JP2010285891A - 固体ロケットモータ推進薬の成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円筒外周面5aを有し熱可塑性推進薬からなる内側ブロック5を作製する。モータケース7内に熱可塑性推進薬を注型して、円筒内周面6aを有し内側ブロック5を挿入可能な中空円筒型の外側ブロック6を製作する。熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された加熱リング10Aを、円筒外周面5aと円筒内周面6aとの間を軸方向に移動させて円筒外周面5aと円筒内周面6aを溶融させた後、固化させることで、内側ブロック5と外側ブロック6とを接合する。
【選択図】図4
Description
(a)円筒外周面を有し熱可塑性推進薬からなる内側ブロックを作製する工程。
(b)モータケース内に熱可塑性推進薬を注型して、円筒内周面を有し前記内側ブロックを挿入可能な中空円筒型の外側ブロックを製作する工程。
(c)内側ブロックを外側ブロックの中空部に挿入した状態で、前記円筒外周面と前記円筒内周面を溶融させた後固化させ、又は前記円筒外周面と前記円筒内周面との間にスラリー状の熱可塑性推進薬を充填した後固化させることで、内側ブロックと外側ブロックとを接合する工程。
また、歪が大幅に低減するので、リリーフブーツを不要または最小にすることができる。
また、熱可塑性推進薬を、内側ブロックと外側ブロックとを接合するための接合剤として用いているので、両者をしっかりと接合することができる。
図2Aに示すように、底部が閉じた中空円筒型のケース3の内部に、形成しようとする内孔5bの形状に対応した形状を有する中子4を配置し、ケース3と中子4の間に形成された空間に、軟化してスラリー状となった熱可塑性推進薬2を流し込む。熱可塑性推進薬2が冷却して固化したら、推進薬から中子4を引き抜く。これにより、図2Bのように、円筒外周面5aを有し熱可塑性推進薬からなる内側ブロック5が製作される。
また、バインダは、例えば、ブタジエンエラストマ、液状ブタジエン、可塑剤及び流動付与剤からなる。この場合のバインダ中の組成比は、例えば、ブタジエンエラストマ20〜30wt%、液状ブタジエン0〜20wt%、可塑剤50〜75wt%、流動付与剤5wt%としてよい。
なお、本発明に使用可能な熱可塑性推進薬は、上述した組成のものに限られず、推進薬として適度な燃焼性・機械的特性を有しているその他の熱可塑性推進薬であってもよい。
図3に示すように、モータケース7内に熱可塑性推進薬を注型して、円筒内周面6aを有し内側ブロック5を挿入可能な中空円筒型の外側ブロック6を製作する。外側ブロック6の中空部を形成するために、熱可塑性推進薬の注型に際しては図示しない中子を用いる。冷却時の熱収縮を考慮し、この中子は、冷却固化後の内側ブロック5の外径よりも多少小さい外径を有するものを用いる。これにより、冷却固化後の外側ブロック6の内径が、内側ブロック5の外径よりも僅かに大きくなるように、外側ブロック6を製作する。
図4に示すように、内側ブロック5を外側ブロック6の中空部に挿入する。そしてこの状態で、円筒外周面5aと円筒内周面6aを溶融させた後固化させることで、内側ブロック5と外側ブロック6とを接合する。
図5に示す加熱リング10は、熱伝導性のよい材料(例えば銅、アルミニウムなど)からなり、熱可塑性推進薬の融点以上に加熱した加熱用液体(例えば湯)13を流すための環状の流路10aを内部に有している。加熱用液体13としては、たとえば、熱可塑性推進薬の融点以上の温度(例えば70℃〜100℃)に加熱された湯を用いることができる。
以下、加熱リング10Aに供給管11と排出管12を接続したものを加熱装置9とよぶ。
熱可塑性推進薬を、内側ブロック5と外側ブロック6とを接合するための接合剤として用いているので、両者をしっかりと接合することができる。
供給管11と排出管12を軸方向に引き抜くことで加熱リング10Aを軸方向に移動させるので、加熱リング10Aを軸方向に容易に移動させることができる。
なお、内側ブロック5と外側ブロック6の間の軸方向端部(充填を開始する部分)に熱可塑性推進薬14を充填するときは、図6Bに示すように蓋部材17で端面を閉じておくことにより、熱可塑性推進薬14が端面から流出することを防止でき、効率的に充填できる。
本発明の第3実施形態は、内側ブロック5と外側ブロック6の間に形成される隙間が小さい場合に好適であり、図8Aに示す構成の加熱リング10Cを用いる。
この場合、温度センサ19a,19bにより、加熱リング10Cの表面温度を検出し、温度が上がり過ぎないように電流を制御することで、安全に接合を実施することができる。
第4実施形態では、3つ以上の熱可塑性推進薬からなるブロックを接合して、固体ロケットモータ推進薬を成形する。すなわち、内側ブロック5が半径方向に分割された複数の小ブロックからなる。
まず、2つの小ブロック5A,5Bと外側ブロック6を製作する。2つの小ブロック5A,5Bは、図2において説明した方法と同様に、成形する小ブロックの大きさに対応した円筒型のケースと中子を用いて熱可塑性推進薬を注型することで、製作できる。
上述した第1〜第4の実施形態では、内孔を有する内側ブロック5を製作し、これを外側ブロック6と接合したが、本発明の第5実施形態では、内孔のない内側ブロック5を製作して、これを外側ブロック6と接合する。この接合は、上述した各実施形態と同様の方法で行ってよい。
加熱用流体26としては、たとえば、熱可塑性推進薬の融点以上の温度(例えば70℃〜100℃)に加熱された湯を用いることができる。
なお、中子23を加熱させる構成として、中子23の内部に電気ヒータを組み込んだ構成を採用してもよい。
3 ケース
4 中子
5 内側ブロック
5a 円筒外周面
5b 内孔
6 外側ブロック
6a 円筒内周面
7 モータケース
9 加熱装置
10A,10B,10C 加熱リング
10a 流路
11 供給管
11a 流路
12 排出管
12a 流路
13 加熱用流体
14 スラリー状の熱可塑性推進薬
15 推進薬供給管
16 流路
17 蓋部材
18 ヒータ
19a,19b 温度センサ
20 ケーブル
21 ロッド
23 中子
23a 流路
24 供給管
25 排出管
26 加熱用流体
Claims (5)
- (a)円筒外周面を有し熱可塑性推進薬からなる内側ブロックを作製し、
(b)モータケース内に熱可塑性推進薬を注型して、円筒内周面を有し前記内側ブロックを挿入可能な中空円筒型の外側ブロックを製作し、
(c)内側ブロックを外側ブロックの中空部に挿入した状態で、前記円筒外周面と前記円筒内周面を溶融させた後固化させ、又は前記円筒外周面と前記円筒内周面との間にスラリー状の熱可塑性推進薬を充填した後固化させることで、内側ブロックと外側ブロックとを接合する、ことを特徴とする固体ロケットモータ推進薬の成形方法。 - 前記(c)の工程において、熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された加熱リングを、前記円筒内周面と前記円筒外周面との間を軸方向に移動させて前記円筒外周面と前記円筒内周面を溶融させた後、固化させる、請求項1記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
- 前記(c)の工程において、熱可塑性推進薬の融点以上の温度に加熱された加熱リングから前記円筒外周面と前記円筒内周面との間にスラリー状の熱可塑性推進薬を押し出すとともに、前記加熱リングを前記円筒内周面と前記円筒外周面との間を軸方向に移動させることで、前記円筒外周面と前記円筒内周面との間にスラリー状の熱可塑性推進薬を充填する、請求項1記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
- 前記(c)の工程において、前記加熱リングの内部に前記熱可塑性推進薬の融点よりも高い温度に加熱した液体を流すことで、加熱リングを加熱する、請求項2又は3記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
- 前記液体を加熱リングに供給するための供給管と、前記液体を加熱リングから排出するための排出管とが、前記加熱リングの軸方向の一端部側に接続されており、
前記(c)の工程において、前記供給管と前記排出管を軸方向に引き抜くことで、前記加熱リングを軸方向に移動させる、請求項4記載の固体ロケットモータ推進薬の成形方法。
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