JP2001041836A

JP2001041836A - 推力測定装置

Info

Publication number: JP2001041836A
Application number: JP11217545A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kubota; 悟司久保田; Takashi Nishiwaki; 敬西脇
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】推力が数百グラム程度の小型スラスタの推力
を、高い測定精度で測定できる推力測定装置を提供す
る。【解決手段】推力測定装置１は、スラスタ２が固定され
るスラスタ架台３と、スラスタ２に接続される推薬供給
配管４と、スラスタ２の推力を測定するロードセル５
と、スラスタ架台３をロードセル５に当接するように付
勢するスラスタ架台付勢手段としての滑車装置６と、ロ
ードセル５が固定される推力測定架台７と、推力測定架
台７からスラスタ架台３を浮上させるスラスタ架台浮上
手段としての乾燥ガス供給ダクト８を具備する。配管４
を、その撓みが測定精度に影響を与えないように十分に
長い所定の長さだけスラスタ２から突出させるととも
に、ダクト８から乾燥ガス１２を噴出させてスラスタ架
台３を推力測定架台７から浮上させるので、スラスタ２
が発生する微小推力を正確に測定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、数百グラ
ム程度の小さい推力を発生する小型スラスタ（推進装
置）の推力を測定する推力測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型スラスタの推力を測定する推力測定
装置として、例えば、図３（ａ），（ｂ）に示すような
推力測定装置１０１がある。この推力測定装置１０１
は、例えば、床などに固定されて設置された推力測定架
台１０２の上に、リニアベアリング（もしくは板ばね）
１０３を介してスラスタ架台１０４を摺動可能に支持す
るとともに、このスラスタ架台１０４の上に小型スラス
タ１０５を固定する。この小型スラスタ１０５に、ユニ
バーサルジョイント１０６を用いて継がれた推薬供給配
管（もしくはフレキホース）１０７を接続する。小型ス
ラスタ１０５が推力を発生することによって移動する向
きのスラスタ架台１０４の前進側端部は、小型スラスタ
１０５の推力を測定するロードセル１０８と当接してい
る。このロードセル１０８は、推力測定架台１０２に固
定されている。また、スラスタ架台１０４には、推力測
定架台１０４に固定されたプーリ１０９を介して、プリ
ロード１１０がワイヤによって連結されている。このプ
リロード１１０でスラスタ架台１０４に負荷を掛けるこ
とによって、スラスタ架台１０４の前進側端部をロード
セル１０８に押し付ける向きに付勢する。

【０００３】推薬供給配管１０７から小型スラスタ１０
５の内部に推薬を供給し、そこで推薬を燃焼させる。す
ると、小型スラスタ１０５が推力を発生し、小型スラス
タ１０５とともにスラスタ架台１０４がロードセル１０
８側に向かって動く。推薬が燃焼している場合と、推薬
が燃焼していない場合とで、スラスタ架台１０４がロー
ドセル１０８に与える力の大きさの変化を測定すること
により、小型スラスタ１０５が発生する推力を測定す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】小型スラスタ１０５が
移動する方向に沿って、スラスタ架台１０４と、これを
摺動可能に支持しているリニアベアリング１０３との間
に発生する摩擦抵抗は、この小型スラスタ１０５が発生
させる微小推力に対して、少なくともその５〜１０％程
度を占める。

【０００５】また、ユニバーサルジョイント１０６を用
いて継ながれて、小型スラスタ１０５に接続された推薬
供給配管１０７は、圧力損失を抑制したり、吸熱効率を
稼ぐために、その長さが最短距離となるように設計およ
び製造されている。このため、推薬が燃焼して小型スラ
スタ１０５が移動した場合に、これに伴なう推薬供給配
管１０７の撓み、中でも、主に曲げに対する反力は、こ
の小型スラスタ１０５が発生する微小推力に対して、そ
の数十％程度を占める。特に、推薬が低温で燃焼する場
合、小型スラスタ１０５が発生する推力はさらに小さく
なるので、小型スラスタ１０５が発生する微小推力に対
して、推薬供給配管１０７が与える反力の影響は、さら
に大きくなる。

【０００６】以上説明した推力測定装置１０１では、リ
ニアベアリング１０３の摩擦抵抗と、推薬供給配管１０
７の反力とにより、小型スラスタ１０５が発生する数百
グラム程度の推力の測定精度の誤差が数十％程度になっ
てしまう。

【０００７】よって、本発明が解決しようとする課題
は、スラスタの推力を測定精度の誤差を著しく少なくし
て測定できる推力測定装置を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明に係る推力測定装置は、推力を発生するスラ
スタが取り付けられるスラスタ架台と、前記スラスタに
接続されて、前記スラスタに推薬を供給する推薬供給配
管と、前記スラスタ架台と当接して配置され、前記スラ
スタの推力を測定するロードセルと、このロードセルへ
の前記スラスタ架台の当接状態を保持するように、前記
スラスタ架台を付勢するスラスタ架台付勢手段と、前記
ロードセルが固定されるとともに、前記スラスタ架台の
下方に配置される推力測定架台と、前記スラスタの推力
を測定する際に、前記スラスタ架台を前記推力測定架台
の上方に所定の高さだけ浮上させて配置させるととも
に、その状態を保持するスラスタ架台浮上手段とを具備
することを特徴とするものであるまた、前記課題を解決
するために、本発明に係る推力測定装置は、推力を発生
するスラスタが取り付けられるスラスタ架台と、前記ス
ラスタに接続されて、前記スラスタに推薬を供給する推
薬供給配管と、前記スラスタ架台と当接して配置され、
前記スラスタの推力を測定するロードセルと、このロー
ドセルへの前記スラスタ架台の当接状態を保持するよう
に、前記スラスタ架台を付勢するスラスタ架台付勢手段
と、前記ロードセルが固定されるとともに、前記スラス
タ架台の下方に配置される推力測定架台とを具備する推
力測定装置において、前記推薬供給配管は、前記スラス
タの両側部に１本ずつ接続されて、前記スラスタから離
れる向きに所定の長さだけ突出されているとともに、そ
れらの突出端から前記スラスタの側部付近まで折り返さ
れていることを特徴とするものである。

【０００９】さらに、前記課題を解決するために、本発
明に係る推力測定装置は、推力を発生するスラスタが取
り付けられるスラスタ架台と、前記スラスタの両側部に
１本ずつ接続されて、前記スラスタから離れる向きに所
定の長さだけ突出されているとともに、それらの突出端
から前記スラスタの側部付近まで折り返して設けられ
て、前記スラスタに推薬を供給する推薬供給配管と、前
記スラスタ架台と当接して配置され、前記スラスタの推
力を測定するロードセルと、このロードセルへの前記ス
ラスタ架台の当接状態を保持するように、前記スラスタ
架台を付勢するスラスタ架台付勢手段と、前記ロードセ
ルが固定されるとともに、前記スラスタ架台の下方に配
置される推力測定架台と、前記スラスタの推力を測定す
る際に、前記スラスタ架台を前記推力測定架台の上方に
所定の高さだけ浮上させて配置させるとともに、その状
態を保持するスラスタ架台浮上手段とを具備することを
特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
推力測定装置１を、図１および図２に基づいて説明す
る。

【００１１】本発明の推力測定装置１は、図１および図
２に示すように、スラスタ２が取り外し可能に支持され
るスラスタ架台３と、スラスタ２に接続される推薬供給
配管４と、スラスタ２の推力を測定するロードセル５
と、スラスタ架台３をロードセル５に当接するように付
勢するスラスタ架台付勢手段６と、ロードセル５が固定
される推力測定架台７と、スラスタ２の推力を測定する
際に、スラスタ架台３を推力測定架台７から浮上させて
配置するスラスタ架台浮上手段８とを具備している。

【００１２】スラスタ２は、本実施形態においては、ジ
ェット噴射により数百グラム程度の微小推力を発生する
小型のものが用いられる。このスラスタ２は、燃焼した
推薬を噴射する噴射口２ａとは反対側の端部を、スラス
タ固定部材９を介して、後述するＬ字形状のスラスタ架
台３に固定される。また、スラスタ２は、その噴射口２
ａから噴射される、燃焼した推薬のジェット噴射の向き
が水平になるように、スラスタ架台３に取り付けられ
る。

【００１３】スラスタ架台３は、後述する推力測定架台
７が有する水平な板部７ａの上面と平行なスラスタ架台
浮上用端部３ｂと、このスラスタ架台浮上用端部３ｂの
一端から垂直上方に折れ曲がるように連なったスラスタ
固定用端部３ａとを有してＬ字形状に形成されている。
前述のスラスタ２を取り付けるためのスラスタ固定用端
部３ａには、これにスラスタ２を取り付ける側とは反対
側に、スラスタ２の推力を測定するための後述するロー
ドセル５の受圧部５ａと当接する測定用当接部材１０が
取り付けられている。また、同じくスラスタ固定用端部
３ａのスラスタ２を取り付ける側とは反対側には、一対
の腕１１ａとこれらの先端間を連結する架材１１ｂとか
ら、図１（ｂ）に示すように、平面視コ字形状をなす枠
部材１１が、ロードセル５および測定用当接部材１０を
囲むように取り付けられている。

【００１４】また、スラスタ架台浮上用端部３ｂの推力
測定架台７の板部７ａの上面と対向する側の面には、後
述するスラスタ架台浮上手段８から、図１（ａ）および
図２（ａ）中矢印Ｃで示す向きに略均一の圧力で吹き付
けられる乾燥ガス１２を、まんべんなく受け止めるため
のガス受け止め凹部３ｃが形成されている。これによ
り、スラスタ２が取り付けられたスラスタ架台３など
を、スラスタ架台浮上手段８によって、推力測定架台７
の板部７ａの上面から略一定の高さｈに浮上させたま
ま、その状態を安定して保持できる。

【００１５】スラスタ２の両側部には、これに推薬を供
給する推薬供給配管４が、スラスタ２の移動する方向と
は垂直な方向に、互いに対称に、かつ水平に、スラスタ
２から離れる向きに突出して、それぞれ１本ずつ接続さ
れている。また、これら２本の推薬供給配管４は、スラ
スタ２の移動する方向とは垂直な方向に、各接続部分か
ら各突出端まで所定の長さＬだけ突出された後、Ｕ字形
状に折り曲げられて、再びスラスタ２の側部付近まで折
り返されて、さらに、そこからスラスタ２の移動する向
きとは反対の向きに向かって、Ｌ字形状に折り曲げられ
て延ばされている。

【００１６】２本の推薬供給配管４の各接続部分から各
突出端までの腕の長さＬは、スラスタ２が作動している
際に、スラスタ２およびスラスタ２が固定されたスラス
タ架台３が、スラスタ２が停止している状態から移動す
る距離に比べて十分に長く設定されている。すなわち、
推薬供給配管４の主に曲げに対する反力が、この推力測
定装置１による、スラスタ２の微小な推力の測定精度に
与える誤差を実用上無視できる程度の長さに設定されて
いる。これにより、スラスタ２およびスラスタ架台３の
移動することによる２本の推薬供給配管４のそれぞれの
撓みが、スラスタ２に与える反力を十分に小さくでき
る。また、これら２本の推薬供給配管４は、それぞれ図
示しない推薬供給装置および制御装置などに接続されて
おり、随時、任意の量の推薬を、零から最大値までの範
囲内において、任意の大きさに設定してスラスタ２に供
給することができる。なお、これら２本の推薬供給配管
４には、スラスタ２に及ぼす曲げの反力をできるだけ小
さくするために、例えば、可撓性を有するフレキシブル
ホースを用いることが好ましい。

【００１７】ロードセル５は、後述するスラスタ架台浮
上手段８を作動させて、スラスタ２、およびスラスタ２
が取り付けられたスラスタ架台３を、後述する推力測定
架台７から所定の高さｈだけ浮かび上がらせた際に、ス
ラスタ架台３が有するスラスタ固定用端部３ａに固定さ
れている測定用当接部材１０の一端面が、半球形状の受
圧部５ａに当接する高さに位置するように推力測定架台
７に固定されている。受圧部５ａは半球形状に形成され
ているので、スラスタ２が取り付けられたスラスタ架台
３がスラスタ２の移動方向、あるいはスラスタ２の移動
方向に垂直な方向などに動いた場合でも、受圧部５ａは
測定用当接部材１０の一端面と点で接触し続けることが
できる。これにより、スラスタ２の微小推力を、噴射口
２ａから噴射されるジェット噴射の方向に沿って、殆ど
誤差なく測定できる。すなわち、スラスタ２の微小推力
を略正確に測定できる。また、このロードセル５は、図
示しない推力測定用コンピュータなどに接続されてお
り、推薬供給配管４を通してスラスタ２に供給される推
薬の量とともに、その量に対応するスラスタ２が発生す
る微小推力の大きさ、およびその変化や、推力の最大値
などを綿密に測定できる。

【００１８】図１および図２に示すように、スラスタ架
台付勢手段６は、滑車６ａと、この滑車６ａを後述する
推力測定架台３に固定する滑車固定竿６ｂと、スラスタ
架台３とロードセル５との当接状態を保持するように、
スラスタ架台３をロードセル５側に付勢する負荷として
のプリロード（あるいは較正用ロード）６ｃと、このプ
リロード６ｃと付勢用部材１１とを、滑車６ａを介して
連結するワイヤ６ｄなどから構成されている。

【００１９】滑車６ａは、後述するスラスタ架台浮上手
段８を作動させて、スラスタ２、およびスラスタ２が取
り付けられたスラスタ架台３を、後述する推力測定架台
７から所定の高さｈだけ浮かび上がらせた状態におい
て、一端にプリロード６ｃが連結されているワイヤ６ｄ
によって付勢用部材１１が引っ張られることにより、測
定用当接部材１０の一端面が受圧部５ａと点で当接する
ような高さにおいて、推力測定架台７に固定された滑車
固定竿６ｂによって回転自在に支持されている。プリロ
ード６ｃは、その重量が、測定するスラスタ２およびス
ラスタ架台３のそれぞれの重量を足し合わせた重量、さ
らに、スラスタ２が発生する微小推力の大きさに対応し
て、その推力を殆ど誤差なく測定できる大きさに、随
時、交換して設定できる。

【００２０】推力測定架台７は、そのスラスタ架台３と
対向する板部７ａの上面が水平になるように、図示しな
い床などに固定されて設置される。また、スラスタ２を
作動させていない状態で、スラスタ２、およびスラスタ
２が取り付けられたスラスタ架台３を下方から支持でき
る強度を有している。さらに、この推力測定架台７のス
ラスタ架台３と対向する板部７ａの下側には、後述する
スラスタ架台浮上手段８が設置されている。それととも
に、このスラスタ架台浮上手段８を作動させた際に、ス
ラスタ架台浮上手段８から、図１（ａ）および図２
（ａ）中矢印Ｃで示す向きに沿って吹き出される乾燥ガ
ス１２を、スラスタ架台３の浮上用端部３ｂのガス受け
止め凹部３ｃの面全体に均一に吹き付けるように、その
面の大きさに合わせて、複数の噴気孔７ｂが、互いに規
則正しく間隔をおいて、推力測定架台７の板部７ａを両
面にわたって貫通して設けられている。これにより、ス
ラスタ２が取り付けられたスラスタ架台３などを、上下
方向に殆ど振動させることなく、略一定の高さｈに配置
させた状態で保持できる。

【００２１】噴気孔１個当たりの面積をａ、噴気孔の個
数をＮとすると、この推力測定架台７が有する噴気孔７
ｂの総面積Ａは、Ａ＝Ｎａで表わすことができる。本実
施形態においては、合計２０個の噴気孔７ｂが貫通して
設けられているので、Ａ＝２０ａである。

【００２２】スラスタ架台浮上手段８は、本実施形態に
おいては、図１および図２に示すように、乾燥ガス供給
ダクト８、およびこのダクト８の乾燥ガス供給ホース８
ａを介して接続された、図示しない乾燥ガス供給装置、
および制御装置などからなる。乾燥ガス供給ダクト８
は、スラスタ２、およびスラスタ架台３などの重量を足
し合わせた重さＭｇ（ｇは重力加速度を表わす。）に対
応して、それらを推力測定架台７の板部７ａの上面か
ら、わずかな所定の高さｈだけ浮かび上がらせるのに必
要十分な量の乾燥ガス１２を、随時、所望する流量ｍだ
け供給できる。乾燥ガス供給ホース８ａを通して送られ
て来る乾燥ガス１２は、この乾燥ガス供給ダクト８の内
部下端に取り付けられている整流部材８ｂに一旦通され
て、乾燥ガス供給ダクト８の本体８ｃの内部が、一定の
圧力Ｐ_０、および一定の温度Ｔ_０になるように整えら
れ、かつ、その乾燥ガス１２の流れも均一な流れになる
ように整流された後に、乾燥ガス供給ダクト本体８ｃの
内部に吹き出される。このように、乾燥ガス１２は、乾
燥ガス供給ダクト本体８ｃの内部に吹き出された後、各
噴気孔７ｂを通して、図１（ａ）および図２（ａ）中矢
印Ｃで示す向きに、スラスタ架台３のガス受け止め凹部
３ｃに吹き付けられる。

【００２３】このように、ガス受け止め凹部３ｃに吹き
付けられる乾燥ガス１２は、乾燥ガス供給ダクト本体８
ｃの内部の圧力Ｐ_０、温度Ｔ_０、および前述の噴気孔７
ｂの総面積Ａなどから、スラスタ２およびスラスタ架台
３などを足し合わせた重さＭｇを、推力測定架台７の板
部７ａの上面から、わずかな所定の高さｈだけ浮かび上
がらせるのに必要十分な、安定した流量ｍ、および流速
ｖを備えているチョーク流となるように、乾燥ガス供給
ホース８ａを介して、図示しない乾燥ガス供給装置から
乾燥ガス供給ダクト８の内部に送り出される。これによ
り、スラスタ架台３のガス受け止め凹部３ｃ、および推
力測定架台７の板部７ａに設けられている噴気孔７ｂと
併せて、スラスタ２が取り付けられたスラスタ架台３
を、推力測定架台７から、わずかな所定の高さｈだけ浮
き上がらせて、上下方向に殆ど振動させることなくその
浮上姿勢を安定させて保持できる。また、スラスタ２が
作動して、スラスタ２、およびスラスタ２が固定された
スラスタ架台３が移動しても、スラスタ架台３は、スラ
スタ２の推力の測定時には、乾燥ガス供給ダクト８によ
って、わずかな所定の高さｈだけ推力測定架台７から浮
上させられて配置された状態となっているので、スラス
タ架台３と推力測定架台７との間の接触摩擦による抵抗
を排除できる。

【００２４】以上説明したような構成からなる、本実施
形態の推力測定装置１によれば、スラスタ２に接続され
ている２本の推薬供給配管４は、スラスタ２の両側部か
ら、スラスタ２の移動方向に垂直な方向にそって、スラ
スタ２から離れる向きに十分に長い所定の腕の長さＬだ
け延ばされた後、スラスタ２の側部付近まで折り返さ
れ、さらに、そこでスラスタ２の移動する向きとは反対
の向きに向かって延ばされている。これによって、スラ
スタ２の推力の測定時には、スラスタ２が作動して、ス
ラスタ２、およびスラスタ２が固定されたスラスタ架台
３が移動方向前方に動いても、その動いた量に対する２
本の推薬供給配管４の撓みの反力の大きさを、スラスタ
２の微小な推力に対しても十分に小さくできる。

【００２５】また、スラスタ２の推力の測定時には、ス
ラスタ２、およびスラスタ２が取り付けられたスラスタ
架台３を、推力測定架台７から、わずかな所定の高さｈ
だけ浮き上がらせて配置させるので、スラスタ２の作動
に伴ないスラスタ架台３が移動しても、スラスタ架台３
と、推力測定架台７との間での接触摩擦による抵抗を排
除できる。

【００２６】よって、本実施形態の推力測定装置１によ
れば、推力が数百グラム程度の小型のスラスタ２の微小
推力を、その測定誤差を数％程度に抑制しつつ略正確に
測定できる。

【００２７】次に、本実施形態の推力測定装置１を用い
たスラスタ２の微小推力の測定作業について、その概略
を、図２（ａ），（ｂ）を参照しつつ説明する。

【００２８】まず、スラスタ２が発生する微小な推力の
測定作業に先立って、スラスタ２をスラスタ架台３に取
り付ける。それとともに、ワイヤ６ｄを介して所定の重
さのプリロード６ｃを付勢用部材１１に連結し、測定用
当接部材１０とロードセル５とを互いに当接させる。こ
のとき、プリロード６ｃの重量は、スラスタ２およびス
ラスタ架台３の重量を足し合わせて計算した大きさのＭ
ｇ、および予め理論的に計算したスラスタ２の推力の大
きさなどに合わせて、スラスタ２の推力を略正確に測定
できる重さとする。

【００２９】また、スラスタ２の両側部に、推薬供給配
管４をそれぞれ１本ずつ、互いに対称な向きに接続す
る。これら２本の推薬供給配管４は、スラスタ２との各
接続部分から各突出端まで、前述した所定の長さＬだけ
突出するように、スラスタ２に接続される。

【００３０】これらの推薬供給配管４は、前述のプリロ
ード６ｃによって、スラスタ２が取り付けられたスラス
タ架台３がロードセル５側に付勢された際に、図２
（ｂ）中矢印Ａに示す向きに沿って、それらの各接続部
分から各突出端にかけて、スラスタ２の移動する向きと
は反対の向きに向けて、スラスタ２の移動する方向に垂
直な方向から、それぞれ角度δずつ撓む。これにより、
２本の推薬供給配管４のそれぞれから、スラスタ２に対
して、スラスタ２の移動する向きとは反対の向きに向け
て、反力Ｆｒが及ぼされる。この反力Ｆｒの大きさは、
推薬供給配管４のモーメントの腕の長さを計算すること
によって、以下に示す（１）式により表わされる。

【００３１】Ｆｒ＝３δ（ＥＩ＋Ｋ）／Ｌ^３…（１）Ｆｒ：推薬供給配管４の反力 δ：推薬供給配管４の撓みＥ：ヤング率Ｉ：断面２次モーメントＫ：推薬の剛性Ｌ：推薬供給配管４の腕の長さ本実施形態の推力測定装置１においては、推薬供給配管
４の撓み量δに対して、２本の推薬供給配管４のそれぞ
れの腕の長さＬを十分に長く取っている。すなわち、
（１）式において、２本の推薬供給配管４の反力Ｆｒの
合成力が、スラスタ２が発生する微小な推力に対して、
僅か数％の測定誤差の範囲内に収まるような十分に小さ
い値になるように、２本の推薬供給配管４のそれぞれの
腕の長さＬを十分に長く設定している。これにより、２
本の推薬供給配管４が撓んでも、それらから生じる反力
Ｆｒが、スラスタ２が発生する僅か数百グラム程度の微
小な推力の測定を妨げるおそれは殆どない。また、
（１）式から分かるように、２本の推薬供給配管４のそ
れぞれ撓む角度δが小さくなるにつれて、２本の推薬供
給配管４のそれぞれ反力Ｆｒは小さくなる。すなわち、
推薬の燃焼温度が低い状態、つまり、スラスタ２が発生
する推力が微小な場合においても、その大きさを略正確
に測定することができる。

【００３２】次に、図示しない乾燥ガス供給装置などを
作動させて、乾燥ガス供給ホース８ａを通して、乾燥ガ
ス１２を乾燥ガス供給ダクト８の内部に送り、整流部８
ｂにおいて、一定の圧力Ｐ_０、一定の温度Ｔ_０、および
一定の向きに整流する。その後、乾燥ガス１２を、推力
測定架台７の板部７ａに設けられている合計２０個の噴
気孔７ｂから一斉に、かつ均一に、図１（ａ）および図
２（ａ）中矢印Ｃで示す向きに、一定の流量ｍ、一定の
流速ｖのチョーク流として、スラスタ架台３のガス受け
止め凹部３ｃに向けて吹きつける。各噴気孔７ｂから吹
きつけられる乾燥ガス１２の勢いを徐々に強めていき、
スラスタ２をスラスタ架台３とともに、推力測定架台７
から浮かび上がらせる。スラスタ架台３のスラスタ架台
浮上用端部３ｂの下面が、推力測定架台７の板部７ａの
上面から、僅かな所定の高さｈだけ浮かび上がった後、
スラスタ２およびスラスタ架台３が、上下方向に殆ど振
動することなく、その高さｈを保持し続けるように、乾
燥ガス１２の吹き付ける勢いを安定させる。これによ
り、スラスタ２およびスラスタ架台３は、スラスタ２を
作動させても、スラスタ２およびスラスタ架台３が移動
する方向に沿って、摩擦抵抗などを殆ど受けないととも
に、上下方向にも殆ど振動しないので、スラスタ２が発
生する僅か数百グラム程度の微小な推力の測定が妨げら
れるおそれが殆どない。

【００３３】以上の作業が済んだ後、図示しない推薬供
給装置などを作動させて、推薬供給配管４からスラスタ
２に推薬を供給するとともに、スラスタ２の内部におい
て、推薬を燃焼させる。燃焼させられた推薬は、噴射口
２ａから、図２（ａ），（ｂ）中矢印Ａの向きに向かっ
てジェット噴射される。すると、スラスタ２は、これが
固定されたスラスタ架台３とともに、静止していた状態
から、図２（ａ），（ｂ）中矢印Ｂの向きに向かって移
動しようとする。すると、このスラスタ２、およびスラ
スタ２が取り付けられたスラスタ架台３の動きに伴っ
て、スラスタ架台３に固定された測定用当接部材１０
が、ロードセル５の受圧部５ａへの接触圧力が強くな
る。

【００３４】よって、以上説明したように、本実施形態
の推力測定装置１によれば、推力が数百グラム程度の小
型のスラスタ２の推力を、その測定誤差を数％程度に抑
制しつつ、略正確に測定できる。

【００３５】なお、本発明の推力測定装置１は、前記一
実施形態には制約されない。例えば、スラスタ架台付勢
手段６は、滑車６ａを用いた装置ではなく、スプリング
などの弾性部材を用いても構わない。この場合、測定す
るスラスタ２の推力の大きさに合わせた弾性力を有する
スプリングなどの弾性部材を、ロードセル５が取り付け
られている側の反対側と、枠部材１１との間に、取れな
いように挟み込んで取り付けることによって、スラスタ
架台３のスラスタ固定用端部３ａをロードセル５の受圧
部５ａに当接させた状態を保持させておくことができ
る。

【００３６】また、スラスタ架台浮上手段８は、乾燥ガ
ス１２を上向きに噴出させることにより推力測定架台７
からスラスタ架台３を浮き上がらせるものではなく、ス
ラスタ２が取り付けられたスラスタ架台３を、その上方
からワイヤなどで吊り下げるものでもよい。この場合、
スラスタ２が作動して、スラスタ２およびスラスタ２が
固定されたスラスタ架台３が移動する量に対して、ワイ
ヤの長さを十分長く取ることにより、スラスタ２および
スラスタ架台３が上下方向にずれる量を十分に小さくで
きる。

【００３７】さらに、スラスタ架台浮上手段８は、乾燥
ガス１２を吹き付けることにより推力測定架台７からス
ラスタ架台３を浮き上がらせるものではなく、磁石の同
じ極同士が反発し合う力を利用することにより、スラス
タ２が取り付けられたスラスタ架台３を、推力測定架台
７から浮き上がらせるものでもよい。この場合、前記実
施形態に記載の、気体を用いたスラスタ架台浮上手段の
構造と併用することもできる。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係る推力測定装置においては、
スラスタの推力を測定する際に、スラスタ架台浮上手段
により、スラスタおよびこのスラスタが取り付けられた
スラスタ架台を、スラスタ架台の下方に配置された推力
測定架台から所定の高さだけ浮上させた状態でスラスタ
の推力を測定できるため、スラスタ架台と推力測定架台
との間の摩擦抵抗を殆ど無視できるので、スラスタが発
生する推力が微小な場合でも、その推力を略正確に測定
できる。

【００３９】また、本発明に係る推力測定装置において
は、スラスタの両側部に１本ずつ接続されてスラスタに
推薬を供給する推薬供給配管は、それが撓んでも、その
反力を十分に小さくできるように、スラスタから離れる
向きに十分な長さに突出されているので、推薬供給配管
の撓みを原因として測定誤差が生じるおそれが殆どなく
なり、スラスタが発生する推力が微小な場合でも、その
推力を略正確に測定できる。

【００４０】さらに、本発明に係る推力測定装置におい
ては、スラスタ架台浮上手段を備えるとともに、スラス
タに与える撓みの反力を十分に小さくできるような長さ
の推薬供給配管を備えているため、スラスタ架台と推力
測定架台との間の摩擦抵抗を殆ど無視できるとともに、
推薬供給配管の撓みを原因とする推力の測定誤差が生じ
るおそれが殆どないので、スラスタが発生する推力が微
小な場合でも、その推力をより正確に測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る推力測定
装置を示す側面図。（ｂ）は、図１（ａ）の平面図。

【図２】（ａ）は、図１の推力測定装置が具備するスラ
スタ架台浮上手段の機能の概略を示す側面図。（ｂ）
は、図１の推力測定装置の推力測定時における推薬供給
配管の動きを示す平面図。

【図３】（ａ）は、従来の技術に係る推力測定装置を示
す側面図。（ｂ）は、図３（ａ）の平面図。

【符号の説明】

１…推力測定装置２…スラスタ３…スラスタ架台４…推薬供給配管５…ロードセル６…滑車装置（スラスタ架台付勢手段）７…推力測定架台８…乾燥ガス供給ダクト（スラスタ架台浮上手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】推力を発生するスラスタが取り付けられ
るスラスタ架台と、前記スラスタに接続されて、前記スラスタに推薬を供給
する推薬供給配管と、前記スラスタ架台と当接して配置され、前記スラスタの
推力を測定するロードセルと、このロードセルへの前記スラスタ架台の当接状態を保持
するように、前記スラスタ架台を付勢するスラスタ架台
付勢手段と、前記ロードセルが固定されるとともに、前記スラスタ架
台の下方に配置される推力測定架台と、前記スラスタの推力を測定する際に、前記スラスタ架台
を前記推力測定架台の上方に所定の高さだけ浮上させて
配置させるとともに、その状態を保持するスラスタ架台
浮上手段とを具備することを特徴とする推力測定装置。
【請求項２】推力を発生するスラスタが取り付けられ
るスラスタ架台と、前記スラスタに接続されて、前記スラスタに推薬を供給
する推薬供給配管と、前記スラスタ架台と当接して配置され、前記スラスタの
推力を測定するロードセルと、このロードセルへの前記スラスタ架台の当接状態を保持
するように、前記スラスタ架台を付勢するスラスタ架台
付勢手段と、前記ロードセルが固定されるとともに、前記スラスタ架
台の下方に配置される推力測定架台とを具備する推力測
定装置において、前記推薬供給配管は、前記スラスタの両側部に１本ずつ
接続されて、前記スラスタから離れる向きに所定の長さ
だけ突出されているとともに、それらの突出端から前記
スラスタの側部付近まで折り返されていることを特徴と
する推力測定装置。
【請求項３】推力を発生するスラスタが取り付けられ
るスラスタ架台と、前記スラスタの両側部に１本ずつ接続されて、前記スラ
スタから離れる向きに所定の長さだけ突出されていると
ともに、それらの突出端から前記スラスタの側部付近ま
で折り返して設けられて、前記スラスタに推薬を供給す
る推薬供給配管と、前記スラスタ架台と当接して配置され、前記スラスタの
推力を測定するロードセルと、このロードセルへの前記スラスタ架台の当接状態を保持
するように、前記スラスタ架台を付勢するスラスタ架台
付勢手段と、前記ロードセルが固定されるとともに、前記スラスタ架
台の下方に配置される推力測定架台と、前記スラスタの推力を測定する際に、前記スラスタ架台
を前記推力測定架台の上方に所定の高さだけ浮上させて
配置させるとともに、その状態を保持するスラスタ架台
浮上手段とを具備することを特徴とする推力測定装置。