JP2511455B2 - 兵器装置 - Google Patents

兵器装置

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JP2511455B2
JP2511455B2 JP62126111A JP12611187A JP2511455B2 JP 2511455 B2 JP2511455 B2 JP 2511455B2 JP 62126111 A JP62126111 A JP 62126111A JP 12611187 A JP12611187 A JP 12611187A JP 2511455 B2 JP2511455 B2 JP 2511455B2
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pressure chamber
propellant
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K7/00—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
    • F02K7/10—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof characterised by having ram-action compression, i.e. aero-thermo-dynamic-ducts or ram-jet engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A1/00—Missile propulsion characterised by the use of explosive or combustible propellant charges
    • F41A1/04—Missile propulsion using the combustion of a liquid, loose powder or gaseous fuel, e.g. hypergolic fuel

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は発射体が発射管と協働してラム・ジェット
として作用する様な兵器装置に関する。
従来技術 燃焼ガスのパルスによって発射される従来の発射体よ
りも一層高い速度を発射体に持たせる種々の方式が提案
されている。
米国特許第3,253,511号には、ガス混合物を充填した
発射管の中に配置されていて、ラム・ジェットとして作
用することを特徴とする中孔一杯の中空発射体が記載さ
れている。発射体の一番大きい外径は管の内径と等し
く、この為発射体が管と共に移動封じとなり、発射体の
前側から後側へのガスの全ての流れは発射体の中を通っ
て起る。気体状推進剤が前側開口から入り、発射体の中
で点火され、後側ノズルから出て行く。発射体は第１段
固定推進剤のロケットによって初期加速が行なわれる。
米国特許第4,051,762号には、液体推進剤の容積によ
って、口径未満の空所発生器の前側に隔たる中孔一杯の
発射体が記載されている。空所発生器が、発生器より後
方の燃焼容積内に液体推進剤を徐々に噴射する。
米国特許第2,971,473号、同第3,411,403号、同第3,41
8,878号、及び同第3,880,044号には、発射体が爆薬を内
張りした発射管に沿って、その直ぐ背景の内張りの起爆
を行なわせる衝撃波によって、徐々に加速されることが
記載されている。
米国特許第2,783,684号、同第2,790,354号、同第3,08
6,424号及び同第3,613,499号には、ガスを充填した発射
管の中で発射体を加速する手段が記載されており、管の
外部の手段によってガスの膨張が開始される。
米国特許第3,008,669号、同第3,273,334号及び同第3,
386,249号にはラム・ジェット・エンジンが記載されて
おり、燃料がエンジンの内部から供給され、エンジンの
外面の一部分の上で燃焼する。
米国特許第3,726,219号には、発射体と一緒にとヾま
