JP2010007668A - ロケットエンジンノズルに作用するジェット剥離による横方向力を減衰させる装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロケットエンジンの始動段階又は停止段階の間、ロケットエンジンに作用するジェット剥離による横方向力を減衰させる装置を提供する。
【解決手段】ロケットエンジン（10）は、ノズル（12）に取付けられ、ノズルに作用する横方向力を取除く少なくとも２つの同一の駆動組立体（A,B）を有する。各駆動組立体は、ストラット（102）、アンカー構造体（104）及びアクチュエータ（106）を有する。各ストラットは、アクチュエータに作用する横方向力が、予め決められた力のしきい値よりも小さいままであれば、各ストラットが剛性のストラットとして機能することを可能にする手段を有する。この手段は、アクチュエータに作用する力が、予め決められた力のしきい値を超えると、各ストラットが、力のピークを制限し且つ残留運動エネルギーを消散させる要素として機能する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロケットエンジンノズルに関し、特に、大きい横方向力を生じさせるジェット剥離現象を受けるノズルに関する。

高い高度で大きな特定の推進力を得るために、ロケットエンジンは、大きな断面比を有するノズルを備えている。与えられたエンジンが大気中を通って上昇するとき、周囲圧力は、海水面のところの大気圧から低い圧力へ、高度の関数で減少する。ノズルは、一般的には、噴射装置の全体性能の関数として最適化されており、それにより、スラストがいわゆる「臨界」高度で最大に達する長いノズルが用いられる。その結果、海水面のところの大気圧において、ガスがノズル内で膨張可能な程度は、ジェットが末広がり部分の壁から剥離する現象によって制限される。

この現象は、離陸から、例えば、地上から約１０キロメ−トルのところに位置する臨界高度までの飛行段階全体を通じて存在し、臨界高度において、ノズルの出口部分内のガスの静圧が、かなり低い周囲圧力に等しくなり、スラストが最大値に達する。この飛行段階全体を通じて、ノズルの出口部分内のガスの静圧は、周囲圧力よりも大分低く、それにより、ノズル内でジェット剥離の現象を生じさせ、この現象は、臨界高度でなくなる。ジェット剥離現象はまた、エンジンを停止させる間、地上で生じる。

ジェット剥離は、地上でのエンジンを始動させる段階の間、又は、エンジンを停止させる段階の間、特に大きい。特に、ジェット剥離によって生じる横方向力により、エンジンと噴射装置との間の取付け部を破壊する恐れがあり、それにより、噴射装置及び噴射ベ−スについて有害な又はさらに壊滅的な結果（噴射パッド等の破壊）を生じさせる場合がある。

ジェット剥離による力を制限するため、種々の解決策が既に提案されている。これら解決策のうちの１つは、末広がり部分に作用する横方向力を、ノズルの周りに分散配置された機械式駆動組立体によって取除くことである。この機械式駆動組立体を用いると、ジェット剥離のとき、制御アクチュエータが、末広がり部分に生じた横方向力に対して反対方向の支持のための反作用を末広がり部分に伝達する。ジェット剥離によって末広がり部分に伝達されたエネルギーは、エンジンを傾ける運動エネルギーに変換される。ジェット剥離の大きさ及び方向が持続する場合、機械式駆動組立体の行程又はストロークが最大に達し、機械式駆動組立体は、当接状態（それ以上動けない状態）になる。当接状態になると、駆動組立体の弾性変形により、エンジンの運動エネルギーを変形ポテンシャルエネルギーとして消散させる。

それにもかかわらず、消散すべきエネルギーのレベル又は大きさが大きすぎる場合、当接状態になった際の力は、それに関係する部分の限界を超え、それにより、かかる部分を破断させ、場合によっては、噴射パッド上の噴射装置が破壊される。

