JP2803787B2 - ラムロケット - Google Patents

ラムロケット

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JP2803787B2
JP2803787B2 JP29567590A JP29567590A JP2803787B2 JP 2803787 B2 JP2803787 B2 JP 2803787B2 JP 29567590 A JP29567590 A JP 29567590A JP 29567590 A JP29567590 A JP 29567590A JP 2803787 B2 JP2803787 B2 JP 2803787B2
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浪之介 久保田
行生 宮田
卓雄 桑原
実 光野
一郎 那賀川
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【発明の詳細な説明】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) この発明は飛翔体の飛翔推力を得るのに利用されるラ
ムロケットに関するものである。 (従来の技術) 従来、飛翔体の飛翔推力を得るのに利用されるラムロ
ケットとしては、例えば、第9図に示すような構造をな
すものがある。 第9図に示すラムロケット51は、ブースタ用推進薬52
をそなえた燃焼器53と、前記ブースタ用推進薬52の燃焼
に続いて燃焼過多の可燃性ガスを発生するサステーナ用
推進薬54をそなえたガス発生器55と、前記燃焼過多の可
燃性ガスを前記燃焼器53内に噴出させるガスノズル56
と、前記可燃性ガスを燃焼させる外気を取り入れる外気
取入用ポート57と、前記ブースタ用推進薬52の燃焼時に
前記外気取入用ポート57を閉塞すると共に前記サステー
ナ用推進薬54の着火により発生した燃焼過多の可燃性ガ
スの燃焼時に除去されて前記外気取入用ポート57を開放
するポートカバー58と、前記ブースタ用推進薬52の燃焼
時においてノズルとして機能するブースタ用ノズル61
と、前記サステーナ用推進薬54の着火により発生した可
燃性ガスの燃焼時にノズルとして機能するラムノズル62
をそなえた構造をなすものであり、ポートカバー58とし
てはガラス板やアルミニウム板などの一体型構造をなす
ものや分割型構造をなすもの等を用いていた(これに類
するものとして、例えば、実開昭62−126544号公報が知
られている。)。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来のラムケット51では、
ポートカバー58としてガラス板やアルミニウム板などの
一体型構造をなすものや分割型構造をなすもの等を用
い、ブースタ用推進薬52の燃焼からサステーナ推進薬54
の着火へと移る際に前記ポートカバー58を除去して外気
取入用ポート57から外気を導入するようにしていたた
め、前記除去されたポートカバー58は燃焼器53内で燃尽
することなく大きな塊状のものとしてノズル61,62より
外部に排出されることとなるので、この塊状となったポ
ートカバー(58)がノズル61,62に衝突してこれを破壊
してしまうという問題を有していた。 (発明の目的) この発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされ
たもので、ブースタ用推進薬の燃焼時には外気取入用ポ
ートを閉塞するのに十分な剛性を有し、かつまたサステ
ーナ推進薬の着火により発生した可燃性ガスの燃焼時に
は短時間のうちに除去されて外気取入用ポートを開放す
ると共に迅速に燃尽されてノズル部分より塊状となって
外部に排出されることがないポートカバーをそなえたラ
ムロケットを提供することを目的としている。
【発明の目的】
(課題を解決するための手段) この発明は、ブースタ用推進薬をそなえた燃焼器と、
前記ブースタ用推進薬の燃焼に続いて可燃性ガスを発生
するサステーナ用推進薬をそなえたガス発生器と、前記
可燃性ガスを燃焼させる外気を取り入れる外気取入用ポ
ートを有し、前記ブースタ用推進薬の燃焼時に前記外気
取入用ポートを閉塞すると共に前記可燃性ガスの燃焼時
に除去されて前記外気取入用ポートを開放するポートカ
バーをそなえたラムロケットにおいて、前記ポートカバ
ーを固体推進薬により形成すると共に前記ポートカバー
に前記固体推進薬の着火手段を設けた構成としたことを
特徴としており、このようなラムロケットの構成を前述
