JP3081964B2 - 航宙船の推進剤タンクが空になつた瞬間を検知するためのシステム - Google Patents
航宙船の推進剤タンクが空になつた瞬間を検知するためのシステムInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軌道上にある宇宙船（人工衛星や宇宙船）
の推進剤タンクに、僅かな所定の量の推進剤しか残って
いない瞬間を検知するためのシステムに関するものであ
る。
の推進剤タンクに、僅かな所定の量の推進剤しか残って
いない瞬間を検知するためのシステムに関するものであ
る。
宇宙船の船上で残っている推進剤の量を認識すること
は、宇宙空間での任務を確実に展開するために重要であ
り、特に、その終期においては新たな赤道上静止軌道に
宇宙船を乗せるための操作などを遂行しなければならな
いために、軌道修正用の最終的推進剤が足りなかったり
すれば、商業的な採算を全て断念しなければならないこ
とも有り得るのである。
は、宇宙空間での任務を確実に展開するために重要であ
り、特に、その終期においては新たな赤道上静止軌道に
宇宙船を乗せるための操作などを遂行しなければならな
いために、軌道修正用の最終的推進剤が足りなかったり
すれば、商業的な採算を全て断念しなければならないこ
とも有り得るのである。
このように、船上の推進剤の量を算定しなければなら
ない問題は、過去20年間に亘って宇宙船（ロケット）を
現実に打ち上げて以来、現在でも難しいものであり、そ
のための数々の方法が提案され採用されてきた。これら
の方法は、測定が重力の場でなされる限りにおいては概
して良い結果が得られるのである。しかしながら、従来
の方法は無重力状態の環境下では余り満足のいかいな
い、あるいは決して満足のいかないと言った結果しかも
たらしていなかった。何故ならば、かかる無重力状態に
おける極めて重要な問題は、推進剤が果して推進剤タン
クのどこの部分に残っているのかを厳密な精度を以て知
ることが不可能であると言うことである。即ち、宇宙空
間の無重力状態下では液体推進剤もタンクの中で自由に
浮遊しているため、地上におけるように簡単には残量が
確認できないのである。
ない問題は、過去20年間に亘って宇宙船（ロケット）を
現実に打ち上げて以来、現在でも難しいものであり、そ
のための数々の方法が提案され採用されてきた。これら
の方法は、測定が重力の場でなされる限りにおいては概
して良い結果が得られるのである。しかしながら、従来
の方法は無重力状態の環境下では余り満足のいかいな
い、あるいは決して満足のいかないと言った結果しかも
たらしていなかった。何故ならば、かかる無重力状態に
おける極めて重要な問題は、推進剤が果して推進剤タン
クのどこの部分に残っているのかを厳密な精度を以て知
ることが不可能であると言うことである。即ち、宇宙空
間の無重力状態下では液体推進剤もタンクの中で自由に
浮遊しているため、地上におけるように簡単には残量が
確認できないのである。
推進剤タンクの推進剤残量を測定するために最も一般
的に用いられる手法とは、気体の法則に基づいており、
圧力と温度の測定を行なうことからなっている。優れた
精度をもたらすことのできる方法は、与えられた一定の
時間内で消費された推進剤の量を記録し、最初からあっ
た推進剤の量からこの消費量を差し引くものである。し
かし、この方法は短い周期における測定には満足のいく
結果をもたらすのであるが、最初に存在していた推進剤
の量を認識していなければならないことが要求される。
推進剤タンクに入れられた最初の量は、単一な推進剤を
用いる推進システムにおいて簡単に確定することができ
るものであるが、２種類の推進剤を用いるシステムでは
混合の正確な割合が絡んでくるため、最初の量を知るこ
と自体が極めて難しいこととなってくる。
的に用いられる手法とは、気体の法則に基づいており、
圧力と温度の測定を行なうことからなっている。優れた
精度をもたらすことのできる方法は、与えられた一定の
時間内で消費された推進剤の量を記録し、最初からあっ
た推進剤の量からこの消費量を差し引くものである。し
かし、この方法は短い周期における測定には満足のいく
結果をもたらすのであるが、最初に存在していた推進剤
の量を認識していなければならないことが要求される。
推進剤タンクに入れられた最初の量は、単一な推進剤を
用いる推進システムにおいて簡単に確定することができ
るものであるが、２種類の推進剤を用いるシステムでは
混合の正確な割合が絡んでくるため、最初の量を知るこ
と自体が極めて難しいこととなってくる。
別の公知の手法は、本件出願人によって提案されたも
のであって、これは、与圧ガスの圧力を測定して、推進
剤タンクを再度加圧するために残留ガスを利用すること
からなるものである。この方法は、２種類の推進剤を用
