JP2001041105A - ロケットエンジンの燃焼ガス制御装置 - Google Patents
ロケットエンジンの燃焼ガス制御装置Info
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- JP2001041105A JP2001041105A JP11219340A JP21934099A JP2001041105A JP 2001041105 A JP2001041105 A JP 2001041105A JP 11219340 A JP11219340 A JP 11219340A JP 21934099 A JP21934099 A JP 21934099A JP 2001041105 A JP2001041105 A JP 2001041105A
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Abstract
な燃焼ガス制御体を開閉駆動でき、ノズル開閉の高応答
化、信頼性の向上を図ること。 【解決手段】 ガスジェネレータ5で発生した燃焼ガス
をノズル1のスロート部2より噴出して推進力を発生す
るロケットエンジンの燃焼ガス制御装置において、ノズ
ル1内に設けられてスロート部2を開閉する燃焼ガス制
御体3と、燃焼ガス制御体3と一体的に設けられたピス
トン9と、ピストン9を移動可能に受け入れてピストン
9の背面側にコントロール室11を画定するシリンダ部
材10とを設け、コントロール室11はバイパス通路1
2によってガスジェネレータ5との直接接続し、バイパ
ス通路12をバイパスバルブ14により開閉する。また
コントロール室11にはブリード通路15を接続し、ブ
リード通路15をブリードバルブ17により開閉する。
Description
ンの燃焼ガス制御装置に関し、特に、フローティングポ
ペットバルブ式の燃焼ガス制御装置に関するものであ
る。
より燃焼ガスを噴出して推進力を発生するものであり、
推進力の制御はノズルスロート部より噴出する燃焼ガス
の流量制御により行われる。ノズルスロート部より噴出
する燃焼ガスの流量を制御する燃焼ガス制御装置には、
フローティングポペットバルブ式のものがある。従来の
フローティングポペットバルブ式の燃焼ガス制御装置
を、図3、図4を参照して説明する。
ス制御装置は、軸線方向に移動することにより、ノズル
100のスロート部101を開閉する円錐状頭部形状の
ポペットバルブ(燃焼ガス制御体)102を有してい
る。ノズル100は燃焼ガス通路103によりガスジェ
ネレータ104と接続されている。ガスジェネレータ1
04は高圧の燃焼ガスを発生し、燃焼ガスは、固定オリ
フィス105を通ることにより減圧され、燃焼ガス通路
103を通って燃焼ガス供給口106よりノズル室10
7内に供給される。
を一体に有している。ノズル100にはピストン部10
8を軸線方向に移動可能に受け入れるシリンダ部109
が設けられ、ピストン部108はシリンダ部109と共
働して背面側(スロート部101とは反対の側)にコン
トロール室110を画定している。コントロール室11
0はポペットバルブ102に形成された圧力導入通路1
11によりノズル室107に連通しており、圧力導入通
路111の途中にはポペットオリフィス112が設けら
れている。
13が接続され、ブリード通路113は、ブリード通路
113の途中に設けられたバルブシートオリフィス11
4を開閉するパイロットバルブ115により開閉され
る。なお、パイロットバルブ115は図示されていない
アクチュエータ等によって図にて左右方向に駆動され
る。
ルブ115によってバルブシートオリフィス114が閉
じられている状態では、コントロール室110の内圧が
ノズル室107の内圧と略等しくなり、ポペットバルブ
102のピストン部108のノズル室107側とコント
ロール室110側の受圧面積差により、ポペットバルブ
102がスロート部101側に移動し、スロート部10
1を閉じる。
パイロットバルブ115の移動によってバルブシートオ
リフィス114が開かれると、コントロール室110の
内圧がブリード通路113によってブリードされ、コン
トロール室110の内圧がノズル室107の内圧より低
くなる。これにより、ポペットバルブ102がスロート
部101より離れる方向に移動し、スロート部101を
開く。スロート部101が開かれると、ノズル室107
の燃焼ガスが、スロート部101より外部へ噴射され、
推進力を発生する。
る燃焼ガス制御装置では、ポペットバルブ102の開運
動と閉運動とを両立させるためには、ポペットオリフィ
ス112の通路断面積をAp、バルブシートオリフィス
114の通路断面積をAvとすると、Av>Apの関係
