JP3143655B2 - ラムジェット - Google Patents

ラムジェット

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JP3143655B2
JP3143655B2 JP05162631A JP16263193A JP3143655B2 JP 3143655 B2 JP3143655 B2 JP 3143655B2 JP 05162631 A JP05162631 A JP 05162631A JP 16263193 A JP16263193 A JP 16263193A JP 3143655 B2 JP3143655 B2 JP 3143655B2
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JP
Japan
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cover
port
ramjet
air intake
intake pipe
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JP05162631A
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浪之介 久保田
水 春 雄 清
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、飛翔体の飛翔推力を
得るのに利用するラムジェットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上記したラムジェットとしては、
例えば、図4および図5に示すものがある。
【0003】図4に示すように、このラムジェット51
は、ブースタ推進薬52を装填した主燃焼室53と、ブ
ースタ推進薬52の燃焼終了後に燃焼して燃料過多の可
燃ガスを発生するサステーナ推進薬54を装填した可燃
ガス発生室55を備えており、可燃ガス発生室55は主
燃焼室53の前方に設けられて、ガスノズル56を介し
て主燃焼室53に連通している。
【0004】主燃焼室53の前部の外周には円周方向の
複数ケ所にポート53aを備えており、これらのポート
53aには、サステーナ推進薬54の燃焼により生じて
ガスノズル56から噴出する可燃ガスの燃焼に必要な空
気を圧縮して主燃焼室53に導入する空気取入管57が
各々接続させてある。前記ポート53aは、ブースタ推
進薬52の燃焼時においてポートカバー58により閉塞
されると共にブースタ推進薬52の燃焼終了に合わせて
ポートカバー58を破砕して除去することによって開放
されるようになっている。
【0005】このポートカバー58は、図5に示すよう
に、セラミックスよりなるプレート58aの空気取入管
57側の面に破砕火薬58bを積層してなるものとして
あり、この破砕火薬58bに接触させて設けた雷管59
に点火線60を介して電源を供給し、破砕火薬58bを
爆発させることにより破砕するようになっている。
【0006】また、主燃焼室53の後端部にはブースタ
推進薬52の燃焼時にノズルとして機能しかつ燃焼終了
と同時に主燃焼室53から切り離されるブースタノズル
61と、サステーナ推進薬54の燃焼により生じた可燃
ガスの主燃焼室53における燃焼時(いわゆる2次燃焼
時)にノズルとして機能するラムノズル62とが同心状
に設けてある。
【0007】なお、上記したポートカバー58を有する
ラムジェット51に類するものとしては、例えば、19
80年 6月30日〜7月2日に 米国コネチカット州
ハートフォード で開催された AIAA/SAE/
ASME 16th JOINT PROPULSIO
N CONFERENCE の配布資料 「80−1279 Advanced Integral Rocket Ramjet Port Cover Development」 に記載のものが知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来のラムジェット51にあっては、ポートカバー58が
セラミックスよりなるプレート58aの空気取入管57
側の面に破砕火薬58bを積層させてなるものとしてあ
ることから、ブースタ推進薬52が燃焼してポート53
aを閉塞している間は、このポートカバー58の破砕火
薬58bが、空気取入管57に入り込んで圧縮されて高
温となった空気に晒されるため、ブースタ推進薬52の
燃焼終了前に、破砕火薬58bが発火してしまうことが
ないとは言えないという問題点があった。
【0009】また、ポートカバー58を破砕する際に、
空気取入管57の内周面に損傷を与えないようにするた
め、必要最小限の破砕火薬58bしか使用できない、す
なわち、破砕火薬58bを余裕をもって使用できないこ
とから、ポートカバー58の確実な破砕を期するうえで
若干の不安があるという問題を有していた。
【0010】さらに、破砕火薬58bの積層状態や積層
位置に不具合がある場合には、ポートカバー58の破砕
が完全に行われずにポート53aを十分に開放できない
ことが起こり得るため、ポートカバー58の製作には細
心の注意を払わなくてはならないことから、ポートカバ
ー58の製作が簡単であるとはいい難いのに加えて、雷
管59に接続する点火線60の配設も面倒であるという
問題があり、これらの問題を解決することが従来の課題
となっていた。
【0011】
【発明の目的】この発明は、上記した従来の課題に着目
してなされたもので、ブースタ推進薬の燃焼時には、そ
の燃焼を妨げることなくポートを閉塞して所定の推力を
発生すると共に、ブースタ推進薬の燃焼終了後には、空
気取入管に損傷を与えることなく確実にポートを開放
し、主燃焼室での2次燃焼を良好に行わせて所定の推力
を生じさせることが可能であり、加えて、製作面におい
ても作業の容易化を実現できるラムジェットを提供する
ことを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
わる発明は、ブースタ推進薬を装填しかつポートを有し
た主燃焼室と、前記ポートに接続して前記主燃焼室内に
外部空気を圧縮して導入する空気取入管と、前記主燃焼
室に装填したブースタ推進薬の燃焼時に前記ポートを閉
塞するポートカバーを備えたラムジェットにおいて、前
記ブースタ推進薬の燃焼に続いて点火されるカバー除去
用火薬を前記空気取入管の外側に設けると共に、一端が
ポートの近傍に設けた支持軸に回動可能に支持されて前
記カバー除去用火薬の爆発により生じる高圧ガスによっ
て支持軸回りに回動して前記ポートカバーを殴打して前
記ポートから除去するカバー殴打体を前記空気取入管に
設けた構成としたことを特徴としており、このラムジェ
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。
【0013】この発明の請求項2に係わるラムジェット
において、カバー殴打体は空気取入管の一部を構成し、
カバー除去用火薬の爆発により生じる高圧ガスによって
回動してポートカバーを殴打して前記ポートから除去す
る構成としている。
【0014】この発明に係わるラムジェットのポートカ
バーには、主燃焼室内の損傷を防ぐうえで、カバー殴打
体に殴打されて細かく破砕する破砕型のものを使用する
ことが可能であるが、カバー殴打体の殴打によって、ポ
ートカバーの原形を保ったままポートから除去される離
脱型のものや、ポートの周縁部にヒンジを介して設けら
れてポートから除去可能となる回動型のものを用いるこ
とも可能である。
【0015】
【発明の作用】この発明に係わるラムジェットでは、ブ
ースタ推進薬の燃焼が終了したのち、カバー除去用火薬
に対して点火がなされると、このカバー除去用火薬の爆
発により生じる高圧ガスによって、カバー殴打体が作動
してポートカバーを殴打するので、ポートカバーは破砕
したり、離脱したり、回動したりしてポートから除去さ
れることとなり、空気取入管およびポートを介して主燃
焼室に外部空気が導入されるようになる。この際、カバ
ー殴打体は、ポートの近傍に設けた支持軸回りに回動す
るようになっているので、すなわち、至極単純な構成で
作動するようになっているので、信頼性が高いものとな
り、ポートカバーの除去が確実になされることとなる。
【0016】この場合、カバー除去用火薬は空気取入管
の外側に設けられているので、ブースタ推進薬が燃焼し
ている間は、空気取入管に入り込んで圧縮されて高温と
なった空気に晒されることがないため、ブースタ推進薬
の燃焼終了前における発火は確実に阻止される。
【0017】また、カバー除去用火薬の爆発に際して、
これにより生じる高圧ガスの大半は、カバー殴打体の作
動に用いられることから、カバー除去用火薬の量に余裕
をもたせたとしても、空気取入管に害を及ぼすことなく
カバー殴打体は動作することとなる。
【0018】さらに、ポートカバーの除去はカバー殴打
体を介して確実になされることから、ポートカバーに
は、従来行っていた破砕火薬の積層作業や雷管の設置に
伴う配線作業といった煩雑な作業をする必要がないた
め、ポートカバーの製作作業や設置作業は容易なものと
なる。
【0019】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
【0020】図1および図2はこの発明に係わるラムジ
ェットの一実施例を示している。
【0021】図1に示すように、このラムジェット1
は、ブースタ推進薬2を装填した主燃焼室3と、ブース
タ推進薬2の燃焼終了後に燃焼して燃料過多の可燃ガス
を発生するサステーナ推進薬4を装填した可燃ガス発生
室5を備えており、可燃ガス発生室5は主燃焼室3の前
方に設けられて、ガスノズル6を介して主燃焼室3に連
通している。
【0022】主燃焼室3の前部の外周には円周方向の複
数ケ所にポート3aを備えており、これらのポート3a
には空気取入管7が各々接続させてあって、サステーナ
推進薬4の燃焼により発生してガスノズル6から噴出す
る可燃ガスの燃焼(2次燃焼)に必要な空気を圧縮して
主燃焼室3に導入するようにしている。前記ポート3a
は、ブースタ推進薬2の燃焼時においてポートカバー8
により閉塞されると共にブースタ推進薬2の燃焼終了に
合わせてポートカバー8を除去することにより開放され
るようになっている。
【0023】前記空気取入管7の後方にはラムジェット
1の作動に必要な各種機器を収めた収納部7aが一体で
設けてあり、この収納部7aの内部にはカバー除去用火
薬9が設けてある。このカバー除去用火薬9は、開口1
0aを有する火薬ケース10に装填してあり、同じく火
薬ケース10内に設けた点火玉11に脚線12を介して
電源が供給されるようになすことにより、発火して爆発
するようになっている。
【0024】また、空気取入管7のポート3a側に位置
する湾曲状の開口端部にはカバー殴打体13が設けてあ
り、この実施例において、カバー殴打体13は、湾曲状
をなす開口端部の収納部7a側の一部を構成するように
してある。このカバー殴打体13は、図2に拡大して示
すように、ポート3aの後部近傍位置に設けた支持軸1
4に一端(図示右下端)を回動可能に支持させると共
に、他端(図示左上端)を空気取入管7に設けた殴打体
保持部7bにシャーピン15を介して保持させている。
そして、前記カバー除去用火薬9を装填した火薬ケース
10はその開口10aをカバー殴打体13の外側面に密
着させて設けてあり、このカバー殴打体13は、カバー
除去用火薬9の爆発により生じる高圧ガスによってシャ
ーピン15を切断すると同時に支持軸14を中心にして
図2破線矢印方向に回動し、ポートカバー8を殴打する
ようにしてある。この場合、ポートカバー8はセラミッ
クスよりなっており、カバー殴打体13に殴打された際
に細かく破砕するようになっている。
【0025】さらに、この実施例において、カバー殴打
体13の支持軸14には、図示しないロック機構が設け
てあり、上述したように、ポートカバー8を殴打して破
砕したのち、ポート3aを通過したカバー殴打体13
を、図2に仮想線で示すように、主燃焼室3内で固定す
るようにしてある。つまり、可燃ガス発生室5で発生し
てガスノズル6から噴出する可燃ガスと、空気取入管7
および開放されたポート3aを通して外部から導入され
る圧縮空気とが混合して主燃焼室3内で燃焼する際に、
主燃焼室3内に固定されたカバー殴打体13がフレーム
ホルダとして機能するようにしてある。
【0026】一方、主燃焼室3の後端部にはブースタ推
進薬2の燃焼時にノズルとして機能しかつ燃焼終了と同
時に主燃焼室3から切り離されるブースタノズル16
と、2次燃焼時にノズルとして機能するラムノズル17
とが同心状に設けてある。
【0027】なお、図2における符号18,19はいず
れもシール材である。
【0028】上記した構成のラムジェット1では、ま
ず、主燃焼室3内のブースタ推進薬2に点火がなされる
と、ブースタ推進薬2が燃焼し、この燃焼ガスがブース
タノズル16から噴出することによって、このラムジェ
ット1を搭載した飛翔体は発進し、そして、ラム圧によ
る作動に必要な設定マッハ数に到達するまで加速する。
【0029】続いて、設定マッハ数に到達してブースタ
推進薬2の燃焼が終了する時点では、点火玉11に対す
る電源の供給により、カバー除去用火薬9が着火して爆
発し、この爆発により生じた高圧ガスによって、カバー
殴打体13がシャーピン15を切断すると同時に支持軸
14を中心にして図2破線矢印方向に回動し、ポートカ
バー8を殴打して破砕するので、ポート3aは開放さ
れ、空気取入管7およびこのポート3aを介して主燃焼
室3内に圧縮された空気が導入されるようになる。この
とき、カバー殴打体13は、ポート3aの近傍に位置す
る支持軸14回りに回動するようになっているので、す
なわち、簡単な構成で作動するようになっているので、
信頼性が高いものとなり、その結果、ポートカバー8の
除去が確実になされることとなる。
【0030】次いで、可燃ガス発生室5内のサステーナ
推進薬4に点火がなされ、このサステーナ推進薬4の燃
焼により生じた可燃ガスがガスノズル6から主燃焼室3
内に噴出すると、主燃焼室3では、この可燃ガスと、空
気取入管7から導入された圧縮空気とが混合して2次燃
焼するようになり、この燃焼により生じた燃焼ガスをラ
ムノズル17から噴射することにより推力を発生する。
【0031】このとき、カバー殴打体13は、支持軸1
4の図示しないロック機構により、図2に仮想線で示す
ように、主燃焼室3内で固定されているため、このカバ
ー殴打体13の後方において火炎が保持されることとな
り、主燃焼室3内における2次燃焼は、安定した状態で
持続して行われることとなる。
【0032】上記したように、カバー除去用火薬9は、
空気取入管7の外側に設けてあることから、ブースタ推
進薬2が燃焼している間は、空気取入管7に入り込んで
圧縮されて高温となった空気に晒されることがないた
め、発火する懸念が全くない。
【0033】また、カバー除去用火薬9が空気取入管7
の外側に設けてあるのに加えて、ポートカバー8の破砕
をカバー殴打体13により行っているので、カバー除去
用火薬9の量に余裕をもたせたとしても、カバー除去用
火薬9の爆発時に、空気取入管7の内部に損傷を及ぼす
ようなことはない。
【0034】さらに、ポートカバー8の製作,設置に
は、注意を払う加工や煩雑な配線を必要としないので、
その作業は容易なものとなる。
【0035】図3はこの発明に係わる他の実施例を示し
ており、この実施例によるラムジェット21が先の実施
例によるラムジェット1と相違するところは、カバー殴
打体33と収納部27aとの間に、引張コイルばね38
を設けた点にあり、他の構成は先の実施例によるラムジ
ェット1と同じである。
【0036】つまり、このラムジェット21では、カバ
ー除去用火薬9の爆発により生じる高圧ガスによって、
カバー殴打体33が支持軸14を中心にして図3破線矢
印方向に回動し、仮想線で示す位置でポートカバー8を
殴打して破砕したのちに、引張コイルばね38の弾性力
により、カバー殴打委体33を元の位置に復帰させるよ
うにしたものであり、復帰したのちは空気取入管7に流
入する空気流の圧力により、元の状態を維持するように
なっている。
【0037】したがって、このラムジェット21では、
ポートカバー8の除去に際して、先の実施例によるラム
ジェット1と同様の効果を有しているのに加えて、ポー
トカー8の除去後には、空気の流れをほとんど乱すこと
なく主燃焼室3内に導入することができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
ラムジェットは、上記した構成としたから、ブースタ推
進薬が燃焼している間は、ポートカバーが除去される恐
れが全くないので、この段階での所定の推力を確実に発
生することができると共に、ブースタ推進薬の燃焼終了
後には、空気取入管に少しの損傷を与えることなくポー
トを確実に全開状態とすることができるため、2次燃焼
を良好に行わせてこの段階での所定の推力をも確実に得
ることが可能であり、加えて、ポートカバーの製作にあ
たって、その作業を容易なものとすることができるとい
う極めて優れた効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わるラムジェットの一実施例を示
すブースタ推進薬点火前の断面説明図である。
【図2】図1に示したラムジェットのポート部分の拡大
断面説明図である。
【図3】この発明に係わるラムジェットの他の実施例を
示すポート部分の拡大断面説明図である。
【図4】従来のラムジェットの断面説明図である。
【図5】図4に示したラジェットのポート部分の拡大断
面説明図である。
【符号の説明】
1 21 ラムジェット 2 ブースタ推進薬 3 主燃焼室 3a ポート 7 空気取入管 8 ポートカバー 9 カバー除去用火薬 13 33 カバー殴打体 14 支持軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−213649(JP,A) 実開 平1−129594(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02K 7/10 F02K 9/78

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブースタ推進薬を装填しかつポートを有
    した主燃焼室と、前記ポートに接続して前記主燃焼室内
    に外部空気を圧縮して導入する空気取入管と、前記主燃
    焼室に装填したブースタ推進薬の燃焼時に前記ポートを
    閉塞するポートカバーを備えたラムジェットにおいて、
    前記ブースタ推進薬の燃焼に続いて点火されるカバー除
    去用火薬を前記空気取入管の外側に設けると共に、一端
    がポートの近傍に設けた支持軸に回動可能に支持されて
    前記カバー除去用火薬の爆発により生じる高圧ガスによ
    って支持軸回りに回動して前記ポートカバーを殴打して
    前記ポートから除去するカバー殴打体を前記空気取入管
    に設けたことを特徴とするラムジェット。
  2. 【請求項2】 カバー殴打体は空気取入管の一部を構成
    し、カバー除去用火薬の爆発により生じる高圧ガスによ
    って回動してポートカバーを殴打して前記ポートから除
    去する請求項1に記載のラムジェット。
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