いるシステムの場合においても、残留する推進剤の量を
高い精度を以て算定することができるものである。しか
しながら、圧力の測定は宇宙船の任務を通じて、いかな
るときでも行なうことができるものであって、少なくと
も宇宙船を新たな軌道に乗せることができるに充分な推
進剤が推進剤タンクに残っているということは保証する
ことができない。実際に、地球に対して静止した新たな
軌道に乗せる場合には、宇宙船の高度を上げるために、
一定量の推進剤と加圧ガスが必要となってくることは周
知である。例えば、オリンパス（Olympus）型の人工衛
星の高度を100km上昇させるために必要とされる推進剤
の量は、おおざっぱに見積もって1.5kg位とされてい
る。このような量は、沢山の推進剤を満たんにした宇宙
船の推進剤タンクの容量に比べると非常に小さなもので
ある。しかしながら最も好ましい採算で航行を行なうこ
とを念頭におきながら宇宙船を飛行させ、しかも時期尚
早にて任務を遂行できないものとならぬよう切望するの
であれば、宇宙船の寿命のためにも残留推進剤の量を正
確にコントロールできることが不可欠となってくる。
のであって、これは、与圧ガスの圧力を測定して、推進
剤タンクを再度加圧するために残留ガスを利用すること
からなるものである。この方法は、２種類の推進剤を用
いるシステムの場合においても、残留する推進剤の量を
高い精度を以て算定することができるものである。しか
しながら、圧力の測定は宇宙船の任務を通じて、いかな
るときでも行なうことができるものであって、少なくと
も宇宙船を新たな軌道に乗せることができるに充分な推
進剤が推進剤タンクに残っているということは保証する
ことができない。実際に、地球に対して静止した新たな
軌道に乗せる場合には、宇宙船の高度を上げるために、
一定量の推進剤と加圧ガスが必要となってくることは周
知である。例えば、オリンパス（Olympus）型の人工衛
星の高度を100km上昇させるために必要とされる推進剤
の量は、おおざっぱに見積もって1.5kg位とされてい
る。このような量は、沢山の推進剤を満たんにした宇宙
船の推進剤タンクの容量に比べると非常に小さなもので
ある。しかしながら最も好ましい採算で航行を行なうこ
とを念頭におきながら宇宙船を飛行させ、しかも時期尚
早にて任務を遂行できないものとならぬよう切望するの
であれば、宇宙船の寿命のためにも残留推進剤の量を正
確にコントロールできることが不可欠となってくる。
したがって本発明の目的は、上記の問題を解決するべ
く、残留推進剤の量が所定の水準まで落ちた瞬間を測定
できるシステムを提供することにある。
く、残留推進剤の量が所定の水準まで落ちた瞬間を測定
できるシステムを提供することにある。
そのため本発明によるシステムは、メイン推進剤タン
クの流出口に取り付けられた特別の装置を用いることか
らなる。前記装置は表面張力によるガストラップからな
っており、本発明は、該装置の入り口でガスの気泡が発
生するのを検知して検知信号を発振することからなり、
前記検知信号がメイン推進剤タンクが空になったことを
示すことを特徴とする宇宙船のメイン推進剤タンクが空
になった瞬間を検知するための方法である。
クの流出口に取り付けられた特別の装置を用いることか
らなる。前記装置は表面張力によるガストラップからな
っており、本発明は、該装置の入り口でガスの気泡が発
生するのを検知して検知信号を発振することからなり、
前記検知信号がメイン推進剤タンクが空になったことを
示すことを特徴とする宇宙船のメイン推進剤タンクが空
になった瞬間を検知するための方法である。
また前記方法を実施するために、本発明は表面張力に
よって推進剤を管理する装置を具備する小さいタンクを
設けたものであって、該タンクは細かい網目の格子によ
り二つのコンパートメントに分けられており、第１のコ
ンパートメントはメイン推進剤タンクの内部容積と連通
し、第２のコンパートメントは宇宙船推進剤を供給する
パイプラインに結合されている。また、小さいタンクを
メイン推進剤タンクの内部に設ける場合は、細かい網目
の格子よりなる第１の隔壁と、より細かい網目の格子よ
りなる第２の隔壁とを設ける。このようにして本発明
は、宇宙船のエンジンに推進剤を供給するための方法と
装置を提供するものである。
よって推進剤を管理する装置を具備する小さいタンクを
設けたものであって、該タンクは細かい網目の格子によ
り二つのコンパートメントに分けられており、第１のコ
ンパートメントはメイン推進剤タンクの内部容積と連通
し、第２のコンパートメントは宇宙船推進剤を供給する
パイプラインに結合されている。また、小さいタンクを
メイン推進剤タンクの内部に設ける場合は、細かい網目
の格子よりなる第１の隔壁と、より細かい網目の格子よ