した従来の課題を解決するための手段としている。 この発明に係わるラムロケットは、上述した構成をな
すものであり、ブースタ用推進薬の燃焼時に外気取入用
ポートを閉塞する第1の機能を有すると共にサステーナ
推進薬の着火により発生した燃料過多の可燃性ガスの燃
焼時に除去されて前記外気取入用ポートを開放する第2
の機能を有するポートカバーを固体推進薬により形成す
ると共に前記ポートカバーに前記固体推進薬の着火手段
を設けたことを特徴としているものである。 したがって、上記ポートカバーにおいて前記第1の機
能を果たすためにはブースタ推進薬の燃焼により発生す
る50〜200atm程度の内圧に耐え得る十分な強度を有して
いるものとする必要があり、このため、ポートカバーを
構成する固体推進薬の引張強度は1Kgf/mm2以上のものと
することが望ましく、固体推進薬に強化用繊維を配合し
たものとすることも必要に応じて望ましい。 また、前述の第2の機能を果すためには着火手段によ
って容易に燃焼するものであることが必要であり、ノズ
ルにより塊状で外部に排出されないように燃焼室内で迅
速に燃尽するものとすることが必要であることから、燃
焼速度は1atmで2〜3mm/sec以上の値を有するものとす
ることが望ましい。 このような機能を果すためのポートカバー素材となる
固体推進薬としては種々のものがあるが、例えば、エポ
キシ系バインダに過塩素酸アンモニウムを混合したもの
を用いることが可能であり、より具体的には、エポキシ
樹脂:20〜30重量%、過塩素酸アンモニウム:65〜75重量
%、触媒:5〜15重量%の組成よりなるものが用いられ
る。 また、前記固体推進薬よりなるポートカバーの着火手
段においても種々のものがあるが、例えば、固体推進薬
の内部に高燃焼速度の推進薬を設けたものとしたり、電
熱線を設けたものとしたりすることが可能である。 (発明の作用) この発明に係わるラムロケットは、ブースタ用推進薬
の燃焼時に外気取入用ポートを閉塞すると共にサステー
ナ推進薬の着火により発生した可燃性ガスの燃焼時にご
く短時間のうちに除去されて前記外気取入用ポートを開
放するポートカバーを固体推進薬により形成し、前記ポ
ートカバーに前記固体推進薬の着火手段を設けた構成と
しているので、ブースタ用推進薬の燃焼時には外気取入
用ポートを閉塞すると共に、可燃性ガスの燃焼時にはポ
ートカバーに設けた着火手段によって当該ポートカバー
を形成する固体推進薬が短時間のうちに燃焼して外気取
入用ポートを開放し、従来のようにポートカバー構成体
が外部に排出されるようなことがなくなる。 (実施例) 第1図はこの発明に係わるラムロケットの一実施例を
示すもので、この第1図に示すラムロケット1は、ブー
スタ用推進薬2をそなえた燃焼器3と、前記ブースタ用
推進薬2の燃焼に続いて燃料過多の可燃性ガスを発生す
るサステーナ用推進薬4をそなえたガス発生器5と、前
記可燃性ガスを前記燃焼器3内に噴出させるガスノズル
6と、前記可燃性ガスを燃焼させる外気を取り入れる外
気取入用ポート7と、前記ブースタ用推進薬2の燃焼時
に前記外気取入用ポート7を閉塞すると共に前記サステ
ーナ用推進薬4の着火により発生した可燃性ガスの燃焼
時に除去されて前記外気取入用ポート7を開放するポー
トカバー8と、前記ブースタ用推進薬2の燃焼時におい
てノズルとして機能するブースタ用ノズル11と、前記サ
ステーナ用推進薬4の着火により発生した可燃性ガスの
燃焼時にノズルとして機能するラムノズル12をそなえた
構造をなすものである。 第2図は第1図の外気取入用ポート7およびポートカ
バー8の部分を拡大して示す図であり、第3図は第2図
のポートカバー8の部分をさらに拡大して示す図であっ
て、燃焼器3は金属製外殻13の内側にインシュレーショ
ン14を介してブースタ用固体推進薬2が設けてあると共
に、外気取入用ポート7を形成するための開口13aが設
けてあり、この開口13aは外周側の開口面積が内周側の
開口面積よりも小さくなるような段部13bに形成してあ
って、この段部13bにシールリング15を介してポートカ
バー8が設けてある。 この実施例におけるポートカバー8は固体推進薬の成
形体からなるものであって、エポキシ樹脂が約23重量
%,過塩素酸アンモニウムが約68重量%、触媒が約9重
量%の組成からなるものである。 第5図(a)(b)は前記ポートカバー8をさらに詳
細に示す図であって、ポートカバー8を構成する固体推
進薬の内部には、前記固体推進薬の着火手段としてはた
らく電熱線(この実施例ではニクロム線)17が設けてあ
る。 この電熱線17は第1図に示す点火器18に接続され、こ
の点火器18は比較器19からの指令によって電熱線17に電
源を供給するようになっている。また、比較器19は燃焼
器3の内部圧力を測定する圧力センサ20に接続してあ
り、前記圧力センサ20からの前記内部圧力に対応した電
流または電圧と基準の圧力に対応した基準電流または基
準電圧とを比較して、前記内部圧力に対応した電流また
は電圧が基準の圧力に対応した電流または電圧を下回っ
たときに前記点火器18へ指令を送る。 このような構成のラムロケット1においては、まず、
燃焼器3のブースタ用推進薬2が着火されて推力を得る
ことにより発進して加速し、ブースタ用推進薬2の燃焼
が終了する段階となってブースタ用ノズル11が除去され
てラムノズル12となったときに、燃焼器3の内部圧力が
第4図に示すごとく急激に低下することとなるので、こ
の内部圧力の低下を圧力センサ20により検出する。そし
て、燃焼器3の内部圧力が基準の圧力を下回ったときに
比較器19が点火器18の指令信号を送ることにより点火器
18が作動し、これによって電熱線17が発熱することによ
り固体推進薬が着火してポートカバー8が燃焼すること
により外気取入用ポート7が開放され、これに合わせて
サステーナ推進薬4が着火されることにより発生する可
燃性ガスがノズル6より噴射されて燃焼器3の中に入
り、前記外気取入用ポート7から導入されてラム圧によ
って圧縮された外気と燃焼反応を生じて燃焼ガスがラム
ノズル12より噴射されることにより推力を得て飛翔す
る。 このように、ポートカバー8は固体推進薬により形成
していると共に内部に着火手段として電熱線17を設けて
いるので、ブースタ推進薬2の燃焼時には外気取入用ポ
ート7を閉塞すると共に、可燃性ガスの燃焼時にはポー
トカバー8に設けた電熱線17によって固体推進薬が迅速
に燃焼して外気取入用ポート7を開放し、従来のように
ポートカバー8の構成部材が外部に排出されるようなこ
とがなくなる。 第6図(a)(b)はこの発明の他の実施例で用いる
ポートカバーを示すもので、このポートカバー8は、こ
れを構成する固体推進薬の着火手段として高燃焼速度の
推進薬コード27を内部に設けた構造をなすものであっ
て、第1図に示した点火器18からの電源供給により着火
薬28が推進薬コード27を着火し、この推進薬コード27が
高速燃焼して固体推進薬を燃焼させることによりポート
カバー8が短時間のうちになくなって外気取入用ポート
7が開放される。 第7図(a)(b)はポートカバーのさらに他の実施
例を示すもので、このポートカバー8は、このポートカ
バー8を構成する固体推進薬の内部に強化用繊維(ガラ
ス繊維やカーボン繊維)26を入れて強化するようにした
もので、強化用繊維26の間隔h−1〜5mm程度にして固
体推進薬が燃焼中断することなく連続して燃焼するよう
になすと共に強度の保持が十分に得られるようにした場
合を示している。 このような強化用繊維26を入れたものとすることによ
って、ブースタ用推進薬2の燃焼による内圧に耐え得る
ものとする場合のポートカバー8の肉厚tをより小さな
ものにできるので、ポートカバー8の燃焼時間をより一
層短縮することが可能となり、かつまたブースタ用推進
薬2の燃焼からサステーナ用推進薬4への着火の切換え
をさらに短時間のうちに行うことができるようになる。 第8図はブースタ用ノズル11が除去されたのちにポー
トカバー8を除去する動作を確実なものとし、ブースタ
用ノズル11が除去される前にポートカバー8が除去され
て燃焼ガスの外気取入用ポート7からの逆流を生じない
ようにする場合を示している。 すなわち、ブースタ用推進薬2の燃焼が終了段階にき
て燃焼器3の内部圧力が低下したことを圧力センサ30で
検出し、この圧力センサ30からの出力が基準値よりも下
回ったことが比較器31で判定されたときに点火器32に指
令を送り、この点火器32の作動により電源33が供給され
て爆発ボルト(あるいはナット)34が破壊されてブース
タ用ノズル11が分離され、このブースタ用ノズル11の分
離が位置センサ35により検知されたときに別の点火器36
に指令を送り、この点火器36の作動により電源37が供給
されて第5図に示したポートカバー8の電熱線17や第6
図に示したポートカバー8の高速燃焼速度の推進薬コー
ド27が発熱ないしは燃焼することによりポートカバー8
を着火燃焼して分解させる。 したがって、この場合にブースタ推進薬2の燃焼時に
は外気取入用ポート7を閉塞すると共に、可燃性ガスの
燃焼時にはポートカバー8に設けた電熱線17や推進薬コ