本発明は、あらゆる環境下において完全に信頼できる、ジェット剥離による横方向力を減衰させる装置を提供することにより上述の欠点を解決することを目的とする。

この目的は、ロケットエンジンの始動段階又は停止段階の間、ロケットエンジンノズルに作用するジェット剥離による横方向力を減衰させる装置であって、ロケットエンジンは、燃焼ガスを生じさせる燃焼室と、燃焼室に連結され且つ燃焼ガスの超音速流を生じさせるノズルと、ノズルに作用する横方向力を取除くためにノズルに取付けられた少なくとも２つの同一の駆動組立体と、を有し、駆動組立体の各々は、ストラットを構成する第１の部材と、アンカー構造体を構成する第２の部材と、アクチュエータと、を有し、ストラットは、ノズルに枢動可能に取付けられた第１の端部を有し、アンカー構造体は、燃焼室に枢動可能に取付けられた第１の端部と、ストラットの第２の端部に枢動可能に取付けられた第２の端部とを有し、アクチュエータは、ロケットの静止構造体に枢動可能に取付け可能な第１の端部と、アンカー構造体の第２の端部に枢動可能に取付けられた第２の端部と、を有し、各ストラットは、アクチュエータに作用する横方向力が予め決められた力のしきい値よりも小さいままであれば、ストラットが剛性のストラットとして機能することを可能にする手段を有し、この手段は、アクチュエータに作用する横方向力が予め決められた力のしきい値を超えると、ストラットが力のピークを制限し且つ残留運動エネルギーを消散させる要素として機能することを可能にする、装置によって達成される。

力のしきい値は、駆動組立体、特にそのアクチュエータ（アクチュエータは、例えば、液圧シリンダによって構成される）によって許容可能な最大の力の関数として定められる。実際、力のしきい値は、アクチュエータにところで測定される力に一致する。かくして、駆動組立体のストラットに作用する力が、予め決められた力のしきい値よりも小さいと、ストラットが剛性の連結ロッドとして機能するに過ぎないことを理解すべきである。これとは対照的に、ストラットに作用する力が、上記力しきい値を超えると、ストラットは、剛性の連結ロッドとして機能することをやめ、構造体に伝達される力のレベル又は大きさを制限し、且つ、残留運動エネルギーを消散させる。その結果、本発明の装置は、エンジンと噴射装置との間の取付け部に作用する力を制限する機能を有し、エンジン及び噴射装置の破壊を回避する。これにより、噴射装置の安全性及び噴射パッドの安全性を向上させる。

好ましくは、各ストラットは、ストラットの両端部に固定された剛性要素と、圧縮力又は伸長（引張り）力の下で長手方向に変形可能であり且つストラットの両端部に固定された要素と、ノズルに作用する力が、予め決められた力のしきい値を超えたら、剛性要素をストラットの２つの端部の少なくとも一方から分離する手段とを有する。

有利には、ストラットの変形可能な要素は、ストラットの長手方向に沿って延びるチューブを有し、このチューブは、複数の円周方向スロットを有する。かくして、かかるチューブは、伸長（引張り）方向及び圧縮方向の塑性変形を受けるのに適している。

第１の考えられる実施形態では、ストラットの剛性の要素は、連結ロッドを有し、連結ロッドの一方の端部は、ストラットに直接固定され、連結ロッドの他方の端部は、剪断ピンを介してストラットに固定され、剪断ピンは、ノズルに作用する横方向力が、予め決められた力のしきい値を超えると、連結ロッドをストラットの少なくとも一方の端部から分離するのに適している。

第２の考えられる実施形態では、ストラットの剛性の要素は、変形可能なチューブの周りに配置された管状のカバーを有し、ストラットは、更に、カバーを横断方向に切断してカバーをストラットの端部のうちの少なくとも一方から分離することを可能にするように、カバーの周りに分散配置された火薬を有し、火薬は、ノズルに作用する横方向力が予め決められた力のしきい値を超えると、爆発する。

第３の考えられる実施形態では、ストラットの剛性の要素は、少なくとも１つのリンクコラムを有し、リンクコラムの２つの端部は、ストラットに固定され、ストラットは、更に、リンクコラムを横断方向に切断してリンクコラムをストラットの端部のうちの少なくとも一方から分離することを可能にするように、各リンクコラムの周りに分散配置された火薬を有し、火薬は、ノズルに作用する横方向力が予め決められた力のしきい値を超えると、爆発する。

有利には、火薬は、アクチュエータ内の力のレベル又は大きさを測定する機能を有するシステムによって起爆され、システムは、力のレベル又は大きさが予め決められたしきい値を超えると、火薬を活性化させる命令を送る。