りなる第２の隔壁とを設ける。このようにして本発明
は、宇宙船のエンジンに推進剤を供給するための方法と
装置を提供するものである。
〔作用〕 このような方法並びに装置を採用することによって、
宇宙空間の無重力状態においても推進剤の表面張力と与
圧ガスの特性を利用して、宇宙船の軌道修正のために最
後に用いられる推進剤の量を適確に把握することが可能
となる。
宇宙空間の無重力状態においても推進剤の表面張力と与
圧ガスの特性を利用して、宇宙船の軌道修正のために最
後に用いられる推進剤の量を適確に把握することが可能
となる。
以下、本発明の実施例を示す添付の図面に沿って詳し
く説明する。
く説明する。
先ず第１図について説明するが、この図面には符号１
にて示される宇宙船のメイン推進剤タンクと、符号４が
付された補助推進剤タンクが描かれている。符号５と６
はそれぞれゲート弁を示しており、また符号７は宇宙船
のエンジンに推進剤を供給するパイプを指している。メ
イン推進剤タンク１は、それ自体は公知の表面張力を利
用した自動推進剤管理装置（図示せず）を具備してい
る。本発明による方法の原理は、メイン推進剤タンク１
の流出口近傍で与圧によってガスの気泡が発生するのを
検知し、そのとき補助推進剤タンク４から宇宙船のエン
ジンに推進剤を供給することからなっている。補助推進
剤タンク４には宇宙船を新たな赤道上静止軌道に乗せる
ためにエンジンを操作するのに充分な量の推進剤が満た
されている。
にて示される宇宙船のメイン推進剤タンクと、符号４が
付された補助推進剤タンクが描かれている。符号５と６
はそれぞれゲート弁を示しており、また符号７は宇宙船
のエンジンに推進剤を供給するパイプを指している。メ
イン推進剤タンク１は、それ自体は公知の表面張力を利
用した自動推進剤管理装置（図示せず）を具備してい
る。本発明による方法の原理は、メイン推進剤タンク１
の流出口近傍で与圧によってガスの気泡が発生するのを
検知し、そのとき補助推進剤タンク４から宇宙船のエン
ジンに推進剤を供給することからなっている。補助推進
剤タンク４には宇宙船を新たな赤道上静止軌道に乗せる
ためにエンジンを操作するのに充分な量の推進剤が満た
されている。
本発明によれば、表面張力装置２がメイン推進剤タン
ク１とパイプ７の間に介在されているが、この装置は与
圧ガスを捕獲するためのものであって、細かい網目の格
子21（例えば10ミクロンの格子）を組み込んだ小さいタ
ンク28で構成されている。図示したように細かい網目の
格子21は小さいタンク28を２つのコンパートメント22と
23とに分割している。コンパートメント22および23には
通常は上方のメイン推進剤タンク１から送られる液体推
進剤が充填されている。コンパートメント22内では与圧
ガスによって圧力が発生し、液体推進剤は先ず細かい網
目の格子21を貫通して流れていくが、ガスが網目の格子
21を貫通しながらコンパートメント23内に侵入するの
は、コンパートメント22側で網目の格子21と接触する液
体推進剤がないときだけである。何れのタイプでも構わ
ないが、センサー３が装置に取り付けられていて、メイ
ン推進剤タンク１から送られてくるガスの気泡がコンパ
ートメント22に溜められた瞬間を検知するようになって
いる。
ク１とパイプ７の間に介在されているが、この装置は与
圧ガスを捕獲するためのものであって、細かい網目の格
子21（例えば10ミクロンの格子）を組み込んだ小さいタ
ンク28で構成されている。図示したように細かい網目の
格子21は小さいタンク28を２つのコンパートメント22と
23とに分割している。コンパートメント22および23には
通常は上方のメイン推進剤タンク１から送られる液体推
進剤が充填されている。コンパートメント22内では与圧
ガスによって圧力が発生し、液体推進剤は先ず細かい網
目の格子21を貫通して流れていくが、ガスが網目の格子
21を貫通しながらコンパートメント23内に侵入するの
は、コンパートメント22側で網目の格子21と接触する液
体推進剤がないときだけである。何れのタイプでも構わ
ないが、センサー３が装置に取り付けられていて、メイ
ン推進剤タンク１から送られてくるガスの気泡がコンパ
ートメント22に溜められた瞬間を検知するようになって
いる。
センサー３は、前述したようにコンパートメント22に
ガスが溜まったことを検知して電気信号を発振するもの
であれば適宜なものを選択して装備することが可能であ
る。即ち、熱を検知するタイプや、容量型センサー、超
音波による検知センサー、或いはアコースティック型の
モードなど様々なものを採用することができる。これら
のうち、典型的なタイプの実施例を以下に説明する。
ガスが溜まったことを検知して電気信号を発振するもの
であれば適宜なものを選択して装備することが可能であ
る。即ち、熱を検知するタイプや、容量型センサー、超