を満たす必要があり、コントロール室110の内圧Pc
の変化可能な範囲は、ガスジェネレータ104の燃焼ガ
ス圧力をPg、ノズル室107の燃焼ガス圧力をPnと
すると、下式で表されるようになり、小さいものとな
る。 (Ap/Av)Pn≦Pc≦Pn≦Pg このため、従来の燃焼ガス制御装置では、ポペットバル
ブ102の開閉駆動力が小さく、ノズル開閉の高応答化
に不利で、信頼性も低い。
ためになされたもので、大きい開閉駆動力をもってポペ
ットバルブのような燃焼ガス制御体を開閉駆動でき、ノ
ズル開閉の高応答化、信頼性の向上を図ることができる
ロケットエンジンの燃焼ガス制御装置を提供することを
目的としている。
めに、この発明の請求項1にかかるロケットエンジンの
燃焼ガス制御装置は、ガスジェネレータで発生した燃焼
ガスをノズルのスロート部より噴出して推進力を発生す
るロケットエンジンの燃焼ガス制御装置において、前記
ノズル内に設けられて前記ノズルのスロート部を開閉す
る燃焼ガス制御体と、前記燃焼ガス制御体と一体的に設
けられたピストンと、前記ピストンを移動可能に受け入
れ、前記ピストンの背面側にコントロール室を画定する
シリンダ部材と、前記コントロール室と前記ガスジェネ
レータとの直接接続するバイパス通路と、前記バイパス
通路を開閉するバイパスバルブと、前記コントロール室
をブリード開放するブリード通路と、前記ブリード通路
を開閉するブリードバルブとを有しているものである。
ブによってバイパス通路が開かれ、ブリードバルブによ
ってブリード通路が閉じられた状態では、ガスジェネレ
ータの高圧の燃焼ガスがコントロール室に直接導入され
てこの燃焼ガス圧がピストンに作用し、燃焼ガス制御体
によってノズルのスロート部が閉じられる。これに対
し、バイパスバルブによってバイパス通路が閉じられ、
ブリードバルブによってブリード通路が開かれると、コ
ントロール室に対するガスジェネレータよりの燃焼ガス
の供給が停止されると共に、コントロール室がブリード
開放され、ピストンにノズル内の燃焼ガス圧が有効に作
用し、燃焼ガス制御体がノズルのスロート部より離れて
スロート部が開かれる。
ジンの燃焼ガス制御装置は、さらに、前記バイパスバル
ブと前記ブリードバルブが相互に連結され、前記バイパ
ス通路を開いて前記ブリード通路を閉じる位置と前記バ
イパス通路を閉じて前記ブリード通路を開く位置との間
を切換移動するものである。
ブとブリードバルブとが相互に連結され、バイパスバル
ブがバイパス通路を開いていれば、ブリードバルブはブ
リード通路を閉じる位置に必ず位置し、バイパスバルブ
がバイパス通路を閉じていれば、ブリードバルブはブリ
ード通路を開く位置に必ず位置する。
発明にかかるロケットエンジンの燃焼ガス制御装置の実
施の形態を詳細に説明する。
ンジンの燃焼ガス制御装置の一つの実施の形態を示して
いる。この燃焼ガス制御装置は、フローティングポペッ
トバルブ式のものであり、軸線方向に移動することによ
り、ノズル1のスロート部2を開閉する円錐状頭部形状
のポペットバルブ(燃焼ガス制御体)3をノズル1内に
有している。
燃焼ガス通路4によりガスジェネレータ5と接続されて
いる。ガスジェネレータ5は高圧の燃焼ガスを発生し、
ガスジェネレータ5が発生した高燃焼ガスは、固定オリ
フィス6を通ることにより減圧され、燃焼ガス通路4を
通って燃焼ガス供給口7よりノズル室8に供給される。
有している。ノズル1にはピストン部9を軸線方向に移
動可能に受け入れるシリンダ部10が設けられ、シリン
ダ部10はピストン部9の背面側(スロート部2とは反
対の側)にコントロール室11を画定している。コント
ロール室11はバイパス通路12によってガスジェネレ
ータ5と直接接続されている。バイパス通路12の途中
にはバイパスバルブシート13が設けられ、バイパス通
路12はバイパスバルブシート13に選択的に着座する
バイパスバルブ14により開閉される。
路15が接続されている。ブリード通路15の途中には
ブリードバルブシート16が設けられ、ブリード通路1
5はブリードバルブシート16に選択的に着座するブリ
ードバルブ17により開閉される。
は、相互に連結されて図示されていない共通のアクチュ
エータによって図にて左右方向に駆動され、図1に示さ
れているように、バイパスバルブ14が開弁位置に位置
すれば、ブリードバルブ17が閉弁位置に位置し、これ
に対し、図2に示されているように、バイパスバルブ1
4が閉弁位置に位置すれば、ブリードバルブ17が開弁
位置に位置する。したがって、バイパスバルブ14とブ
リードバルブ17との連結体は、バイパス通路12を開
いてブリード通路15を閉じる位置と、バイパス通路1
2を閉じてブリード通路15を開く位置との間を切換移