っていて、銃の管の外部のラム・ジェット・エンジンと
して作用する薬筴が記載されている。
発明の要約 この発明の目的は、可動部品を少なくして、高い効率
レベルで、高レベルの化学的エネルギを有効な仕事に変
換する機構を提供することである。
この発明の別の目的は、発射管の中を移動する間、ラ
ム・ジェット・エンジンとして作用する固体の発射体を
提供することである。
この発明の特徴は、気体状推進剤の混合物を充填した
発射管と、発射体を高速で前記管の中に挿入した時、発
射体の外面と発射管の内壁の間でラム・ジェット効果を
開始する様に作用する外面の形を持つ発射体とを有する
兵器装置を提供することである。
この発明の上記並びにその他の目的、特徴及び利点
は、以下図面について説明する所から明らかになろう。
実施例の説明 ジェット推進は、発射体から後向きに押出される質量
によって生ずる反作用により、発射体が前向きに推進さ
せられる過程である。
ロケットは簡単な形のジェット推進である。ロケット
では、反作用の質量及びエネルギ源が両方共ロケット上
に担持されており、これはロケットの推進効率を制限す
るものである。
吸気ジェット・エンジンは、反作用の質量が発射体上
に担持されていないで、周囲の大気から取出される為
に、ロケットよりも一層高いレベルの推進効率が可能で
ある。エネルギ源、即ち燃料だけが担持されている。
第１図は典型的な吸気ジェット・エンジンを示す。こ
のエンジンによって発生される推力は一般的に次の様に
書くことが出来る。
こゝで FNはエンジンの正味推力 はスラグ／秒で表わしたエンジンを通る空気の質量流
量、 はスラグ／秒で表わした燃料の質量流量、 Vjはガスの排出速度、 Peは排気ノズルの出口に於ける圧力、 Aeは排気ノズルの出口面積、 Dpはエンジン・ポッドの抗力、 Ｖ∞は空気の自由流れの速度又は空気中のエンジン速
度、 PAは空気入口に於ける空気圧力、 AIは空気入口面積である。
式（１）は、PA＝Pe及び という様な或る妥当な仮定を使うことによって簡単にす
ることが出来、次の様になる。
Vj＞Ｖ∞の時だけ、正味推力が発生されることが判
る。ターボジェット・エンジンでは、入口の空気を圧縮
機で圧縮し、その後圧縮空気を燃料の燃焼によって加熱
することにより、VjをＶ∞より大きくする。加熱され、
途中まで燃焼した空気をこの後脱出させ、排気ノズルを
通して排気として高速で膨張させる。ターボジェット・
エンジンは、例えばマッパ２までの比較的低い速度では
よく作用するが、更に高い速度、例えばマッハ３＋で
は、ラム・ジェット・エンジンの方が一層簡単で一層効
率のよい装置である。
第２図は典型的なラム・ジェット・エンジンを示す。
ラム・ジェット・エンジンでは、入口から取込んだ空気
の圧縮が、入口に於ける多数の弱い衝撃波によって行な
われ、これが取込んだ空気を圧縮する。燃料を燃焼させ
て、圧縮された空気を加熱してから、それを排気ノズル
を介して膨張させる。ラム・ジェット・エンジンは非常
に簡単で効率のよい装置であるが、その主な欠点は、設
計速度の上下で、その効率が急速に下がることである。
こうなるのは、任意の１つのマッハ数に必要な入口の形
状が別のマッハ数で要求される形状とは異なるからであ
る。この様に、或る範囲の速度にわたって使う為に、複
雑な可変形状の入口を必要とすることが、ラム・ジェッ
ト推進の利用が限られている大きな理由である。
第３図はこの発明を実施した兵器装置を示す。この装
置は発射体10が、発射管又は銃身14の中孔12の中を、こ
の中孔に沿って移動する。発射体はその縦軸線の周りに
対称的であり、その外面は種々の直径を持っている。一
番大きい直径は中孔12の内径よりも小さく、発射体と中
孔の間に環状すき間16を作る。中孔12がガスの可燃混合
物で予め充填され、環状すき間16内でラム・ジェット作
用を生ずるのに適切な速度で、発射体を挿入する。ラム
・ジェット作用が得られる様にする為、発射体の形は
（１）縦軸線26上の頂点24から始まり、渡り部28で終了
する凹面22を持つものとして示した圧縮部分20と、
（２）渡り部28に続く凸部分32に配置されていて、中孔
14の表面に接近し、その後中孔面から渡り部34へと発散