音波による検知センサー、或いはアコースティック型の
モードなど様々なものを採用することができる。これら
のうち、典型的なタイプの実施例を以下に説明する。
センサー３によって発振された電気信号は、ゲート弁
５の閉塞と、補助推進剤タンク４からの供給パイプに具
備されているゲート弁６の開放を制御するために用いら
れる。而して、補助推進剤タンク４に満たされた液体推
進剤はゲート弁６を通過してパイプ７に合流して、矢印
方向の宇宙船のエンジンに供給される。補助推進剤タン
ク４の容量は周知の大きさであり、宇宙船を新たな赤道
上静止軌道に乗せる迄の操作を安全に遂行するために、
センサー３がガスを検知した瞬間から宇宙船は猶も充分
な量の推進剤を自由に使えるようになっている。
５の閉塞と、補助推進剤タンク４からの供給パイプに具
備されているゲート弁６の開放を制御するために用いら
れる。而して、補助推進剤タンク４に満たされた液体推
進剤はゲート弁６を通過してパイプ７に合流して、矢印
方向の宇宙船のエンジンに供給される。補助推進剤タン
ク４の容量は周知の大きさであり、宇宙船を新たな赤道
上静止軌道に乗せる迄の操作を安全に遂行するために、
センサー３がガスを検知した瞬間から宇宙船は猶も充分
な量の推進剤を自由に使えるようになっている。
本発明に従って設けられる表面張力装置２は、種々の
実施例に従って製造することができる。その１つが第２
図に概略的に示してあるが、この実施例ではコンパート
メント23自体が補助推進剤タンク４を構成している。与
圧ガスは細かい網目の格子21を貫通する前にコンパート
メント22内に溜まり、ガスが溜まったことをセンサー３
或いは適当な検知器が検知する。ガスがコンパートメン
ト22の内部に存在することが検知された瞬間、宇宙船は
コンパートメント23或いは補助推進剤タンク４に含まれ
た一定量の推進剤を自由に使って軌道修正操作を行うこ
とができる。表面張力装置２を構成するタンクの出口か
らは、通常のフィルター24を介して推進剤供給パイプ７
に推進剤が供給される。
実施例に従って製造することができる。その１つが第２
図に概略的に示してあるが、この実施例ではコンパート
メント23自体が補助推進剤タンク４を構成している。与
圧ガスは細かい網目の格子21を貫通する前にコンパート
メント22内に溜まり、ガスが溜まったことをセンサー３
或いは適当な検知器が検知する。ガスがコンパートメン
ト22の内部に存在することが検知された瞬間、宇宙船は
コンパートメント23或いは補助推進剤タンク４に含まれ
た一定量の推進剤を自由に使って軌道修正操作を行うこ
とができる。表面張力装置２を構成するタンクの出口か
らは、通常のフィルター24を介して推進剤供給パイプ７
に推進剤が供給される。
別の実施例が第３図に示してあるが、この実施例は毛
細管現象によって機能する装置に関するものであって、
メイン推進剤タンク１自体に工夫が凝らされている。即
ち、図面からも明らかな通り、メイン推進剤タンク１の
内部にコンパートメント29が形成されており、細かい網
目（例えば20ミクロン）の格子25を介してメイン推進剤
タンク１の内部空間と連通している。該コンパートメン
ト29は同様にしてパイプ27によってもメイン推進剤タン
ク１の内部空間と連通しているが、パイプ27には同様に
細かい網目（例えば10ミクロン）の格子26が組み込まれ
ている。これら２つの異なる微細な格子25と26によっ
て、メイン推進剤タンク１に推進剤が空になったとき
に、与圧ガスが目の粗い格子25だけを通って、しかもゆ
っくりとコンパートメント29に流入するようになる。そ
して与圧ガスがパイプ27から流入するのはコンパートメ
ント29が空のときだけなのである。第4A図〜第4D図は、
コンパートメント29にガスが溜まって行く幾つかの典型
的な過程を示したものである。即ち、第4A図はコンパー
トメント29に液体推進剤が満たされている状態を示して
おり、第4B図はコンパートメント29の内部に発生するガ
スポケット20を示しており、また第4C図はコンパートメ
ント29が殆ど液体推進剤を含んでいない状態を示してお
り、そして第4D図はコンパートメント29が完全に与圧ガ
スによって占められた状態を示すものである。適宜なタ
イプのセンサー３は、ガスがコンパートメント29に発生
した瞬間を検知することが可能である。第３図に示した
実施例は、メイン推進剤タンク１自体の内部に補助推進
剤タンクの設備を設けることができるものであり、該補
助推進剤タンクはパイプ27に接続される。
細管現象によって機能する装置に関するものであって、
メイン推進剤タンク１自体に工夫が凝らされている。即
ち、図面からも明らかな通り、メイン推進剤タンク１の
内部にコンパートメント29が形成されており、細かい網
