズル口5を一体
的に形成させている。このガス噴出ノズル口5は図示す
るように比較的断面積の小さいガス通路5aおよび円錐
状に径が大になるガス噴射ノズル口としてのガス通路5
bからなり、固体推進薬3の燃焼によって発生する燃焼
ガスが通路5aを通過し、次いでガス通路5bから噴出
することによって、本体2の軸心方向に図において左方
へと推進力を得る。したがって、このロケット1は軸心
方向に直進する。一方、その進行方向を変更したい場
合、あるいは旋回させたい場合があり、このために、図
8に示すようにガス噴射ノズル口5のガス噴出ノズル口
部5bの端部の周壁に駆動部6cにより回転する回転軸
6aが90°間隔で軸支されていて、この端部に羽根6
bが取りつけられている。
【0003】制御機構Mによりこの駆動部6cが駆動さ
れて、羽根6bが軸6aの回転に伴って所定角度、回動
する。この回動による羽根6bの傾きにより噴射ガスに
横方向のベクトルが与えられ、図8において右方又は左
方に横方向成分の推力を発生し、直進していたロケット
1は右か左へ旋回する。
【0004】然るに、このような従来の方法では、羽根
6bの回動により直線的な大きな推進力を生じさせてい
た噴出ガスの流れ方向が変えられるために、その流れに
乱れが生じる結果、推進力が大きく低下する問題があっ
た。したがって、一定の推進薬により予定されていた飛
行距離を小さくしてしまう。また、羽根6bの回動には
大きな駆動力を必要とするため、駆動部6cは大型とな
り、重量も大となる。このような駆動部6cを配設する
空間もまた大きくすることが必要となる。更に、この空
間を設けたためロケット本体4の直径が端部において図
示するように大となり、それだけ空気抵抗が増大して、
推進力を低下させることとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題に
鑑みてなされ、直進的な推進力をほとんど低下させるこ
となく、任意の方向に高旋回を可能とする軽量、小型の
ロケットを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の課題は、固体推進
薬(3)を内蔵する本体(12)の一端部にガス噴出ノ
ズル口(21b)を備え、前記固体推進薬の燃焼ガスを
前記ガス噴出ノズル口から噴射させて、前記本体の軸心
方向に推進力を得るようにしたロケット(11)におい
て、前記軸心方向と交差する方向に前記燃焼ガスを分岐
させるガス分岐路(20)を形成し、該ガス分岐路に連
通して直接的に又は、分岐ガス通路(22)を介して間
接的に前記本体の外周壁に複数の分岐ノズル口(23
a、54a)を形成し、該分岐ノズル口の各々に栓体
(25)を配設し、該栓体の移動調節により該分岐ノズ
ル口のガス流路断面積を可変としたことを特徴とするロ
ケット、によって解決される。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態による
ロケット11の旋回状況を示す。ロケット11は従来の
ロケット同様にほぼ円筒形状の本体12を有し、その前
端部近くには翼13を取りつけている。そして本体12
の端部に本発明にかかわる機構を内蔵するハウジング1
4を一体的に取りつけている(請求項で、このハウジン
グ14を含めて「本体12」とする。以下、同様)。
【0008】図2はロケット11の本発明に関わる要部
の拡大断面図である。本体12と一体的に本体12の端
部にガス噴射ノズル口21を形成し、これは従来のガス
噴射ノズル口と同様な形状を呈する。すなわち、固体推
進薬3側では小径のガス通路21aを形成し、これより
右方に円錐形状に大径となるガス噴射ノズルとしてのガ
ス通路21bを形成している。
【0009】ガス噴射ノズル口21の左端面33と固体
推進薬3の端面31との間に円板状の空間をガス分岐
路20として形成し、これに連通してハウジング14内
に軸心方向に延びる、管状の空間を分岐ガス通路22
として形成させた管状のガス通路形成部材23を図3に
示すように等角度間隔で6本挿通し、これら分岐ガス通
路22の各端部には逆ハの字型の孔部としてノズル口2
3aを形成する。このノズル口23aに整列してガス噴
射ノズル口21の周壁には図2に示すように短管24を
上述と同じ等角度間隔で取りつけており、これに摺動自
在にピントル25を配設している。図3に示されるよう
にこのピントル25には駆動機構26により径内外方向
に移動し得る軸26aが固定されている。一方の移動限
界位置でピントル25の球形の頭部がノズル口23aを
完全に閉塞する(ガス流路断面積は0)。そして、他方
の移動限界位置ではピントルによるノズル口23aの全
開状態としてガス流路断面積を最大としている。これら
駆動機構26は図示しない制御機構により各々独立して
制御可能とし、必要に応じてロケット用の各センサから
の信号を受けて調節するようにしてもよい。
【0010】本発明の実施の形態は以上のように構成さ
れるが、次にこの作用について説明する。
【0011】図2において、固体推進薬3が点火される
とその中心孔から半径方向外側に向かって燃焼してい
き、発生する燃焼ガスが空間からこれに分岐して連通
し径外方向に延びる円板状のガス空間(すなわち、ガ
ス分岐路20)へと導かれる。燃焼ガスの大部分は軸心
方向に流れガス噴射ノズル口21の小径孔21aから大
径部21bを通って噴出することにより、軸心方向に推
進力を得る。
【0012】図3においてロケット11を右方向に旋回
させたいとすれば6個のピントル25の内、8時と10
時の方向にあるピントルを図示の閉塞状態から所定のガ
ス流路断面積を得るべく径内方へと駆動機構26により
移動させピントル25とノズル口23aとの間に制限さ
れたガス噴出口を形成する。燃焼ガスは空間から分岐
して空間、空間を通りこの制限されたガス噴出口か
ら噴出するのでロケット11は右方向に旋回する。一
方、図3においては12時、2時、4時、6時のガスノ
ズル口23aは完全な閉塞状態にあり、図3において紙
面に垂直方向に対して本体12は左方に向かう横方向の
推進力が与えられる。すなわち、図1において本体12
の進行方向に関し一点鎖線、次いで実線で示すように左