し、（３）燃焼区域36として作用する点火点30と、
（４）渡り部34に続き、軸線26上の頂点42で終了する凹
面40として示した膨張部分38とを有する。
第３図に示す装置では、気体状混合物は水素と酸素で
あり、水素１部に対して酸素2.7部の割合である。この
混合物は水素分が多く、その分子量が小さくなる。この
混合物が1,000゜Ｒに予熱される。この温度では、この
ガス中の音速は853メートル／秒（2,800フィート／秒）
である。この混合物を34,500キロパスカル（5,000psi）
に圧縮して、ガス密度を0.082/立方メートル（2.9/立方
フィート）にする。中孔12の直径が120mmであり、発射
体が6,100メートル／秒（20,000フィート／秒）の速度
で移動する場合、環状すき間16の実効的な取込み量は3,
180キログラム／秒（7,00ポンド／秒）を超える質量流
量になる。
環状すき間に接近する時のこの流れのマッハ数は7.14
である。凹のコーン22の頂点24に付着する斜めの衝撃波
24Aが入って来る流れを、コーン22の環状面と平行にな
る様に反らず。流れがこの衝撃波の中を通り、それによ
って減速される時、圧力及び温度上昇が起る。円錐面が
その渡り部28を通過し、環状すき間16の環状の最小断面
積に達するまで、気体状混合物の流れを更に圧縮する。
この点で、即ち、断面の平面30の所で、圧縮熱が気体状
混合物を点火するのに十分となる。それが適切でなけれ
ば、点火源、例えばフレームホルダを設けることが出来
る。
焼結区域36に入る流れが超音速であるから、即ちマッ
ハ数が4.5であるから、この装置は超音速燃焼ラム・ジ
ェット、即ちスクラムジェットと特徴づけることが出来
る。燃焼区域36が一定圧力を持ち、膨張区域38に通ず
る。この膨張区域で、ガスが一層高い速度に加速され、
発射体10に推力を加える。
自由に飛行するジェット・エンジンの場合とは異な
り、排気圧力が自由流れの圧力に等しくなる必要はない
から、この場合の一層高い排気圧力が合計推力に寄与す
る。
点火点30より手前で気体状混合物の点火を避けること
が望ましい。この為、圧縮によって発生される温度を、
所望の点火点のごく近くに来るまで、自己点火温度より
低く押える。その後、自由に飛行するスクラム・ジェッ
トの場合に普通見られる遅い燃焼とは異なり、燃料と酸
化剤が予め混合されると共にこの混合物が予熱されてい
る為に、点火と燃焼が非常に急速に進行する。
圧縮によって発生される温度を比較的低く抑えるが、
かなりの圧力上昇、例えば17:1までの圧力上昇を利用す
ることが出来、163,000キログラム（360,000ポンド）の
推力になる。これは何等可動部品を使わないで、1,300
万馬力の動力になる。
圧縮による温度を自己点火温度より低く抑えるが、境
界層にたまる摩擦熱が早期点火を招くことがある。
燃料及び酸化剤のこの早期点火を避ける構成が、第７
図及び第８図に示されている。この構成では、ガスを弦
状通路に沿って中孔12の中に逐次的に噴射して、縦軸線
26の周りの円形又は渦巻形の流れを作る。例えば接線方
向の向きのノズル12Aから、燃料が最初に噴射され、同
様に接線方向の向きを持つノズル12Bから、それより後
に酸化剤を噴射して、比較的純粋な燃料からなる不点火
性の中心コア部分12C、が燃料と酸化剤を混合した可燃
性環状部分12Dによって取囲まれる様にする。発射体10
の先端24が中心のコア12Cに入り、発射体の圧縮面20が
燃料の境界層12Eを受けるが、これは摩擦によってかな
り高温であるけれども、点火されない。点火点30までは
点火が妨げられる。
第４図は発射体10、今の場合は2kgの重量を持つ発射
体の速度の関数としての加速度を示す。加速度が3,050
メートル／秒（10,000フィート／秒）の始動速度から6,
100メートル／秒（20,000フィート／秒）に向って徐々
に低下し、その直後にゼロに下がる。この様な性能の急
速な低下は、速度が高くなると、損失が増加する結果で
ある。この構成で可能な最大速度は、約7,010メートル
／秒（23,000フィート／秒）である。こういう損失を少
なくすれば、この最終速度が高くなるが、損失がゼロで
なければ、速度がずっと高くなることは考えられない。
第５図は更に高い最終速度を達成する装置を示す。飛
行機の地上速度を追風によって高めるのと同様に、発射
体の前側のガスを前向きに加速することにより、発射体
10の最終速度を高くすることが出来る。こうすることに
より、発射体の最終速度を大体ガス流の速度だけ高める
ことが出来る。発射管14が開放した後端50及び開放した
前端52を持っている。圧力室54が後側挿入弁56と前側放
出弁58によって限定されている。弁56,58はボール形の
弁であってよく、それが開いている間、発射体10を通過
させる。室の例を挙げれば、直径120mmで長さ20mであっ
てよい。加圧燃料源60が弁64を介して室54の前側部分に
入る１つ又は更に多くの入口62を持っている（第７図及
び第８図に示す）。加圧酸化剤源66が、弁70を介して室
54の後側部分に入る１つ又は更に多くの入口68を持って
いる。こうして室に34,500キロパスカル（5,000psi）の
圧力で水素及び酸素を充填することが出来る。適当な発
射体挿入手段72を発射管14の後方に設けて、1.8乃至3,0
50メートル／秒（６乃至10,000フィート／秒）の初期速
度で、管14の後端50に発射体を入れる。適当な発射体挿
入手段が、例えば米国特許第4,043,248号に記載されて
いる。挿入手段72の口が開放した後端50より後方に隔た
っていて、この口から燃焼ガスを逃す為のすき間を設け
る。
制御手段80を設けて、発射体挿入手段72、弁56、58及
び弁64,70の動作を同期させる。これは、挿入弁56及び
放出弁58の開放に対して正しい時刻に、挿入手段72を引
外す手段80Aと、挿入弁56を開閉する手段80Bと、挿入弁
56の開放の適時の進行を検出する手段80Cと、放出弁58
を開いて閉じる手段80Dと、放出弁58の開放の適時の進
行を検出する手段80Eと、酸化剤供給弁70を開いて閉じ
る手段80Fと、燃料供給弁64を開いて閉じる手段80Gとを
持っている。
第６図は第５図の装置で、中孔12に沿った発射体10の
変位を時間の関数として示している。最初、圧力室54が
閉じた挿入弁56、閉じた放出弁58、閉じた燃料弁64及び
閉じた酸化剤弁70によって締切られる。その後、（１）
燃料弁64を開いて閉じて、予定量の燃料を圧力室54に取
込む。（２）酸化剤弁70を開いて閉じて、予定量の酸化
剤を、燃料のコアの周りに略環状に、圧力室に取込む。
（３）挿入弁56及び放出弁58を開き、それらが全開位置
に接近しつゝあることが検出された時、挿入手段を引外
して、発射体10を中孔12の後端50の中へ加速する。
発射体が、最初後向きに流れ、その後は静止している
ガスの混合物の中で約6,1000メートル／秒（20,000フィ
ート／秒）まで加速され、その時開放した放出弁58から
後向きに移動する希薄波に出合う。放出弁を開くことに
より、十分な量のガスを発射管の前側部分に加速して、
発射体を所望の速度、例えば7,920メートル／秒（26,00
0フィート／秒）まで加速を続けることが出来る。この
ことが、第４図に、9,150メートル／秒（30,000フィー
ト／秒）の速度まで伸びる破線によって示されている。
放出弁58が開いた時のガスの急速な膨張の結果として、
ガスの密度が低下する為に、6,100メートル／秒（20,00
0フィート／秒）より後の加速が低下するが、放出弁が
ない場合よりも高い。
これまでに説明した様に、ラム・ジェットの性能は圧
縮部分（即ち、入口）の効率に強い関係を持っている。
この圧縮は、中心本体（例えば発射体）と管の壁の間に
設定される衝撃波のパターンの結果である。このパター
ンと達成される圧縮は、管の直径を調節し、こうしての
ど区域（即ち、すき間16）を調節することにより、発射
体が相異なるマッハ数に加速される時に最適にすること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は普通の吸気ジェット・エンジンの略図、 第２図は普通のラム・ジェット・エンジンの略図、 第３図はこの発明を実施した兵器装置の略図で、発射管