目（例えば20ミクロン）の格子25を介してメイン推進剤
タンク１の内部空間と連通している。該コンパートメン
ト29は同様にしてパイプ27によってもメイン推進剤タン
ク１の内部空間と連通しているが、パイプ27には同様に
細かい網目（例えば10ミクロン）の格子26が組み込まれ
ている。これら２つの異なる微細な格子25と26によっ
て、メイン推進剤タンク１に推進剤が空になったとき
に、与圧ガスが目の粗い格子25だけを通って、しかもゆ
っくりとコンパートメント29に流入するようになる。そ
して与圧ガスがパイプ27から流入するのはコンパートメ
ント29が空のときだけなのである。第4A図〜第4D図は、
コンパートメント29にガスが溜まって行く幾つかの典型
的な過程を示したものである。即ち、第4A図はコンパー
トメント29に液体推進剤が満たされている状態を示して
おり、第4B図はコンパートメント29の内部に発生するガ
スポケット20を示しており、また第4C図はコンパートメ
ント29が殆ど液体推進剤を含んでいない状態を示してお
り、そして第4D図はコンパートメント29が完全に与圧ガ
スによって占められた状態を示すものである。適宜なタ
イプのセンサー３は、ガスがコンパートメント29に発生
した瞬間を検知することが可能である。第３図に示した
実施例は、メイン推進剤タンク１自体の内部に補助推進
剤タンクの設備を設けることができるものであり、該補
助推進剤タンクはパイプ27に接続される。
このようにして、前述した如く本発明の表面張力によ
るガス捕獲機構にガスの気泡が到達したことを第１図，
第２図および第３図に共通した符号３を以って示したセ
ンサーが検知する。前述したように、このセンサー３は
様々な実施例に従って構成することが可能である。その
１例が第５図に示されている。この図面には、ガスの捕
獲機構として第１図に示した実施例を用いている場合が
描かれている。小さいタンク28よりなる表面張力装置２
は、細かい網目の格子21によって２つのコンパートメン
ト22と23に分割されている。この実施例では、推進剤は
コンデンサーの誘電体として用いられており、この箇所
にガスの気泡が到達すると、気泡が誘電体内で生起させ
る変化によってその侵入が検知される。絶縁された電極
11がコンパートメント22の内部に配置され、タンク28の
壁面12と共に電気コンデンサーを形成する。ここでコン
パートメント22内の液体推進剤が該コンデンサーの誘電
体の役割を果たす訳である。このような電極11は当業者
にとっては様々な手法で製造することが出来、小さいタ
ンク28に適合するように適当な形状とされる。第５図に
は実施例の１つとして湾曲したプレート状のものが示し
てある。電極11と壁面12の対向する電極によって形成さ
れるコンデンサーは発振回路13に接続される。このコン
デンサーの容量値は、小さいタンク28の過剰な容量と電
極11のアセンブル固定容量およびタンク壁面12との間の
容量の組み合わせである。電極11が液体推進剤で覆われ
ているとき、壁面12の対向電極と共に形成するコンデン
サーは、発振回路13から発振される第１の周波数を決定
する第１の値を有している。ガスがコンパートメント22
を通って電極11に達した際に、コンデンサーを構成する
電極11と壁面12との間の容量は誘電体の変質に従って変
化する。このような容量変化が、結果的に発振回路の周
波数を変化させるが、かかる変化は迅速に且つ有効に行
われる。そのため発振回路13の周波数を測定するべく配
置された制御装置14は、容量変化を検知すると共に、結
果的にはメイン推進剤タンク（ゲート弁５の上段に接続
されている）で推進剤が空になった瞬間を検知し、第１
図に示すようにそこでガスが宇宙船のエンジンに到達し
ないようにゲート弁５を閉じる一方、エンジンに液体推
進剤を供給するために補助推進剤タンク４を開けるよう
に制御するための信号CSを発振する。
るガス捕獲機構にガスの気泡が到達したことを第１図，
第２図および第３図に共通した符号３を以って示したセ
ンサーが検知する。前述したように、このセンサー３は
様々な実施例に従って構成することが可能である。その
１例が第５図に示されている。この図面には、ガスの捕
獲機構として第１図に示した実施例を用いている場合が
描かれている。小さいタンク28よりなる表面張力装置２
は、細かい網目の格子21によって２つのコンパートメン
ト22と23に分割されている。この実施例では、推進剤は
コンデンサーの誘電体として用いられており、この箇所
にガスの気泡が到達すると、気泡が誘電体内で生起させ
る変化によってその侵入が検知される。絶縁された電極
11がコンパートメント22の内部に配置され、タンク28の
壁面12と共に電気コンデンサーを形成する。ここでコン
パートメント22内の液体推進剤が該コンデンサーの誘電