動する。
置の動作について説明する。図1に示されているよう
に、バイパスバルブ14が開弁位置に位置し、ブリード
バルブ17が閉弁位置に位置している状態では、ガスジ
ェネレータ5の高圧の燃焼ガスがバイパス通路12より
コントロール室11に直接導入され、この燃焼ガス圧が
ピストン部9の背面9aに有効に作用する。ピストン部
9の前面9bには固定オリフィス6により減圧されたノ
ズル室8の燃焼ガス圧が作用しており、この圧力差と、
ピストン部9のノズル室8側の受圧面積(背面9aの面
積)とコントロール室11側の受圧面積(前面9bの面
積)との差により、ポペットバルブ3がスロート部2側
に移動し、スロート部2を閉じる。
ブ14が閉弁位置に移動し、ブリードバルブ17が開弁
位置に移動すると、コントロール室11に対するガスジ
ェネレータ5よりの燃焼ガスの供給が停止され、コント
ロール室11がブリード通路15によりブリード開放さ
れる。これにより、ポペットバルブ3はピストン部9の
前面9bに作用するノズル室8の燃焼ガス圧により押さ
れてスロート部2より離れる方向に移動し、スロート部
2を開く。スロート部2が開かれると、ノズル室8の燃
焼ガスが、スロート部2より外部へ噴射され、推進力を
発生する。
の内圧Pcの変化可能な範囲は、ガスジェネレータ5の
燃焼ガス圧力をPgとすると、下式で表されるようにな
り、従来のものに比して大きくなる。 0≦Pc≦Pg これは、ガスジェネレータ5の高圧の燃焼ガス圧力Pg
をもってポペットバルブ3を開閉することを意味する。
このため、この燃焼ガス制御装置では、ポペットバルブ
3の開閉駆動力が大きく、高応答化することができ、信
頼性も向上し、併せてポペットバルブ3の小型化も可能
になる。
明によるロケットエンジンの燃焼ガス制御装置(請求項
1)によれば、ガスジェネレータの高圧の燃焼ガス圧力
をもってポペットバルブのような燃焼ガス制御体を開閉
駆動するから、燃焼ガス制御体の開閉駆動力が大きく、
ノズル開閉の高応答化することができ、信頼性も向上
し、併せて燃焼ガス制御体の小型化も可能になる。
燃焼ガス制御装置(請求項2)によれば、バイパスバル
ブとブリードバルブとが相互に連結され、バイパスバル
ブがバイパス通路を開いていれば、ブリードバルブはブ
リード通路を閉じる位置に必ず位置し、バイパスバルブ
がバイパス通路を閉じていれば、ブリードバルブはブリ
ード通路を開く位置に必ず位置するから、誤動作の虞れ
がなく、また、これらバルブは一つのアクチュエータに
より駆動でき、アクチュエータの必要個数を増やすこと
がない。
御装置の一つの実施の形態をノズル閉状態について示す
概略構成図である。
御装置の一つの実施の形態をノズル開状態について示す
概略構成図である。
装置をノズル閉状態について示す概略構成図である。
装置をノズル開状態について示す概略構成図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ガスジェネレータで発生した燃焼ガスを
ノズルのスロート部より噴出して推進力を発生するロケ
ットエンジンの燃焼ガス制御装置において、 前記ノズル内に設けられて前記ノズルのスロート部を開
閉する燃焼ガス制御体と、 前記燃焼ガス制御体と一体的に設けられたピストンと、 前記ピストンを移動可能に受け入れ、前記ピストンの背
面側にコントロール室を画定するシリンダ部材と、 前記コントロール室と前記ガスジェネレータとの直接接
続するバイパス通路と、 前記バイパス通路を開閉するバイパスバルブと、 前記コントロール室をブリード開放するブリード通路
と、 前記ブリード通路を開閉するブリードバルブと、 を有していることを特徴とするロケットエンジンの燃焼
ガス制御装置。 - 【請求項2】 前記バイパスバルブと前記ブリードバル
ブは相互に連結され、前記バイパス通路を開いて前記ブ
リード通路を閉じる位置と前記バイパス通路を閉じて前
記ブリード通路を開く位置との間を切換移動することを
特徴とする請求項1に記載のロケットエンジンの燃焼ガ
ス制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21934099A JP3764608B2 (ja) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | ロケットエンジンの燃焼ガス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21934099A JP3764608B2 (ja) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | ロケットエンジンの燃焼ガス制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001041105A true JP2001041105A (ja) | 2001-02-13 |