の中に発射体がある。 第４図は第３図の装置の性能を示すグラフ、 第５図はこの発明を実施した兵器装置の略図で、発射体
に対して初期加速を行なうと共に、この発射体を第３図
の発射管の中に入れる２段装置を示している。 第６図は第５図の装置の推進通路を示す図表、 第７図は第３図の装置の圧力室の簡略横断面図、 第８図は第３図の装置の圧力室の簡略縦断面図、 第8A図は第８図の詳細図である。 主な符号の説明 10:発射体 12:中孔 14:発射管

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】発射体を受け入れる後端、前端及び中孔面
    を持つ発射体用発射管と、 前記発射管に可燃性気体状推進剤を充填する手段と、 外面を持つ発射体とを有する兵器装置であって、該外面
    の形は、前記可燃性気体状推進剤が供給された前記発射
    管内へ最低速度を越える速度で前記発射体が挿入された
    時、前記発射体の外面の形と中孔面の間に圧縮、点火、
    燃焼、および膨張を含むラム・ジェット効果を生じる様
    に選択され、前記発射体の外面の形は最大直径が前記中
    孔面の最小直径よりも小さく、前記発射体及び中孔面の
    間に環状中空部が得られる様にし、 前記発射体の外面の形が、 前記発射体の軸上にある頂点と、第１及び第２環状渡り
    部と、 前記頂点から始まる凹の回転面を持つと共に前記頂点と
    前記第１渡り部の間で徐々に増加する直径を持つ先頭部
    分と、 前記第１と第２渡り部の間で凸の回転面を持ち、該凸の
    回転面が、最大直径まで徐々に直径を増加し、その後、
    第２渡り部まで直径が減少する中間部分と、 前記第２渡り部から始まる凹の回転面を持つと共に徐々
    に直径が減少する後側部分とを持っており、 前記中孔面と関連して、 前記先頭部分が前記ガス圧縮を生じ、 前記中間部分が前記ガス点火及び燃焼を生じ、 前記後側部分が前記ガス膨張を生じ、 前記発射管が、 該発射管の後端近くに配置されていて、該発射管を開閉
    する第１の弁手段と、 前記第１の弁手段から軸方向に離して配置されていて、
    前記発射管を開閉する第２の弁手段とを有し、 前記第１及び第２の弁手段が前記発射管内に圧力室を構
    成し、該圧力室が前記充填する手段からの可燃性気体状
    推進剤を受取って収容する様になっていて、 前記充填する手段が、 燃料ガス源と、 該燃料ガスに結合された第３の弁手段と、 該第３の弁手段を前記圧力室に結合して、前記圧力室へ
    の燃料ガスの噴射に対して弦状通路を生じる接線方向に
    向いた第１のノズル手段と、 酸化剤ガス源と、 該酸化剤ガス源に結合された第４の弁手段と、 該第４の弁手段を前記圧力室に結合して、前記圧力室へ
    の酸化剤ガスの噴射に対して弦状通路を生じる接線方向
    に向いた第２のノズル手段と、を有し、 前記兵器装置が更に、 （ｉ）前記第３の弁手段を開き、そして閉じ、その後、 （ii）前記第４の弁手段を開き、そして閉じることを、
    逐次的に行なう制御手段とを有する兵器装置。
  2. 【請求項２】発射体を受け入れる後端、前端及び中孔面
    を持つ発射体用発射管と、 前記発射管に可燃性気体状推進剤を充填する手段と、 外面を持つ発射体とを有する兵器装置であって、該外面
    の形は、前記可燃性気体状推進剤が供給された前記発射
    管内へ最低速度を越える速度で前記発射体が挿入された
    時、前記発射体の外面の形と中孔面の間に圧縮、点火、
    燃焼、および膨張を含むラム・ジェット効果を生じる様
    に選択され、前記発射体の外面の形は最大直径が前記中
    孔面の最小直径よりも小さく、前記発射体及び中孔面の
    間に環状中空部が得られる様にし、 前記発射体の外面の形が、 前記発射体の軸上にある頂点と、第１及び第２環状渡り
    部と、 前記頂点から始まる凹の回転面を持つと共に前記頂点と
    前記第１渡り部の間で徐々に増加する直径を持つ先頭部
    分と、 前記第１と第２渡り部の間で凸の回転面を持ち、該凸の
    回転面が、最大直径まで徐々に直径を増加し、その後、
