JP2861569B2 - 飛翔体の加速装置 - Google Patents

飛翔体の加速装置

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JP2861569B2
JP2861569B2 JP4002341A JP234192A JP2861569B2 JP 2861569 B2 JP2861569 B2 JP 2861569B2 JP 4002341 A JP4002341 A JP 4002341A JP 234192 A JP234192 A JP 234192A JP 2861569 B2 JP2861569 B2 JP 2861569B2
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村 彰 博 中
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スペースプレーン等
の飛翔体を離陸させるのに利用する飛翔体の加速装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、宇宙航行に用いられる飛翔体と
しては、例えば米国のスペースシャトルが知られてい
る。また、近年では、上記のスペースシャトルのように
ロケットにより打ち上げられるものに対して、航空機の
ように滑走路から離陸したのちに上昇加速を行う有翼型
の宇宙往還機、いわゆるスペースプレーンの研究開発が
進められている。
【0003】スペースプレーンは、エアブリージングエ
ンジンを備えると共に、全ての燃料が機体内に搭載して
あって、車輪式の脚を備えており、自力で滑走を開始し
て離陸し、大気圏内で上昇しつつ十分に加速したのち、
目的の高度に上昇する。
【0004】この種のスペースプレーンは、例えば、日
本航空宇宙学会誌・第37巻・第428号の第1頁〜第
9頁に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スペースプ
レーン等の飛翔体では、一般の航空機と同様に、所定の
燃料でより多くのペイロードを輸送できることが当然望
ましいと共に、離陸重量の軽減を図ることが重要な課題
の一つとして挙げられている。
【0006】しかしながら、上記したようなスペースプ
レーンでは、自力で滑走を開始し、マッハ20〜25と
いうような高速度域まで加速するという運用上の都合か
ら、ペイロードに比べて極めて多量の燃料が必要であっ
て、これにより離陸重量が非常に大きくなり易い。ま
た、離陸重量が増大すると、これに伴って脚を十分に強
化することが必要となり、その分機体重量が増大するこ
ととなる。
【0007】
【発明の目的】この発明は、上記したような従来の状況
に鑑みて成されたもので、スペースプレーン等の飛翔体
の離陸重量の軽減、あるいはペイロードの増大を図るこ
とができる飛翔体の加速装置を提供することを目的とし
ている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる飛翔体
の加速装置は、軌道に沿って案内される飛翔体搭載用の
台車に、レーザ光により推進剤を加熱して推力を得るジ
ェットエンジンと、台車前方向からのレーザ光を受ける
レーザ光導入部を備え、前記軌道の途中に、レーザ光照
射機構を備えた構成としており、上記構成を課題を解決
するための手段としている。
【0009】
【発明の作用】この発明に係わる飛翔体の加速装置は、
レーザ光加熱式のジェットエンジンを備えた台車に飛翔
体を搭載し、レーザ光照射機構から台車のレーザ光導入
部にレーザ光を照射してジェットエンジンを作動させ、
その推力で台車を軌道に沿って走行させる。
【0010】これにより、飛翔体は、地上での加速に要
する機体内の燃料消費が少なくて済み、また離陸重量を
支持し得る強度の脚を用いること無く、十分に加速され
て離陸に至ることとなる。
【0011】
【実施例】以下、図1〜図5に基づいてこの発明の一実
施例を説明する。
【0012】すなわち、飛翔体の加速装置は、図1に示
すように、スペースプレーンである飛翔体1を加速させ
るものであって、地上に敷設された軌道2と、この軌道
2に沿って案内される飛翔体搭載用の台車3と、レーザ
光照射機構4を備えている。
【0013】前記飛翔体1は、有翼型の機体に、超音速
燃焼ラムジェット(スクラムジェット)等のエアブリー
ジングエンジン、燃料タンク、および所定のペイロード
などが搭載してあり、着陸時の重量に対応し得る車輪式
脚を備えている。
【0014】この実施例の軌道2は、リニアモータ軌道
であって、離陸開始区間である図1左側の水平区間21
と、中間の上り勾配を有する傾斜区間22と、水平な台
車減速区間23を滑らかに連続させた構成になってい
る。したがって、台車3は、磁気浮上式台車である。な
お、飛翔体1に比べて軌道2を短く図示してあるが、各
区間21,22,23の長さは例えば2000m程度と
する。
【0015】前記台車3は、図2〜図4にも示すよう
に、軌道2に跨がった状態で磁気浮上する基体5の上側
に、台車前方向からのレーザ光を受けるレーザ光導入部
6を備えると共に、このレーザ光導入部6の両側に、レ
ーザ光により推進剤を加熱して推力を得るジェットエン
ジン7,7を備えている。そして、前記レーザ光導入部
6の上側に、例えば図5に示す連結装置を介して飛翔体
1を連結する。
【0016】上記の連結装置は、台車3の上面において
台車前方向に開口した箱形のホルダ31と、飛翔体1の
下面において飛翔体後方向に屈曲したフック32とから
成るものであって、台車3と飛翔体1との間の複数箇所
に設けられ、図5(A)に示すようにホルダ31内にフ
ック32を嵌入した結合状態では、台車3に対して前方