方へとロケット11を旋回させる。
【0013】すなわち、図1においてロケット11は最
初は左方へと直進しているが上述したようにピントル2
5の選択的な移動調節により一点鎖線で示すように旋回
し、更に最初の位置から90°旋回した状態となり、更
に下方の一点鎖線で示すような方向をとってついには、
180°方向変換した姿勢となる。この時点で図3にお
いて8時、10時のピントル25を再び完全に閉じる。
【0014】このような旋回を従来では推進力の大きな
パワーロスで行っていたが本発明の実施の形態によれば
ピントル25の選択的な移動調節により大きな直進的な
推進力を発生させる燃焼ガスの一部を分離させ、わずか
なガス噴出量で変更させることができる。したがって、
パワーロスが極めて少なく、また大きな推進力に逆らっ
て方向変換させるものではないから全体としての構造を
簡単にしかつ重量を小とすることができる。
【0015】図4は本発明の第二の実施の形態によるロ
ケット41を示す。本実施の形態によれば本体2の略重
心部に本発明による分岐ノズル口(図3のノズル口23
aに相当する)を備えたハウジング42が一体的に取り
つけられる。例えば図3において2時、4時のピントル
25を開けると、左方向に推力を受けて重心近くである
のでこの場合には旋回するというよりも平行移動して一
点鎖線で示すようにコース変更を行なう。
【0016】図5及び図6は本発明の第三の実施の形態
によるロケット51の要部を示す。本実施の形態によれ
ば、固体推進薬3の端面に接して90度おきに丸孔が形
成され、これらにそれぞれパイプ54が嵌挿される。こ
れらパイプ54の先端部にノズル口54aが形成され
る。パイプ54にはピントル25が摺動自在に配設さ
れ、この右方にガス噴出ノズル部52を形成させてい
る。本実施の形態では放射状に延びるパイプ54内のガ
ス通路’が分岐路となっており、本体2の外周壁に形
成されるノズル口54aと直接、連通している。
【0017】本実施の形態によっても旋回のための横方
向の力を容易に得ることは明らかである。なお、ピント
ル25を図5において開閉させる駆動部26は点線で示
され、これに必要な空間はガス噴出ノズル口52内に形
成されている。
【0018】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本
発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【0019】例えば以上の実施の形態においては、ピン
トル25を備えるノズル口をロケットの後端、又は中間
部に設けるようにしたが後端、中間部のいずれにも設け
るようにしてもよい。
【0020】また以上の実施の形態では、横方向推進力
を得るためのノズル口に嵌合する栓体としてピントルを
説明したがこれに限ることなく例えばニードル状であっ
てもよく、要するにその移動によりにガスの流路断面積
を変えるようにすればよい。
【0021】また以上の実施の形態ではピントル25は
図3においては10時、8時、の二つについて移動させ
て左旋回する状況について説明したがもちろん、反対方
向には4時、2時、の位置のピントル25を調節するよ
うにすればよい。あるいは、全ピントル25を移動させ
てそれぞれの流路断面積を変えて旋回方向を調節するよ
うにしてもよい。又、分岐ガス通路Bは軸方向に垂直と
したが斜めであってもよい。またピントル25の数も4
個に限らず等角度間隔で更に増大するようにしてもよ
い。例えば6個、8個、としてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように本発明のロケットによ
れば、装置コストを小としかつ推進力のパワーロスも少
なくして旋回、あるいは方向転換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態によるロケットの旋
回状況を示す空中における平面図である。
【図2】図1におけるロケットの要部の拡大断面図であ
る。
【図3】図2における[3]−[3]線方向断面図であ
る。
【図4】本発明の第二の実施の形態によるロケットの空
中における平面図である。
【図5】本発明の第三の実施の形態によるロケットの要
部の拡大断面図である。
【図6】図5における[6]−[6]線方向断面図であ
る。
【図7】従来例のロケットの要部の拡大断面図である。
【図8】図7における端面図である。
【符号の説明】
3 固体推進薬 11 ロケット 12 本体 21 ガス噴出ノズル口部 23a ノズル口 25 ピントル(栓体) 41 ロケット 51 ロケット 円板状の空間(ガス通路) 管状の空間(ガス通路)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体推進薬(3)を内蔵する本体(1
    2)の一端部にガス噴出ノズル口(21b)を備え、前
    記固体推進薬の燃焼ガスを前記ガス噴出ノズル口から噴
    射させて、前記本体の軸心方向に推進力を得るようにし
    たロケット(11)において、前記軸心方向と交差する
    方向に前記燃焼ガスを分岐させるガス分岐路(20)を
    形成し、該ガス分岐路に連通して直接的に又は、分岐ガ
    ス通路(22)を介して間接的に前記本体の外周壁に複
    数の分岐ノズル口(23a、54a)を形成し、該分岐
    ノズル口の各々に栓体(25)を配設し、該栓体の移動
    調節により該分岐ノズル口のガス流路断面積を可変とし
    たことを特徴とするロケット。
  2. 【請求項2】 前記栓体の移動調節は各々独立して制御
    可能としたことを特徴とする請求項1に記載のロケッ
    ト。
  3. 【請求項3】 前記ガス通路は前記固体推進薬の端面
    (31)と前記ガス噴出ノズル口との間に形成されたこ
    とを特徴とする請求項1又は2に記載のロケット。
  4. 【請求項4】 前記栓体はピントル状である請求項1〜
    3のいずれかに記載のロケット。
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