    第２渡り部まで直径が減少する中間部分と、 前記第２渡り部から始まる凹の回転面を持つと共に徐々
    に直径が減少する後側部分とを持っており、 前記中孔面と関連して、 前記先頭部分が前記ガス圧縮を生じ、 前記中間部分が前記ガス点火及び燃焼を生じ、 前記後側部分が前記ガス膨張を生じ、 前記兵器装置は更に、前記発射体を前記発射管に前記後
    端から最低速度を越える速度で挿入する手段を有し、 前記発射管が、 該発射管の後端近くに配置されていて、該発射管を開閉
    する第１の弁手段と、 前記第１の弁手段から軸方向に離して配置されていて、
    前記発射管を開閉する第２の弁手段とを有し、 前記第１及び第２の弁手段が前記発射管内に圧力室を構
    成し、該圧力室が前記充填する手段からの可燃性気体状
    推進剤を受取って収容する様になっていて、 前記充填する手段が、 燃料ガス源と、 該燃料ガスに結合された第３の弁手段と、 該第３の弁手段を前記圧力室に結合する第１の入口と、 酸化剤ガス源と、 該酸化剤ガス源に結合された第４の弁手段と、 該第４の弁手段を前記圧力室に結合する第２の入口と、
    を有し、 前記兵器装置が更に、 （ｉ）前記第１及び第２の弁手段を閉じて前記圧力室を
    閉じ、 （ii）前記第３及び第４の弁手段を開きその後閉じて、
    前記圧力室に気体状推進剤を装填し、 （iii）前記発射体を挿入する手段を作動して発射体を
    前記発射管の後端から挿入し、 （iv）前記発射体が前記発射管に入る前に、前記第１の
    弁手段を開き、 （ｖ）前記発射体が前記圧力室に入る前に前記第２の弁
    手段を開くことを逐次的に行なう制御手段を有する兵器
    装置。
  3. 【請求項３】後端、前端及び中孔面を持つ発射体用発射
    管と、 前記後端および前記前端から間隔を置いた前記発射管の
    中間部分に可燃性気体状推進剤を最初に充填する手段
    と、 外面を持つ発射体とを有する兵器装置であって、該発射
    体は、前記可燃性気体状推進剤が供給された前記発射管
    内へそれに沿って最低速度を越える速度で前記発射体が
    挿入された時、前記発射体の外面の形状手段と中孔面の
    間に圧縮、点火、燃焼、および膨張を含むラム・ジェッ
    ト効果を生じる外面形状手段を有し、前記発射体は最大
    直径が前記中孔面の最小直径よりも小さく、前記発射体
    及び中孔面の間に環状中空部が得られる様にし、 前記発射体の外面形状手段が、 複数の渡り部によって分離された個別の相次ぐ面部分を
    有し、 前記発射体の軸上にある第１の頂点から始まる凹の回転
    面を持つと共に前記渡り部のうちの最初の渡り部まで徐
    々に増加する直径を持つ先頭部分と、 前記最初の渡り部から始まり、最大直径まで徐々に直径
    を増加し、その後、第２の渡り部まで直径が減少する凸
    の回転面を持つ、中間部分と、 前記第２の渡り部から始まり、前記発射体の軸上にある
    第２の頂点まで徐々に直径が減少し、前記凹の回転面よ
    りも軸方向長さが短い凹の回転面を持つ後側部分とを有
    しており、 前記中孔面と関連して、 前記先端部分が前記ガス圧縮器として作用し、 前記中間部分が前記ガス点火器及び燃焼器として作用
    し、 前記後側部分が前記ガス膨張器として作用し、 前記発射管が、 該発射管の後端近くに配置されていて、該発射管を開閉
    する発射体入口の第１の弁手段と、 前記発射管の後端から遠くに離して配置されていて、前
    記発射管を開閉する発射体出口の第２の弁手段とを有
    し、 前記第１及び第２の弁手段が互いに間隔を置いて配置さ
    れて前記発射管と共に圧力室として働く前記発射管の中
    間部分を限定し、該圧力室が前記充填する手段からの可
    燃性気体状推進剤を受取って収容する様になっている、 兵器装置。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲３）に記載した兵器装置に
    於て、前記充填手段が、 第３の弁手段によって前記圧力室に結合された燃料ガス
    源と、 第４の弁手段によって前記圧力室に結合された酸化剤ガ
    ス源とを持っている兵器装置。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲４）に記載した兵器装置に
    於て、 前記兵器装置は更に、前記発射体を前記発射管に前記後
    端から最低速度を越える速度で挿入する手段を有し、 （ｉ）前記第１及び第２の弁手段を閉じて前記圧力室を
    閉じ、 （ii）前記第３及び第４の弁手段を開きその後閉じて、
    前記圧力室に気体状推進剤を装填し、 （iii）前記発射体を挿入する手段を作動して発射体を
    前記発射管の後端から挿入し、 （iv）前記発射体が前記発射管に入る前に、前記第１の
    弁手段を開き、 （ｖ）前記発射体が前記圧力室に入る前に前記第２の弁
    手段を開くことを逐次的に行なう制御手段を更に有する
    兵器装置。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲４）に記載した兵器装置に
    於て、更に前記充填手段が、前記第３の弁手段を前記圧
    力室に結合して前記室に対する燃料ガスの弦状噴射通路
    を作る接線方向の向きの第１のノズル手段と、 前記第４の弁手段を前記圧力室に結合して、前記室に対
    する酸化剤ガスの弦状噴射通路を作る接線方向の向きの
    第２のノズル手段とを有する兵器装置。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲６）に記載した兵器装置に
    於て、前記制御手段が、 （ｉ）前記第３の弁手段を開いて閉じ、その後 （ii）前記第４の弁手段を開いて閉じること を逐次的に行なう兵器装置。
  8. 【請求項８】後端、前端及び中空面を持つ発射体用発射
    管と、前記後端及び前記前端から間隔を置いた前記発射
    管の中間部分に、混合されたとき可燃性ガス状推進剤を
    形成するガス状燃料及びガス状酸化剤を最初に充填し、
    かつ該中間部分に該混合した推進剤を収容する手段と、 外面を有する軸対称に細長い発射体とを有する兵器装置
    であって、 該外面の形状は、複数の渡り部によって隔てられた個別
    の相次ぐ面部分を有し、該面部分は、前記発射体を最低
    速度を越える速度で前記推進剤を収容する中間部分に挿
    入すると、前記中空面と該外面の形状との間にラムジェ
    ット効果を生じ、該ラムジェット効果は前記相次ぐ面部
    分で逐次的に、前記推進剤の圧縮、点火、焼結、及び燃
    焼生成物の膨張を生じ、 前記発射体の最大直径は前記中空面の最小直径より小さ
    く、前記発射体と前記中空面との間に環状中空部が得ら
    れるようにし、 前記発射体の前記個別の外面の面部分は、 前記発射体の外面の形が、 前記発射体の軸上にある第１の頂点から始まる凹の回転
    面を持つと共に前記渡り部のうち最初の渡り部まで徐々
    に増加する直径を持つ先頭部分と、 前記最初の渡り部から始まり、最大直径まで徐々に直径
    を増加し、その後、第２の渡り部まで直径が減少する凸
    の回転面を持つ中間部分と、 前記第２の渡り部から始まり、前記発射体の軸上にある
    第２の頂点まで徐々に直径が減少し、前記凹の回転面よ
    りも軸方向長さが短い凹の回転面を持つ後側部分とを有
    しており、 前記中孔面と関連して、 前記先頭部分が前記ガス圧縮器として作用し、 前記中間部分が前記ガス点火器及び燃焼器として作用
    し、 前記後側部分が前記ガス膨張器として作用する、 兵器装置。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲８）に記載した兵器装置に
    おいて、前記充填する手段が、 前記発射管の中間部分に、第１の通路に沿ってガス状燃
    料を最初に噴射する第１の手段と、 前記発射管の中間部分に、第２の通路に沿ってガス状酸
    化剤を引き続いて噴射する第２の手段とを有し、 これにより、該第１及び第２の手段は、前記発射管の中
    間部分に、比較的純粋な燃料の、不点火性の中央コア部
    分と、それを囲む混合された燃料と酸化剤からなる可燃
    性の環状部分とを有する可燃性ガス状推進剤を生じる兵
    器装置。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲８）に記載した兵器装置
    において、前記混合推進剤を収容する手段が、前記発射
    管の後端に隣接して配置され、前記発射管を開閉する、
    発射体入口の第１弁手段と、前記発射管の後端からかけ
    離れて配置され、前記発射管を開閉する、発射体出口の
    第２の弁手段とを有し、 前記第１及び第２の弁手段は、相互に離れていて、前記
    発射管の中間部分と共に圧力室を限定し、該圧力室が前
    記充填する手段からの可燃性ガス状推進剤を受け、収容
    するようにされた兵器装置。
  11. 【請求項１１】大気に開放した後端、大気に開放した前
    端及び中空面を持つ発射体用発射管と、前記発射管の開
    放可能である閉じた中間部分とを有する兵器装置であっ
    て、該中間部分は、前記発射管の後端から前方に間隔を
    おいて前記発射管内に配置された開放可能な、再利用可
    能な後方閉塞手段と、前記発射管の前端から後方に間隔
    を置いて前記発射管内に配置された、開放可能な、再利
    用可能な前方閉塞手段とによって限定され、 該兵器装置は更に、 前記発射管の中間部分に一定量のガス状燃料と一定量の
    ガス状酸化剤とを最初に充填し、混合したときに、これ
    らの量で可燃性ガス状推進剤が形成され、かつ、前記後
    方及び前方閉塞手段の開放を制御する手段と、 外面を有する軸対称に細長い発射体とを有し、 該外面の形状は、複数の渡り部によって隔てられた個別
    の相次ぐ面部分を有し、該面部分は、前記発射体の最大
    直径は前記中空面の最小直径より小さく、前記発射体と
    前記中空面との間に環状中空部が得られるようにし、 前記発射体の前記個別の外面の面部分は、 前記発射体を最低速度を越える速度で前記推進剤を収容
    する中間部分に挿入すると、前記中空面と該外面の形状
    との間に、超音速燃焼ラムジェット効果を生じるように
    選択され、 前記超音速燃焼ラムジェット効果は、前記相次ぐ面部分
    で逐次的に、 前記推進剤の圧縮、点火、燃焼、及び燃焼生成物の膨張
    を生じ、 該兵器装置が更に、前記発射管の開放後端から後方に間
    隔を置いた挿入手段を有する、最低速度を越える速度で
    前記後端から前記発射管内へ前記発射体を挿入する手段
    とを有する兵器装置。
  12. 【請求項１２】請求項11）記載の兵器装置に於て、前記
    中空面は、前記発射管中間部分の長さに沿って内径が変
    化して間隙を変え、前記発射体が異なるマッハ数で加速
    されるとき、前記発射体と前記中空面との間に設定され
    る衝撃波パターンを最適にし、前記推進剤の圧縮を最適
    にする兵器装置。
  13. 【請求項１３】発射管に沿って発射体を加速する方法に
    於て、 （ｉ）（ａ）比較的純粋な燃料からなる不点火性の中心
    のコアと、 （ｂ）混合された燃料と酸化剤とからなる可燃性の外周
    環状部と、 を遂次生じることによって、前記発射管の閉じた中間部
    分内に推進剤を与える工程、 （ii）発射体を前記発射管の中に推進させ、 （iii）前記発射体を前記中間部分に入れる前に前記発
    射管の閉じた中間部分を開いて、前記発射体が前記推進
    剤中に入る前に、前記推進剤を前記発射体の移動方向に
    前記発射管の中で流れる様にする工程、 （iv）前記発射体の外面と前記発射管の内面の間の環状
    間隙を通して混合した可燃性ガス状推進剤の相対的な流
    れを作ることにより、混合した可燃性ガス状推進剤を流
    れが順次（ａ）圧縮され、（ｂ）点火され、（ｃ）燃焼
    し、そして（ｄ）膨張する様にする工程を含む方法。
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