向を除く他の方向の飛翔体1の動きを規制している。な
お、上記連結装置には、他の分離可能な連結装置を併用
することもある。
【0017】前記レーザ光導入部6は、空気取入口を兼
ねるものであって、前方に開口しており、内部後方に
は、導入したレーザ光を二分して両側のジェットエンジ
ン7,7に送る反射鏡(図4に片方を示す)8が設けて
ある。
【0018】前記ジェットエンジン7は、燃焼室9の前
方部に、前記反射鏡8からのレーザ光を受ける収束用鏡
10と、収束されたレーザ光および空気の導入管11
と、この導入管11の外周に形成された推進剤供給路1
2を備えると共に、燃焼室9の後方部に、ジェットノズ
ル13を備えている。また、エンジン前方側には推進剤
タンク14が設けてあり、推進剤タンク14には例えば
推進剤としてのジェット燃料が充填してある。
【0019】レーザ光照射機構4は、軌道2の途中にお
いて、水平区間21と傾斜区間22とが連続する部分
と、傾斜区間22と台車減速区間23とが連続する部分
との二箇所に設けてある。各レーザ光照射機構4は、図
6に示すように、地中に形成した収納室15内に、赤外
線レーザ発振噐16と、レーザ光を収束させ且つ位相を
同調させる制御器17を備えると共に、地上の軌道2の
脇に支柱18を備え、この支柱18の上端に照射用鏡1
9を回動可能に設けた構成になっている。
【0020】前記照射用鏡19は、図6および図7に示
すように、六角形の鏡から成るセグメント29を多数用
いて構成してあって、各セグメント29がそれぞれ独立
して動作するようにしてあり、飛翔体1の移動に伴って
個々のセグメント29における反射角度を変化させ、図
8に示すように焦点Fの位置を移動させる。
【0021】なお、レーザ光は、高密度にすると空気中
の物質を分解して自ら障害を作り、透過性を低下させて
しまうので、例えば、波長を10.6μm程度とし、エ
ネルギー密度を500kW/cm以下とする。
【0022】上記の構成を備えた加速装置は、図1中
(A)の離陸開始位置において飛翔体1に搭載したエン
ジンを作動状態にし、図1中の第1のレーザ光照射機構
4から台車3のレーザ光導入部6にレーザ光を照射す
る。
【0023】このとき、レーザ光照射機構4は、図6中
の点線で示すように、赤外線レーザ発振噐16から射出
したレーザ光を制御器17で上方に反射させ、さらに地
上の照射用鏡19で反射させて、図1中の点線で示すよ
うに前記レーザ光導入部6に照射する。
【0024】また、台車3においては、図4中の点線で
示すように、導入されたレーザ光を反射鏡8および収束
用鏡10で反射し且つ収束させ、空気とともに導入管1
1から燃焼室9内に導入する。これにより、ジェットエ
ンジン7は、図4中の太い矢印で示す如く導入された空
気と、細い矢印で示す如く噴射した推進剤とを混合し
て、高温のレーザ光による加熱で連続燃焼させ、その燃
焼ガスをジェットノズル13から噴出させて作動状態と
なる。
【0025】この実施例では、上記ジェットエンジン7
の作動で得られた推力と、飛翔体1自体のエンジンの推
力と、軌道2と台車3の基体5とで構成されるリニアモ
ータの推進力とにより、台車3が軌道2に沿って走行
し、水平区間21において飛翔体1を加速させる。
【0026】なお、この段階では、主として台車3の走
行により加速が行われ、図5(A)に示す連結装置を介
して、台車3に引かれる状態で飛翔体1が加速されるこ
ととなる。
【0027】次に、加速装置は、台車3が傾斜区間22
に近づいたところで、第1のレーザ光照射機構4からの
照射を停止すると共に、第2のレーザ光照射機構4から
照射を開始し、続いて傾斜区間22において飛翔体1
(B)をさらに加速させる。ここで、レーザ光照射機構
4は、飛翔体1の接近に伴って焦点の位置を移動させる
と共に、レーザ光導入部6により正確に照射し得るよう
に照射用鏡19の角度を適宜調整することが可能であ
り、このほか、飛翔体1の通過に伴って支柱18に回避
動作をとらせるようにすることも良い。
【0028】そして、前記傾斜区間22において台車3
が所定の速度に達し且つ飛翔体1の離陸開始位置の近く
に達したところで、飛翔体1自体のエンジンを全開にす
ると、飛翔体1の速度が台車3よりも増大して図5
(B)に示すようにフック32が外れ、飛翔体1と台車
3が分離する。こののち、飛翔体1(C)は、離陸して
自己のエンジンで上昇加速する。また、フック32は、
図5(C)に示すように、機体内に引上げられて完全に
収納され、台車3は、ジェットエンジンの作動停止とと
もに台車減速区間23において減速し、停止する。
【0029】このように、上記加速装置によれば、台車
3のジェットエンジン7と、飛翔体1自体のエンジン
と、軌道2と台車3の基体5とで構成されるリニアモー
タによって加速を行うので、自己のエンジンだけで自力
発進する場合に比べてはるかに大きな初速が得られ、地
上での加速に要する機体内の燃料消費が少なくて済むと
共に、離陸重量を支持し得る強度の脚が不要となる。
【0030】なお、上記実施例のように、軌道2に傾斜
区間22を設けると共に、二箇所にレーザ光照射機構4
を配置した構成とすれば、予め飛翔体1の上昇姿勢を確
保することができると共に、レーザ光の光路長を短くし
てパワーの低下を防ぐことができる。また、軌道の端部
にレーザ光照射機構を設けることも可能ではあるが、上
記したレーザ光のパワーの低下防止や、台車の減速区間
を必要とする都合により、軌道の途中にレーザ光照射機
構を設ければよい。
【0031】さらに、推進剤は、とくに限定されること
がなく、例えばアンモニアや水なども使用することが可
能である。そしてさらに、軌道やレーザ光照射機構にあ
っても、その構成が上記実施例に限定されることはな
く、例えば、上記実施例では、軌道2の脇に照射用鏡1
9の支柱18を設けた構成としたが、照射用鏡を軌道上
に延出状態で保持する構成とし、飛翔体の通過とともに
照射用鏡に回避動作をとらせるようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明の飛
翔体の加速装置によれば、自力発進する場合に比べてよ
り大きな初速が得られ、地上での加速に要する機体内の
燃料消費を節約することができると共に、離陸重量を支
持し得る強度で大重量の脚が不要となるので、飛翔体の
離陸重量および機体重量の軽減、あるいはペイロードの
増加を実現することができる。
【0033】また、この発明の飛翔体の加速装置は、レ
ーザ光加熱式のジェットエンジンを用いていることか
ら、当然繰り返し使用されるもので、緊急停止も可能で
あり、推進剤としては様々なものが適用可能であって、
安価なものや環境に対して無害なものを選ぶことができ
ると共に、軌道を損傷させるような心配が無く、さらに
は、軌道によって台車の直進性が保たれるので、レーザ
光照射機構によるレーザ光照射の制御に容易に対処する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による飛翔体の加速装置を
飛翔体の離陸過程とともに説明する側面図である。
【図2】図1中の離陸開始位置における台車および飛翔
体を説明する側面図である。
【図3】図2中の台車および飛翔体を後方から見た状態
で説明する正面図である。
【図4】レーザ光導入部およびジェットエンジンを説明
する断面図である。
【図5】飛翔体と台車の間に設けた連結装置の結合状態
(A)、分離した状態(B)、およびフックを引上げる
状態(C)を示す説明図である。
【図6】レーザ光照射機構を説明する断面図である。
【図7】照射用鏡の一部を示す正面図である。
【図8】照射用鏡を構成するセグメントを示す斜視図で
ある。
【図9】照射用鏡によるレーザ光の反射状態を示す説明
図である。
【符号の説明】
1 飛翔体 2 軌道 3 台車 4 レーザ光照射機構 6 レーザ光導入部 7 ジェットエンジン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−224900(JP,A) 特開 平2−6297(JP,A) 特開 平3−221796(JP,A) 特開 昭62−37300(JP,A) 特開 平4−103498(JP,A) 特開 昭63−212772(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B64G 5/00 B64F 1/10 F41B 6/00 F02K 7/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軌道に沿って案内される飛翔体搭載用の
    台車に、レーザ光により推進剤を加熱して推力を得るジ
    ェットエンジンと、台車前方向からのレーザ光を受ける
    レーザ光導入部を備え、前記軌道の途中に、レーザ光照
    射機構を備えたことを特徴とする飛翔体の加速装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7232092B2 (en) 2003-10-20 2007-06-19 Central Japan Rallway Company Flying vehicle-launching apparatus and method
US8028953B2 (en) 2005-10-12 2011-10-04 Central Japan Railway Company Accelerating device

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042007A (ja) * 2001-07-26 2003-02-13 Hamamatsu Photonics Kk エネルギー発生装置及びエネルギー発生方法
JP4880795B1 (ja) * 2011-05-20 2012-02-22 英治 川西 発着艦機と離艦装備と船体減揺装備
RU2618558C1 (ru) * 2016-01-25 2017-05-04 Асхат Абрарович Гарафутдинов Устройство запуска ракет с лазерным ракетным двигателем
CN107054680A (zh) * 2017-01-21 2017-08-18 秦赵修 内置轨道的模拟平流层低风阻管道
CN111216915B (zh) * 2018-11-26 2021-07-09 韩伟立 助推弹射装置
CN110406698B (zh) * 2019-07-24 2020-05-08 中国人民解放军海军工程大学 一种基于电磁推射的航天发射系统及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7232092B2 (en) 2003-10-20 2007-06-19 Central Japan Rallway Company Flying vehicle-launching apparatus and method
US7594624B2 (en) 2003-10-20 2009-09-29 Central Japan Railway Company Flying vehicle-launching apparatus and method
US8028953B2 (en) 2005-10-12 2011-10-04 Central Japan Railway Company Accelerating device

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