JP3764608B2 JP3764608B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=16733930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21934099A Expired - Lifetime JP3764608B2 (ja) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | ロケットエンジンの燃焼ガス制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3764608B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6986246B2 (en) | 2002-05-21 | 2006-01-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Side thruster valve and side thruster device |
FR2970742A1 (fr) * | 2011-01-20 | 2012-07-27 | Mbda France | Dispositif pour commander le passage d'un jet gazeux dans une tuyere d'engin volant, et engin volant comportant de tels dispositifs |
GB2521096A (en) * | 2001-09-17 | 2015-06-17 | Alliant Techsystems Inc | Rocket thruster comprising load-balanced pintle valve |
CN115387934A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-11-25 | 北京中科宇航技术有限公司 | 一种固体火箭发动机及其喉部调节装置 |
-
1999
- 1999-08-02 JP JP21934099A patent/JP3764608B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2521096A (en) * | 2001-09-17 | 2015-06-17 | Alliant Techsystems Inc | Rocket thruster comprising load-balanced pintle valve |
GB2521096B (en) * | 2001-09-17 | 2016-03-30 | Alliant Techsystems Inc | Rocket thruster comprising load-balanced pintle valve |
US6986246B2 (en) | 2002-05-21 | 2006-01-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Side thruster valve and side thruster device |
FR2970742A1 (fr) * | 2011-01-20 | 2012-07-27 | Mbda France | Dispositif pour commander le passage d'un jet gazeux dans une tuyere d'engin volant, et engin volant comportant de tels dispositifs |
CN115387934A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-11-25 | 北京中科宇航技术有限公司 | 一种固体火箭发动机及其喉部调节装置 |
CN115387934B (zh) * | 2022-09-14 | 2024-05-28 | 北京中科宇航技术有限公司 | 一种固体火箭发动机及其喉部调节装置 |
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---|---|
JP3764608B2 (ja) | 2006-04-12 |
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