体の役割を果たす訳である。このような電極11は当業者
にとっては様々な手法で製造することが出来、小さいタ
ンク28に適合するように適当な形状とされる。第５図に
は実施例の１つとして湾曲したプレート状のものが示し
てある。電極11と壁面12の対向する電極によって形成さ
れるコンデンサーは発振回路13に接続される。このコン
デンサーの容量値は、小さいタンク28の過剰な容量と電
極11のアセンブル固定容量およびタンク壁面12との間の
容量の組み合わせである。電極11が液体推進剤で覆われ
ているとき、壁面12の対向電極と共に形成するコンデン
サーは、発振回路13から発振される第１の周波数を決定
する第１の値を有している。ガスがコンパートメント22
を通って電極11に達した際に、コンデンサーを構成する
電極11と壁面12との間の容量は誘電体の変質に従って変
化する。このような容量変化が、結果的に発振回路の周
波数を変化させるが、かかる変化は迅速に且つ有効に行
われる。そのため発振回路13の周波数を測定するべく配
置された制御装置14は、容量変化を検知すると共に、結
果的にはメイン推進剤タンク（ゲート弁５の上段に接続
されている）で推進剤が空になった瞬間を検知し、第１
図に示すようにそこでガスが宇宙船のエンジンに到達し
ないようにゲート弁５を閉じる一方、エンジンに液体推
進剤を供給するために補助推進剤タンク４を開けるよう
に制御するための信号CSを発振する。
検知の精度は発振周波数に関連しており、時間内の検
知信頼度は発振回路の安定性にのみ依存している。約10
0kHzまでの周波数帯域内で動作する発振回路は、満足の
いく検知精度を提供することが確認された。発振回路13
は、例えばシュミットトリガー回路の如き推進剤の涸渇
によるタンク内の容量変化を示す信号ｆを生ずる簡単な
集積回路を採用することができる。制御装置14は当業者
には周知のものを組み込めば充分である。
知信頼度は発振回路の安定性にのみ依存している。約10
0kHzまでの周波数帯域内で動作する発振回路は、満足の
いく検知精度を提供することが確認された。発振回路13
は、例えばシュミットトリガー回路の如き推進剤の涸渇
によるタンク内の容量変化を示す信号ｆを生ずる簡単な
集積回路を採用することができる。制御装置14は当業者
には周知のものを組み込めば充分である。
以上、本発明の原理を説明するために添付の図面に沿
って説明したが、これらの実施例にのみに本発明が限定
されるものではなく、その他の適宜な変更または修正を
施しても特許請求の範囲内に含まれると見做されること
は勿論である。
って説明したが、これらの実施例にのみに本発明が限定
されるものではなく、その他の適宜な変更または修正を
施しても特許請求の範囲内に含まれると見做されること
は勿論である。
本発明によれば、最後に残っている推進剤の量を優れ
た精度を以って知ることができ、宇宙船を新たな静止軌
道上に乗せる前の操作を安全に遂行する瞬間を正確に決
定することが可能となる。
た精度を以って知ることができ、宇宙船を新たな静止軌
道上に乗せる前の操作を安全に遂行する瞬間を正確に決
定することが可能となる。
第１図は本発明による方法を実施するために用いられる
宇宙船の推進剤供給設備を概略的に示す説明図であり、
第２図は本発明の方法で用いられ得る装置の一実施例を
概略的に示す説明図、第３図は装置の別の実施例を概略
的に示す説明図であり、第4A図乃至第4D図は第３図に示
した装置においてガスが徐々に溜まって行く段階を示す
説明図、第５図は本発明の方法を実施するために用いる
ことができる検知装置の一例を概略的に示すブロック図
である。 １……メイン推進剤タンク， ２……表面張力装置,3……センサー， ４……補助推進剤タンク,5,6……ゲート弁， 7,27……パイプ,11……電極， 13……発振回路,14……制御装置， 20……ガスポケット,21,25,26……格子， 22,23……コンパートメント， 24…フィルター 28……小さいタンク 29……コンパートメント
宇宙船の推進剤供給設備を概略的に示す説明図であり、
第２図は本発明の方法で用いられ得る装置の一実施例を
概略的に示す説明図、第３図は装置の別の実施例を概略
的に示す説明図であり、第4A図乃至第4D図は第３図に示
した装置においてガスが徐々に溜まって行く段階を示す
説明図、第５図は本発明の方法を実施するために用いる
ことができる検知装置の一例を概略的に示すブロック図
である。 １……メイン推進剤タンク， ２……表面張力装置,3……センサー， ４……補助推進剤タンク,5,6……ゲート弁， 7,27……パイプ,11……電極， 13……発振回路,14……制御装置， 20……ガスポケット,21,25,26……格子， 22,23……コンパートメント， 24…フィルター 28……小さいタンク 29……コンパートメント