ード27によって固体推進薬が迅速に燃焼して外気取入用
ポート7が開放し、従来のようにポートカバー8の構成
部材が外部に排出されるようなことがなくなり、加えて
位置センサ35によってブースタノズル11が分離されたこ
とを確認したあと電熱線17や推進薬コード27を発熱ない
しは着火させるようにしているので、ポートカバー8の
燃焼はブースタノズル11が分離されたあとで確実に行わ
れるようになることから、ブースタノズル11が分離され
る前にポートカバー8が除去されることによる燃焼ガス
の逆流の不具合も確実に回避されるようになる。
【発明の効果】
この発明は、ブースタ用推進薬をそなえた燃焼器と、
前記ブースタ用推進薬の燃焼に続いて可燃性ガスを発生
するサステーナ用推進薬をそなえたガス発生器と、前記
可燃性ガスを燃焼させる外気を取り入れる外気取入用ポ
ートを有し、前記ブースタ用推進薬の燃焼時に前記外気
取入用ポートを閉塞すると共に前記可燃性ガスの燃焼時
に除去されて前記外気取入用ポートを開放するポートカ
バーをそなえたラムロケットにおいて、前記ポートカバ
ーを固体推進薬により形成すると共に前記ポートカバー
に前記固体推進薬の着火手段を設けた構成としているの
で、ブースタ用推進薬の燃焼時には外気取入用ポートが
確実に閉塞されると共に、サステーナ用推進薬の着火に
より発生する可燃性ガスの燃焼時にはポートカバーに設
けた着火手段によって当該ポートカバーを形成する固体
推進薬が短時間のうちに燃焼して外気取入用ポートが開
放されるようになり、従来のようにポートカバーの構成
部材が外部に排出されるようなことがなくなるので、ラ
ムロケットのノズルを損傷することが回避されるように
なるという著しく優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係わるラムロケットの一実施例によ
る概略構成を示す縦断面説明図、第2図は第1図のラム
ロケットの外気取入用ポートおよびポートカバーの部分
を拡大して示す断面説明図、第3図は第2図のポートカ
バーの部分をさらに拡大して示す断面説明図、第4図は
燃焼器の内部圧力の変化を例示するグラフ、第5図
(a)(b)はポートカバーの一実施例を示す各々平面
説明図および断面説明図、第6図(a)(b)はポート
カバーの他の実施例を示す各々平面説明図および断面説
明図、第7図(a)(b)はポートカバーのさらに他の
実施例を示す各々断面説明図および斜面説明図、第8図
はこの発明に係わるラムロケットのさらに他の実施例に
よる概略構成を示す断面説明図、第9図は従来のラムロ
ケットの概略構成を示す縦断面説明図である。 1……ラムロケット、2……ブースタ用推進薬、3……
燃焼器、4……サステーナ用推進薬、5……ガス発生
器、7……外気取入用ポート、8……ポートカバー、17
……電熱線(固体推進薬の着火手段)、27……高燃焼速
度の推進薬コード(固体推進薬の着火手段)。
フロントページの続き (72)発明者 桑原 卓雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 光野 実 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 那賀川 一郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02K 7/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブースタ用推進薬をそなえた燃焼器と、前
    記ブースタ用推進薬の燃焼に続いて可燃性ガスを発生す
    るサステーナ用推進薬をそなえたガス発生器と、前記可
    燃性ガスを燃焼させる外気を取り入れる外気取入用ポー
    トを有し、前記ブースタ用推進薬の燃焼時に前記外気取
    入用ポートを閉塞すると共に前記可燃性ガスの燃焼時に
    除去されて前記外気取入用ポートを開放するポートカバ
    ーをそなえたラムロケットにおいて、前記ポートカバー
    を固体推進薬により形成すると共に前記ポットカバーに
    前記固体推進薬の着火手段を設けたことを特徴とするラ
    ムロケット。
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KR102134706B1 (ko) * 2019-11-08 2020-07-16 (주)지비엠 아이엔씨 로켓용 기상조절 연소탄 구조

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