本発明はまた、ジェット剥離による横方向力を減衰させるための上述した装置を有するロケットエンジンノズルを提供する。

本発明の他の特徴及び他の利点は、非限定的な特徴を持つ実施形態を示す添付図面を参照して行われる以下の説明から明らかになる。

本発明の第１の実施形態による、ジェット剥離による横方向力を減衰させる装置を備えたロケットエンジンノズルの斜視図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩにおける長手方向断面図である。 図１及び図２の装置のストラットの斜視図である。 第１の状態のストラットを示す、図３の線ＩＶ−ＩＶにおける長手方向断面図である。 第２の状態のストラットを示す、図３の線ＩＶ−ＩＶにおける長手方向断面図である。 本発明の第２の実施形態のストラットの斜視図である。 第１の状態のストラットを示す、図５の線ＶＩ−ＶＩにおける長手方向縦断面図である。 第２の状態のストラットを示す、図５の線ＶＩ−ＶＩにおける長手方向縦断面図である。 本発明の第３の実施形態のストラットの斜視図である。 本発明の第３の実施形態のストラットの側面図である。 本発明に従ってノズルに作用する力の大きさの変化をプロットしたグラフである。

本発明は、ロケットエンジンノズル１０の周りに分散配置された少なくとも２つの駆動組立体を有する種類の横方向力減衰装置に関する。

駆動組立体は、主として、噴射装置の制御の目的で飛行中のロケットエンジンを操縦するために制御されるが、駆動組立体は、ジェット剥離により、ノズルのど部１６を越えて燃焼室１４から延びる末広がり部分１２に作用する力を取除くこともできる。

特に図１及び図２に示す実施形態を参照すると、互いに同一の２つの駆動組立体Ａ，Ｂが示され、２つの駆動組立体Ａ、Ｂは、ロケットエンジンノズル１０のエンジン組立体の軸線Ｘ−Ｘに対して対称に取付けられている。かくして、２つの駆動組立体は、互いの間が１８０°に近い角度になるように配置されている。

各駆動組立体Ａ，Ｂは、ストラットを構成する第１の部材１０２と、アンカー構造体を形成する第２の部材１０４とを有し、ストラット１０２は、ノズル１０の末広がり部分１２に枢動可能に取付けられた第１の端部１０２ａを有し、アンカー構造体１０４は、エンジンの燃焼室１４に枢動可能に取付けられた第１の端部１０４ａと、ストラット１０２の第２の端部１０２ｂに枢動可能に取付けられた第２の端部１０４ｂを有している。各駆動組立体のストラット１０２は、主軸線Ｙ−Ｙに沿って長手方向に延び、主軸線Ｙ−Ｙは、エンジン組立体の軸線Ｘ−Ｘに対して傾斜している。

各駆動組立体Ａ，Ｂはまた、アクチュエータ１０６を有し、アクチュエータ１０６は、噴射装置（図示せず）の静止構造体に枢動可能に取付け可能な第１の端部１０６ａと、アンカー構造体１０４の第２の端部１０４ｂに枢動可能に取付けられた第２の端部１０６ｂとを有している。アクチュエータ１０６は、種々の形式の制御アクチュエータによって構成され、例えば、電気式のものであってもよいし、液圧式のものであってもよい。

駆動組立体が作動される一般的な原理を、次に説明する。地上におけるエンジンの始動段階中、又は、停止段階中、大きいジェット剥離現象がノズル内に現われると、ノズルの出口における圧力の不平衡により、末広がり部分に横方向に作用する力が生じる。横方向力は、特に、ストラット１０２に引張り方向又は圧縮方向に作用する力を有し、この力は、駆動組立体Ａ，Ｂの制御アクチュエータ１０６に作用する。反作用として、制御アクチュエータは、横方向力と実質的に等しい大きさの逆方向の力を末広がり部分に伝達するように、ストラット１０２を介して作用する。

本発明によれば、駆動組立体の各ストラット１０２は、それに対応するアクチュエータに作用する横方向力が、予め決められた力のしきい値よりも小さいままであれば、ストラット１０２が剛性ストラットとして作用することを可能にする手段を有し、この手段は、アクチュエータに作用する横方向力が予め決められた力のしきい値を超えると、力のピークを制限し且つ残留運動エネルギーを消散させる要素として作用する。

以下、上記手段の種々の考えられる実施形態を説明する。

図１、図２、図３、図４Ａ及び図４Ｂに示す第１の実施形態では、駆動組立体の各ストラット又は突張り１０２は、その主軸線Ｙ−Ｙに沿って長手方向に延びるチューブ又は管１０８を有し、チューブ１０８は、ストラット１０２の２つの端部１０２ａ，１０２ｂに固定されている。

チューブ１０８は、複数の円周方向スロット（又は切欠き）１１０を有している。チューブが作られている材料、及び、スロットの形状、分布、寸法は、チューブが、長手方向機械力の下で、ばねのように圧縮方向又は伸長（引張り）方向の塑性変形を受けることができるように、即ち、チューブが吸収したエネルギーを戻さないように選択される。かかる塑性変形を得ることは、当業者に知られているので、そのことをここでは詳細に説明しない。

各ストラット１０２はまた、その主軸線Ｙ−Ｙに沿って長手方向に延びる剛性の連結ロッド１１２を有し、連結ロッド１１２の一方の端部は、ストラット１０２の一方の端部１０２ｂに直接固定され、又は、これと一体であり、連結ロッド１１２の他方の端部は、ストラットの他方の端部１０２ａに剪断ピン１１４を介して固定されている。剪断ピン１１４は、ストラット１０２に作用する力が、予め決められた力のしきい値を超えたときに剪断破壊するように寸法決めされ、力のしきい値は、駆動組立体、特にその制御アクチュエータ１０６が許容可能な最大力の関数として定められる。

より詳細に図４Ａ及び図４Ｂに示すように、剪断ピン１１４は、連結ロッド１１２をその横方向に貫通し、剪断ピン１１４の両端部は、ストラット１０２の端部１０２ａにおいて、剪断ピン１１４と一致する凹部内に収容されている。

ジェット剥離による横方向力を減衰させる第１の実施形態の装置の動作原理を、次に説明する。ジェット剥離現象が起きると、各ストラット１０２、従って、各連結ロッド１１２は、ストラット１０２の主軸線Ｙ−Ｙに沿って作用する引張り力及び圧縮力を受ける。引張り力及び圧縮力が、予め決められたしきい値よりも小さいままであれば、剪断ピン１１４は、元のままであり、装置は、剛性ストラットのように機能する（図４Ａ）。引張り力及び圧縮力が、予め決められたしきい値を超えると、剪断ピン１１４は、剪断により破断し、それにより、連結ロッド１１２をストラット１０２の一方の端部（図４Ｂの例では、端部１０２ａ）から分離させる。その結果、ストラット１０２の２つの端部１０２ａ，１０２ｂの間において、連結ロッド１１２によって伝達される力は、もはや存在せず、チューブ１０８によって伝達される力が存在する。引張り力及び圧縮力の効果により、チューブは、引張り方向に又は圧縮方向に変形する（図４ｂの例では、チューブ１０８は、矢印によって表すように、引張り方向の塑性変形を受ける）。かくして、チューブ１０８の塑性変形により、アクチュエータ及びその連結部に生じる力を制限することが可能であり、且つ、エンジンの残留運動エネルギーを消散させることが可能である。

図５、図６Ａ及び図６Ｂに示す第２の実施形態では、駆動組立体の各ストラット１０２は、ストラット１０２の主軸線Ｙ−Ｙに沿って長手方向に延びる変形可能なチューブ１０８を有し、チューブ１０８は、ストラット１０２の２つの端部１０２ａ，１０２ｂに固定されている。このチューブ１０８の形状及び機能は、第１の実施形態を参照して説明したチューブの形状及び機能と同一である。

各ストラット１０２はまた、ストラット１０２の主軸線Ｙ−Ｙに沿って長手方向に延びる管状の剛性のカバー（又はシェル）１１６を有し、カバー（又はシェル）１１６は、変形可能なチューブ１０８の周りに配置され、ストラット１０２の２つの端部１０２ａ，１０２ｂに固定されている。剛性のカバー１１６は、力を伝達することが可能な材料で作られ、ボルト連結又は溶接等によってストラット１０２の２つの端部１０２ａ，１０２ｂに固定されている。

各ストラット１０２はまた、カバー１１６内に組込まれた火薬１１８を有し、火薬１１８は、主軸線Ｙ−Ｙ周り全体に配置されている。例えば、火薬は、図５及び図６Ａに示すように、爆発コードの形態を有している。

火薬１１８の性質、量、及び配置は、火薬が爆発するときに火薬が剛性のカバー１１６を横断方向に真っ直ぐに完全に切断するように選択される。この基準は、特に、カバー１１６を構成する材料、カバー１１６の寸法及び厚さ等に左右される。

さらに、火薬１１８は、ストラット１０２（従って、カバー１１６）に作用する力が、予め決められた力のしきい値を超えるときに爆発する。例えば、火薬の爆発は、噴射装置の一部を形成するシステム（図示せず）によって引き起こされ、上記システムは、アクチュエータ内の力のレベル又は大きさを測定する機能を有し、力のレベル又は大きさが、予め決められたしきい値を超えるときに、火薬を活性化させるための命令を送る。

ジェット剥離による横方向力を減衰させる第２の実施形態の装置の動作原理を、次に説明する。ジェット剥離現象が起きるとき、各ストラット１０２（従って、各剛性のカバー１１６）は、各ストラット１０２の主軸線Ｙ−Ｙに沿って作用する引張り力及び圧縮力を受ける。引張り力及び圧縮力が、予め決められたしきい値よりも小さいままであれば、火薬１１８は爆発せず、装置は、剛性のストラットのように機能する（図６Ａ）。引張り力及び圧縮力が、予め決められたしきい値を超えると、火薬１１８が爆発し、それにより、剛性のカバー１１６を２つの部分に分割する（図６Ｂの例では、剛性のカバーの切断により、ストラットの２つの端部１０２ａ，１０２ｂが分離し、２つの端部１０２ａ，１０２ｂは、消散のための要素１０８だけによって保持されている。）。更に詳細には、火薬を爆発させることにより、カバー１１６が切断され、カバー１１６の２つの部分は、ストラット１０２が引張り力を受ける場合には、互いに遠ざかることが可能になり、ストラットが圧縮力を受ける場合には、図６Ｂに示すように重なることが可能になる。その結果、ストラット１０２の２つの端部１０２ａ，１０２ｂの間において、カバー１１６によって伝達される力はもはや存在せず、チューブ１０８によって伝達される力が存在する。引張り力及び圧縮力の効果により、上述したように、チューブ１０８は、伸長（引張り）方向又は圧縮方向に変形する。

図７及び図８に示す第３の実施形態では、駆動組立体の各ストラット１０２は、ストラット１０２の主軸線Ｙ−Ｙに沿って長手方向に延びる変形可能なチューブ１０８を有し、チューブ１０８は、ストラット１０２の２つの端部１０２ａ，１０２ｂに固定されている。このチューブ１０８の形状及び機能は、第１の実施形態を参照して説明したチューブの形状及び機能と同一である。

各ストラット１０２はまた、ストラット１０２の主軸線Ｙ−Ｙに沿って長手方向に延びる少なくとも１つの剛性のリンクコラム１２０を有し、剛性のリンクコラム１２０の２つの端部はそれぞれ、ストラット１０２の２つの端部１０２ａ，１０２ｂに固定されている（例えば、リンクコラム１２０は、ねじ１２３によって横断プレ−ト１２２に固定されている。）。図７及び図８に示す実施形態では、リンクコラム１２０の数は３つであり、リンクコラム１２０は、ストラット１０２の主軸線Ｙ−Ｙの周りに規則的に即ち等間隔に分布している。例えば、リンクコラム１２０は、力を伝達するのに適した材料で作られる。

各ストラット１０２はまた、剛性のリンクコラム１２０内に組込まれた火薬１２４を有し、火薬１２４は、リンクコラム１２０のそれぞれの長手方向軸線周りに配置されている。例えば、火薬１２４は、図７及び図８に示すように、２本の爆発コ−ドの形態を有している。

火薬１２４の性質、量及び配置は、火薬１２４の爆発により剛性の各リンクコラム１２０が横方向に切断されるように選択される。この基準は、特に、リンクコラム１２０を構成する材料、リンクコラム１２０の寸法及び厚さ等に左右される。

さらに、火薬１２４は、ストラット１０２に作用する力、かくしてリンクコラム１２０に作用する力が、予め決められた力のしきい値を超えたときに爆発する。例えば、火薬の爆発は、噴射装置の一部を構成するシステムによって引き起こされ、システムは、アクチュエータ内の力のレベル又は大きさを測定する機能を有し、力のレベル又は大きさが、予め決められたしきい値を超えたときに火薬を活性化させる命令を送る。

加えて、チューブを損傷させる火薬１２４の爆発を回避するために、デフレクタを形成するプレ−ト１２５が、リンクコラム１２０とチューブ１０８の間に介在するのがよい。

ジェット剥離による横方向力を減衰させる第３の実施形態の装置の作動原理を、次に説明する。ジェット剥離現象が起きると、各ストラット１０２、かくして剛性の各リンクコラム１２０は、ストラット１０２の主軸線Ｙ−Ｙに沿って作用する引張り力又は圧縮力を受ける。引張り力及び圧縮力が、予め決められたしきい値よりも小さいままであれば、火薬１２４は爆発せず、装置は、剛性のストラットのように機能する（図７参照）。引張り力及び圧縮力が、予め決められたしきい値を超えると、火薬１２４が爆発し、それにより、リンクコラム１２０をストラット１０２の少なくとも一方の端部から分離する（図８の例では、剛性のリンクコラム１２０は、ストラット１０２の両端部１０２ａ，１０２ｂから分離されている）。より詳細には、火薬の爆発により、リンクコラム１２０は、幾つかの小片に切断される。切断は、ストラット１０２が圧縮を受けたときに中央の小片が横方向に放出されるように起こるのがよい（切断は、図８に示すように傾斜した切断線に沿って起こる）。その結果、ストラットの２つの端部１０２ａ，１０２ｂの間において、リンクコラム１２０によって伝達される力はもはや存在せず、チューブ１０８によって伝達される力が存在する。引張り力及び圧縮力の効果により、チューブ１０８は、上述したように、伸長（引張り）方向又は圧縮方向に変形する。

次に、図９を参照して、ジェット剥離による横方向力を減衰させるための本発明の装置を用いることによって得られる効果を説明する。

図９では、曲線１２６は、従来技術のノズル（即ち、本発明の装置を含まないノズル）に作用する横方向力の大きさの変化を、時間の関数として示している。これとは対照的に、曲線１２８は、本発明のノズルに作用する横方向力の大きさを示している。水平方向の線１３０は、噴射装置の構造及び本発明の装置の駆動組立体のアクチュエータが許容可能な最大の力又は負荷を表している。

種々の段階が、曲線によって示されている。第１の段階Ｔ１では、ノズルによって付与される横方向力は、駆動組立体のアクチュエータによって取除かれる。或るレベル又は大きさの力から始まる第２の段階Ｔ２では、関係する駆動組立体のアクチュエータに固有の装置が、エンジンが回転することを可能にすることによって及びジェット剥離のエネルギーを運動エネルギーに変換することによって、構造体に伝達される力のピークを制限する。この段階の間、本発明の装置は、剛性のストラットのように機能し続ける。第３の段階Ｔ３では（ジェット剥離の大きさ及び方向が持続している場合）、アクチュエータが最大ストロークに達し、当接状態になる。アクチュエータによって行われていたピークの制限が終了し、構造体に伝達される力は、この力がストラットの剪断ピンが破断する（第１の実施形態）又は火薬が爆発する（第２及び第３の実施形態）予め決められた力のしきい値に達するまで、再び増加し始める。この段階中、本発明の装置は、運動エネルギーを弾性変形エネルギーに変換し、その後、運動エネルギーを塑性変形エネルギーに変換することによって、力ピークリミッタのように作用する。最後に、第４の最後の段階Ｔ４では、弾性変形エネルギーが、力がゼロまで減少するまで戻される。

１０ ロケットエンジン
１２ ノズル
１４ 燃焼室
１０２ ストラット（第１の部材）
１０２ａ 第１の端部
１０２ｂ 第２の端部
１０４ アンカー構造体（第２の部材）
１０４ａ 第１の端部
１０４ｂ 第２の端部
１０６ アクチュエータ
１０６ａ 第１の端部
１０６ｂ 第２の端部
１０８ 変形可能なチューブ
１１０ スロット
１１２ 連結ロッド
１１４ 剪断ピン
１１６ カバー
１１８，１２４ 火薬
１２０ リンクコラム
Ａ、Ｂ 駆動組立体

Claims (7)

1. ロケットエンジンの始動段階又は停止段階の間、ロケットエンジンノズルに作用するジェット剥離による横方向力を減衰させる装置であって、前記ロケットエンジン（１０）は、燃焼ガスを生じさせる燃焼室（１４）と、前記燃焼室に連結され且つ燃焼ガスの超音速流を生じさせるノズル（１２）と、前記ノズルに作用する横方向力を取り除くために前記ノズルに取付けられた少なくとも２つの同一の駆動組立体（Ａ，Ｂ）と、を有し、
   前記駆動組立体の各々は、ストラットを構成する第１の部材（１０２）と、アンカー構造体を構成する第２の部材（１０４）と、アクチュエータ（１０６）と、を有し、前記ストラットは、前記ノズルに枢動可能に取付けられた第１の端部（１０２ａ）を有し、前記アンカー構造体は、前記燃焼室に枢動可能に取付けられた第１の端部（１０４ａ）と、前記ストラットの第２の端部（１０２ｂ）に枢動可能に取付けられた第２の端部（１０４ｂ）とを有し、前記アクチュエータは、前記ロケットの静止構造体に枢動可能に取付け可能な第１の端部（１０６ａ）と、前記アンカー構造体の第２の端部に枢動可能に取付けられた第２の端部（１０６ｂ）とを有し、
   前記ストラット（１０２）は、前記ストラットの両端部（１０２ａ，１０２ｂ）に固定された剛性要素（１１２，１１６，１２０）と、圧縮力又は伸長力の下で長手方向に変形可能であり、且つ、前記ストラットの両端部に固定された要素（１０８）と、を有し、この要素は、前記ストラットの長手方向（Ｙ−Ｙ）に延びるチューブを有し、前記チューブは、複数の円周方向スロット（１１０）を有し、
   前記ストラットは、更に、前記アクチュエータに作用する横方向力が、予め決められた力のしきい値を超えると、前記剛性要素を前記ストラットの２つの端部の少なくとも一方から分離する手段（１１４，１１８，１２４）を有し、
   前記アクチュエータに作用する横方向力が前記予め決められた力のしきい値よりも小さいままであれば、前記ストラットは、剛性のストラットとして機能し、
   前記アクチュエータに作用する横方向力が前記予め決められた力のしきい値を超えると、前記ストラットは、力のピークを制限し且つ残留運動エネルギーを消散させる要素として機能する、装置。
2. 前記ストラット（１０２）の剛性要素は、連結ロッド（１１２）を有し、前記連結ロッドの一方の端部は、前記ストラットに直接固定され、前記連結ロッドの他方の端部は、剪断ピン（１１４）を介して前記ストラットに固定され、
   前記剪断ピンは、前記ノズルに作用する横方向力が前記予め決められた力のしきい値を超えると、前記連結ロッドを前記ストラットの２つの端部（１０２ａ，１０２ｂ）の少なくとも一方から分離させるように破断するのに適する、請求項１に記載の装置。
3. 前記剪断ピン（１１４）は、前記連結ロッド（１１２）をその横断方向に貫通し、前記剪断ピンの端部は、それに対応する前記ストラット（１０２）の凹部内に収容される、請求項２に記載の装置。
4. 前記ストラット（１０２）の剛性要素は、前記変形可能なチューブ（１０８）の周りに配置された管状のカバー（１１６）を有し、
   前記ストラットは、更に、前記管状のカバーを横断方向に切断して前記管状のカバーを前記ストラットの２つの端部（１０２ａ，１０２ｂ）の少なくとも一方から分離させることができるように、前記カバーの周りに分散配置された火薬（１１８）を有し、前記ノズルに作用する横方向力が前記予め決められた力のしきい値を超えると、前記火薬が爆発する、請求項１に記載の装置。
5. 前記ストラット（１０２）の剛性要素は、少なくとも１つのリンクコラム（１２０）を有し、前記リンクコラムの２つの端部は、前記ストラットに固定され、
   前記ストラットは、更に、前記リンクコラムを横断方向に切断して前記リンクコラムを前記ストラットの２つの端部（１０２ａ，１０２ｂ）の少なくとも一方から分離させることができるように、前記リンクコラムの周りに分散配置された火薬（１２４）を有し、前記ノズルに作用する横方向力が前記予め決められた力のしきい値を超えると、前記火薬が爆発する、請求項１に記載の装置。
6. 前記火薬（１１８，１２４）は、前記アクチュエータ内の力のレベルを測定する機能を有するシステムによって起爆され、前記システムは、前記力のレベルが前記予め決められたしきい値を超えるとき、前記火薬を活性化させる命令を送る、請求項４又は５に記載の装置。
7. ジェット剥離による横方向力を減衰させるための請求項１〜６の何れか１項に記載の装置を有する、ロケットエンジンノズル。

Images