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−146141（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−89500（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−12500（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開113622（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B64G 1/42
Claims (4)
- 【請求項１】宇宙船のメイン推進剤タンクが空になる瞬
間を決定し、新しい軌道に宇宙船を乗せるために補助推
進剤タンクから推進剤供給を開始する方法であって、該
方法は、 表面張力装置をメイン推進剤タンク出口に結合し； 表面張力装置の入口に出現する気泡を検出し； 気泡の検出に対応して涸渇検出信号を生ぜしめ；そして 新しい軌道に宇宙船を乗せるに充分な量の推進剤を供給
するために、該涸渇検出信号を用いることによって補助
推進剤タンクの出口でバルブを制御する 各工程よりなるもの。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の方法であっ
て、該表面張力装置（２）は、内部空間を２つのコンパ
ートメント（22,23）に分割するための微細な網目の格
子（21）を有する小さいタンク（28）よりなり、該コン
パートメントの第１（22）をメイン推進剤タンク（１）
の外部に結合し、該コンパートメントの第２（23）を宇
宙船推進剤を供給するために推進剤パイプライン（７）
に結合し、そして該第１のコンパートメント（22）内の
気泡の存在を検出するためのセンサー手段（３）が設け
られていて、表面張力装置（２）による気泡検出がなさ
れることを特徴とするもの。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載の方法であっ
て、宇宙船を再度軌道に乗せる操縦を可能にするに充分
なあらかじめ定められた容量を有する補助推進剤タンク
として、該第２のコンパートメント（23）を使用するこ
とを特徴とするもの。 - 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載の方法であっ
て、更に第１のコンパートメント（22）の内部に第１の
電極（11）を設け、表面張力装置（２）の小さいタンク
（28）の壁（12）を第２の電極として使用し、該第１及
び第２の電極（11,12）を発振器回路（13）に結合し、
該コンパートメント（22）内に含まれる推進剤を該第１
と該第２の電極（11,12）よりなる電気的コンデンサー
用の誘電体として使用し、そして、それによって発振器
の周波数の変化が該コンパートメント（22）内の気泡の
発現を示すようにすることを特徴とするもの。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP01214743A Expired - Fee Related JP3081964B2 (ja) | 1988-08-22 | 1989-08-21 | 航宙船の推進剤タンクが空になつた瞬間を検知するためのシステム |
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| US6305219B1 (en) * | 1998-01-13 | 2001-10-23 | The Boeing Company | Method for determining liquid quantity in microgravity using fluid dynamic positioning |
| US6113032A (en) * | 1998-02-25 | 2000-09-05 | Kistler Aerospace Corporation | Delivering liquid propellant in a reusable booster stage |
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| JP2010132188A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Ihi Corp | 液体用タンク |
| DE102009019002B3 (de) * | 2009-04-16 | 2010-11-25 | Astrium Gmbh | Blasenfalle für Treibstofftanks in Raumflugkörpern |
