JP2005519221A - ロケットエンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、燃焼室(1)が、多孔性壁(5)を備え、熱構造複合体材料で作製された少なくとも1つの第一の一体構造体からなり、上記の多孔性壁(5)を通って燃料の大部分が上記の燃焼室の主室(C)に導入される。上記の燃料の小部分は隘路部分(3)に向けられて、この隘路部分(3)を燃料で冷却する。
Description
非常に限られている簡単なロケットエンジンを製造できるようにすることである。
上記の第一の一体構造体は筒状で、上記のエンジンの長手方向の軸に対し同軸に配されていて、上記の表層部の一方は、内側表層部で、他方は外側表層部であり、
上記の酸化剤は、上記のノズルとは反対側で上記の内側表層部で形成される筒状容積に導入され、この容積が上記の燃焼室の主室を形成し、
上記の燃料は、環状の横断面を有すると共に、同じく上記のノズルと反対側にある中間スペースに導入され、上記の内側表層部が、上記の燃焼室の主室に、燃料の少なくとも幾らかを導入するための多孔製表層部として作用する。
この場合、燃焼室は以下のものからなるのが好ましい。
筒状に形成された複合体製の外側に位置する第一の一体構造体であって、エンジンの軸に対し同軸に配され、環状横断面を有する中間スペースによって離間されている内側表層部と外側表層部とを有し、この外側に位置する第一の一体構造体は上述の内側に位置する第一の一体構造体を、その間に環状の燃焼主室を形成するよう囲んでおり、
上記の内側および外側に位置する第一の一体構造体は、それらと上記の末広ノズルの頂点との間に上記のノズルとの環状連通路を形成し、
上記の酸化剤はノズルの頂点とは反対側から上記の環状燃焼主室に導入され、
上記燃料も、また、上記の頂点とは反対側から、内側および外側に位置する第一の一体構造体の、環状横断面を有する中間スペースに導入される。
図1に概略が示されている本発明によるロケットエンジン(I)の実施例は、隘路部分3により相互に連結されている燃焼室1と末広ノズル2とからなる。エンジン(I)の長手方向の軸には符号Z−Zが付けられている。
高強度(C、SiC等)の構造体23が上記の環状芯22に当てがわれる。この構造体23は上記の外壁4の少なくと一部の繊維製枠組みを構成するためのものである(図2D参照)。
複合体製外側表層部41であって、表層部31から生じ、少なくとも部分的に燃焼室1の外壁4・4A・4Bを形成するためのものと、
複合体製内側表層部42であって、表層部30から生じ、燃焼室の内壁5・5A・5Bを形成するためのものと、
スペーサ32由来の、複合体製の複数のネジ状スペーサ43。
筒状の内側複合一体構造体64であって、エンジンの軸Z−Zに対し同軸上に配され、内側複合体製表層部65と外側複合体製表層部66とを有し、複合体40に関して上で述べた方法で得られたものと、
筒状の外側複合一体構造体67であって、軸Z−Zに対し同軸上に配され、内側複合体製表層部68と外側複合体製表層部69とを有し、複合体40と同じ方法で得られたもの。
Claims (12)
- ロケットエンジン(I・II)であって、燃焼室(1・60)を備え、この燃焼室の主室(C)で燃料と酸化剤が燃焼し、またこの燃焼室(1・60)は隘路部分(3・72)により末広ノズル(2・61)に連結されていて、この末広ノズル(2・61)を通って燃焼から生じるガスが流出し、上記の燃焼室主室(C)には上記の隘路部分とは反対側の端部(5A)を介して酸化剤が供給され、この燃焼室主室(C)は熱構造複合体製多孔性表層部(5・42・66・68)により囲まれていて、この多孔性表層部(5・42・66・68)は、上記の主室(C)とは反対の外側で燃料を受け、この燃料の幾らかは上記の多孔性表層部を通って上記の主室に導入されるものにおいて、
上記の多孔性表層部(5・42・66・68)を通って主室(C)に導入される燃料の上記の部分が上記のエンジンに対する燃料供給系を構成し、上記の多孔性表層部を通らない燃料の部分が上記の隘路部分(3・72)に向けられてこれを冷却することを特徴とするもの。 - 請求項1に記載のロケットエンジンであって、
上記の多孔性表層部(5・42・66・68)が熱構造複合体(40・61・67)製の第一の一体構造体の一部を形成し、この熱構造複合体(40・61・67)は、相互に間隔を開けて離れてその間に中間スペース(44・73・74)を残すと共に、複合体製の複数のネジ状スペーサ(43)によって結合されている2つの表層部(41・42・65・66・68・69)を備えていることを特徴とするもの。 - 請求項2に記載のロケットエンジンであって、長手方向の軸(Z−Z)を有し、このロケットエンジンにおいては、上記の末広ノズル(2)が、上記の隘路部分(3)の上記燃焼室とは反対の側で燃焼室と連続して配されているものにおいて、
上記の第一の一体構造体(40)が筒状で、上記の長手方向の軸(Z−Z)に対し同軸上に配されていて、一方の表層部(5・42)が内側表層部で、他方の表層部(41)が外側表層部であり、上記の酸化剤は、上記の内側表層部(5・42)によって形成され、上記のノズル(2)とは反対側で上記の燃焼室の主室(C)を形成する筒状容積に導入され、
上記燃料は、環状横断面を有し、上記のノズル(2)とは反対側の中間スペース(6・44)に導入されることを特徴とするもの。 - 請求項3に記載のロケットエンジンであって、上記の第一の一体構造体(40)の上記の外側表層部(41)が気体および液体に対し封止されていることを特徴とするもの。
- 請求項3あるいは4に記載のロケットエンジンであって、上記の第一の一体構造体(40)の直径(D)が隘路部分(3)の直径(d)より大きく、上記のノズル(2)と同じ側に配されている上記の中間スペース(6)の環状穴(7)が上記の隘路部分(3)の集中部分(4B)に対面していることを特徴とするもの。
- 請求項2〜5のいずれか1項に記載のロケットエンジンであって、上記のノズル(2)が、上記の隘路部分(3)の向こう側に上記の第一の一体構造体を収容できる被覆材(52)を備えていることを特徴とするもの。
- 請求項2〜6のいずれか1項に記載のロケットエンジンであって、上記のノズル(2)が複合体製第二の一体構造体(50・61)からなることを特徴とするもの。
- 請求項2〜5のいずれか1項ニ記載のロケットエンジンであって、上記のノズル(2)が複合体製第二の一体構造体(50)からなり、この第二の一体構造体(50)が上記の第一の一体構造体(40)の外側表層部(41)からの連続部分を構成し、この連続部分が上記外側表層部(41)の一体部分を形成することを特徴とするもの。
- 請求項2に記載のロケットエンジンであって、長手方向軸(Z−Z)を有し、このロケットエンジンでは上記の燃焼室(60)が上記の末広ノズル(61)内でその頂点近くに配されているものにおいて、
上記の燃焼室が、
筒状の複合体製内側第一の一体構造体(65)であって、上記の軸(Z−Z)に対し同軸上に配され、内側複合体製表層部(65)と外側複合体製表層部(66)とを有し、
筒状の複合体製外側第一の一体構造体(67)であって、上記の軸(Z−Z)に対し同軸上に配され、内側複合体製表層部(68)と外側複合体製表層部(69)とを有し、上記の外側第一構造体(67)は上記の内側第一構造体(64)を囲んでそれらの間に上記燃焼室(60)の環状主室(C)を形成し、
上記の内側および外側一体構造体(64・67)と末広ノズルの頂点との間に、上記の末広ノズルと連通する環状通路(72)を形成し、
上記の酸化剤は、末広ノズルの頂点とは反対側から上記燃焼室の環状主室(C)に導入され、
上記の燃料は、末広ノズルの頂点とは反対側から上記の内側および外側第一の一体構造体(64)と(67)との、環状断面を有する中間スペース(74・75)に導入されることを特徴とするもの。 - 請求項9に記載のロケットエンジンであって、内側第一構造体(64)の内側表層部(65)が、液体および気体に対し封止されていることを特徴とするもの。
- 請求項9あるいは10に記載のロケットエンジンであって、上記の末広ノズルの頂点(62)には穴(63)が開けられていて、上記の内側および外側第1構造体(64)と(67)との集合体が、ホーン型の複合体製第三の一体構造体(71)によって、ノズル(61)に固定されていることを特徴とするもの。
- 請求項9〜11のいずれか1項に記載のロケットエンジンであって、上記の燃焼室(60)の、上記ノズルの頂点に対向する側に配されているドーム形状体(76)を介して燃焼室(60)に燃料が供給され、そのドーム形状体(76)の凸状壁(78)がノズルに向いていて、熱構造複合体で作製されていることを特徴とするもの。
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