| JP4648480B1 (ja) * | 2009-11-24 | 2011-03-09 | 義知 徳重 | 灰皿と蓋 |
| US8620603B1 (en) | 2011-03-11 | 2013-12-31 | The Boeing Company | Fluid level sensing |
| US8781652B2 (en) | 2012-07-27 | 2014-07-15 | Linquest Corporation | Estimation of propellant remaining in a satellite |
| FR3014503B1 (fr) * | 2013-12-11 | 2016-01-01 | Snecma | Systeme de regulation de debit ameliore pour l'alimentation en fluide propulseur d'un propulseur electrique de vehicule spatial |
| FR3068082B1 (fr) * | 2017-06-22 | 2019-08-09 | Airbus Safran Launchers Sas | Reservoir ameliore pour moteur d'engin spatial |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3389602A (en) * | 1964-04-20 | 1968-06-25 | Industrial Nucleonics Corp | Fuel gauging system for weightless tankages |
| US4272257A (en) * | 1976-12-06 | 1981-06-09 | Hughes Aircraft Company | Liquid-vapor separator |
| FR2484961A1 (fr) * | 1980-06-20 | 1981-12-24 | Europ Propulsion | Reservoir a tension superficielle |
| DE3146262A1 (de) * | 1981-11-21 | 1983-05-26 | Erno-Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen | "treibstofftank" |
| US4715399A (en) * | 1984-10-29 | 1987-12-29 | Jaekle Jr Don E | Liquid-propellant management system for rockets and space vehicles |
| US4743278A (en) * | 1986-06-16 | 1988-05-10 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Passive propellant management system |
| US4768541A (en) * | 1986-11-03 | 1988-09-06 | Martin Marietta Corporation | Means of expelling parallel tanks to low residuals |
| US4898030A (en) * | 1988-04-05 | 1990-02-06 | Ford Aerospace Corporation | Propellant remaining gaging system |
-
1988
- 1988-08-22 FR FR8811236A patent/FR2635499B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-08-21 US US07/396,422 patent/US5064153A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-21 JP JP01214743A patent/JP3081964B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5064153A (en) | 1991-11-12 |
| FR2635499A1 (fr) | 1990-02-23 |
| FR2635499B1 (fr) | 1993-08-13 |
| JPH03114997A (ja) | 1991-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |