JP3402964B2 - Rocket engine igniter - Google Patents

Rocket engine igniter

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JP3402964B2
JP3402964B2 JP29499896A JP29499896A JP3402964B2 JP 3402964 B2 JP3402964 B2 JP 3402964B2 JP 29499896 A JP29499896 A JP 29499896A JP 29499896 A JP29499896 A JP 29499896A JP 3402964 B2 JP3402964 B2 JP 3402964B2
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gas
igniter
oxidizer
cartridge
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、地上から打上げら
れるロケット等の推進力を発生させる、ロケットエンジ
ンの燃焼器に供給される推進ガスの着火を行うロケット
エンジン点火器に関する。 【0002】 【従来の技術】地上から宇宙空間等に打上げられるロケ
ット等に装備されるロケットエンジンの着火には、従
来、図3に示されるようなロケットエンジン点火器が使
用されている。 【0003】このような点火器では、ガス化されて、ロ
ケットエンジンの燃焼器に供給される推進ガスとなる液
化水素LH2 等の液体燃料と、および液化酸素LOX等
の液体酸化剤とを、それぞれ貯蔵する図示省略した燃料
タンク、および酸化剤タンクに、それぞれ連結する燃料
管01、および酸化剤管04を設け、これらの燃料管0
1および酸化剤管04に、それぞれ介装された燃料バル
ブ02および酸化剤バルブ05を開放することにより、
これらのタンク内に貯蔵されている液体燃料、および液
体酸化剤の一部を抽出し、燃料バルブ02および酸化剤
バルブ05と同様に、燃料管01および酸化剤管04の
それぞれに介装された燃料用熱交換器03、および酸化
剤用熱交換器06に導入、供給するようにしている。 【0004】また、これらの熱交換器03,06で、ガ
ス化された燃料GH2 および酸化剤GOXは、点火器筒
07内に導入され、点火器筒07に配設されたエキサイ
タ08で点火され、その燃焼ガスCGは点火器筒07の
先端から、図示省略したロケットエンジンの燃焼器に供
給され、燃焼器に別途供給された推進ガス、すなわち、
この事例では、上述した燃料タンク、および酸化剤タン
クから別途取り出され、燃料用熱交換器03、酸化剤熱
交換器06とは別に設けられた熱交換器、又はロケット
エンジンのスカート等のハードの熱マスでガス化された
燃料ガス、および酸化剤ガスからなる推進ガスの着火を
行うようにしている。 【0005】しかしながら、このようなロケットエンジ
ン点火器では、次の不具合がある。 (1) 燃料管01および酸化剤管04からなる長い配
管と、これらの配管01,04にそれぞれ介装される燃
料用熱交換器03、および酸化剤用熱交換器06からな
る熱交換器を必要とすることによる不具合がある。 【0006】すなわち、極低温の液化酸素LOXを貯蔵
する酸化剤タンク、および極低温の液化水素LH2 を貯
蔵する燃料タンクと、点火器筒08とが離れて配置され
ており燃料管01および酸化剤管04の長さが長くなる
ため、これらの配管01,04に要するコストが大きく
なるとともに、これらの配管01,04を配設する空間
が狭いことなどにより、作業コストが大きくなる不具
合、および重量増加によるロケット性能の低下の不具合
がある。特に、酸化剤管04は、酸化剤タンクと燃料タ
ンクがロケットの機体軸方向に直列に配置され、ロケッ
トの打上げ状態において、ロケットエンジンの上方に配
設される燃料タンクのさらに上方に酸化剤タンクを配置
するようにしているため、長さが長くなり、上述した不
具合を顕著なものにする。 【0007】同様に、これらの配管01,04の途中に
介装される熱交換器03,06に要するコストが嵩むと
ともに、配設に要する作業コストが嵩む不具合があると
ともに、ロケットの重量増加を招くという不具合もあ
る。さらに、これらの熱交換器03,06は、ロケット
エンジンで発生する燃焼ガスと金属の壁1枚隔てて、液
体燃料、あるいは液体酸化剤を流すことにより、熱交換
してガス化するようにしているため、何等かの原因によ
り、壁から燃料あるいは酸化剤が燃焼ガス中にリーク
し、高温ガスが燃料あるいは酸化剤と接し、爆発的な破
壊を引き起こし、これに伴いロケットエンジンが破壊さ
れる可能性があるというリスクもある。 【0008】(2) また、着火用の燃焼ガスCGを発
生させるために、燃料タンク内の液化水素LH2 の一
部、および酸化剤タンク内の液化酸化剤LOXの一部を
使用することによる不具合もある。すなわち、燃料タン
ク内の液化水素LH2 、および酸化剤タンク内の液化酸
素LOXは、ロケットエンジンにも、上述したようにし
て供給されているため、ロケットエンジンの立上り状況
によっては、燃料タンク内および酸化剤タンク内の圧力
が変動し、燃料用熱交換器03および酸化剤熱交換器0
6に供給される液化水素LH2 、および液化酸素LOX
の供給量が変動する。 【0009】また、これらの熱交換器03,06が、上
述したように、ロケットエンジンの燃焼ガスとの熱交換
によって、液化水素LH2 および液化酸化剤LOXをガ
ス化するようにしているため、ロケットエンジンの立上
り状況によっては、熱交換量が左右され、これらの熱交
換器03,06から点火器筒07内に供給される、ガス
化された燃料GH2 、および酸化剤GOXの供給量が変
動することが考えられる。このため、ロケットエンジン
の始動時のシステムが複雑になるとともに、始動時のロ
ケットエンジンシ−ケンスの設定が難しくなるという不
具合もある。 【0010】また、ロケットエンジン点火器には、上述
した液体燃料と液体酸化剤からなる、いわゆる液体推進
薬を使用するものの外に、固体推進薬を使用するように
したものもあるが、固体推進薬を使用する場合、燃焼生
成物による不具合が発生する可能性がある。すなわち、
点火器筒07内で発生した燃焼ガス等の生成物は、ロケ
ットエンジンの燃焼器へ流出するため、燃焼ガスととも
に生成された固形生成物が燃焼器における推進ガスの燃
焼に種々の不具合を発生させる可能性もある。さらに、
固体推進薬を使用する場合、一たん点火すると液体推進
薬のように、バルブ操作による燃焼制御ができないた
め、再使用ができないという不具合もある。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来から使
用されている液体推進剤を使用したロケットエンジン点
火器の上述した不具合を解消するため、ロケットエンジ
ン破壊のリスクをなくし、ロケットエンジンの始動シ−
ケンスを単純化して、設定を容易にし、また装置コス
ト、および作業コストを低減できるロケットエンジン点
火器を提供することを課題とする。 【0012】 【課題を解決するための手段】このため、本発明のロケ
ットエンジン点火器は、次の手段とした。 【0013】(1) ガス化された燃料、および酸化剤
を内部に導入し、設置したエキサイタで点火して生じた
燃焼ガスを、ロケットエンジンの燃焼器に供給し、燃焼
器に別途導入される推進ガスの着火を行う燃焼ガスを発
生させるようにした点火器筒に接続されて、内部に封入
した燃料ガスを、点火器筒内に供給するようにした燃料
カートリッジを設けた。 【0014】(2) 上述の燃料カートリッジと同様に
上述の点火器筒に接続されて、内部に封入した酸化剤ガ
スを、点火器筒内に供給するようにした酸化剤カートリ
ッジを設けた。 【0015】なお、燃料カートリッジと酸化剤カートリ
ッジは、独立した別体のカートリッジとすることもで
き、または、1体のカートリッジの内部を仕切り、燃料
ガスと酸化剤ガスを別々の区画に封入し、個別に点火器
筒内に供給できるようにした1体型のカートリッジにす
ることもできる。また、燃料カートリッジおよび酸化剤
カートリッジの容量、および内部に封入する燃料ガス、
又は酸化剤ガスの圧力は、着火を行うロケットエンジン
によって異るが、上述した宇宙空間に打上げられるロケ
ットの第1段ロケットエンジンの着火に使用されるもの
では、70 m/m φ×150 m/m 〜200 m/m 程度
の寸法の円筒形のもので、50kg/cm2 〜100kg/cm
2 程度の燃料ガス、又は酸化剤ガスを封入できるもので
あれば、約10sec 間程度を要する着火に使用すること
ができる。 【0016】また、燃料カートリッジおよび酸化剤カー
トリッジのそれぞれに封入する燃料および酸化剤は、前
述したようにロケットエンジンに供給される推進ガスの
燃料および酸化剤と同じ成分のものを使用するようにし
ても良く、又は別の成分のもの、例えば燃料としては、
メタン、プロパン等、また酸化剤としては酸素成分を多
く含む化合物を使用するようにしても良い。さらに、燃
料カートリッジおよび酸化剤カートリッジと点火器筒と
の接続装置は、着脱自在の機構によって、接続できるよ
うにしたものが好ましい。 【0017】本発明のロケットエンジン点火器は、上述
の手段により、点火器筒内に供給される燃料ガス、およ
び酸化剤ガスを、ガス状態で封入した燃料カートリッ
ジ、および酸化剤カートリッジから供給するので、従来
のロケットエンジンで必要としていた燃料熱交換器、お
よび酸化剤熱交換器が不要になり、コストおよび重量を
低減できるとともに、熱交換時における高温ガスと燃料
/酸化剤が混ざる可能性がなくなり、ロケットエンジン
を破壊するリスクが低減する。 【0018】また、燃料ガスおよび酸化剤ガスを封入し
た燃料カートリッジ、および酸化剤カートリッジを点火
器筒と接続することで、燃料管および酸化剤管の長さを
極端に短くでき、特に、燃料カートリッジおよび酸化剤
カートリッジを点火器筒に直付け機構により接続できる
ものにすれば、これらの燃料管および酸化剤管をなくす
ることができ、コストおよび重量を大幅に低減できる。 【0019】さらに、点火器筒に供給される燃料ガスお
よび酸化剤ガスの供給元が、ロケットエンジンの推進ガ
スの供給元と分離しているため、ロケットエンジンの立
上がり状況に点火器の着火状態が左右されなくなる。こ
れにより、ロケットエンジン始動時のシステムが単純化
でき、始動時のロケットエンジンシ−ケンスの設定が容
易になる。 【0020】また、点火器筒に供給される燃料および酸
化剤の供給元が燃料カートリッジおよび酸化剤カートリ
ッジとしたことにより、容易に交換可能となる。 【0021】 【発明の実施の形態】以下、本発明のロケットエンジン
点火器の実施の一形態を、図面にもとづき説明する。図
1は本発明のロケットエンジン点火器の実施の第1形態
を示す断面図である。 【0022】図に示すように、燃料ガスGH2 と酸化剤
ガスGOXは、内部が仕切られ、2区画にされて、1体
化されたカートリッジ1にそれぞれ封入されている。な
お、本実施の形態では、メタン,プロパン,水素等の燃
料ガスGH2 、および酸素,酸化化合物等の酸化剤ガス
GOXが、それぞれ封入された区画を、便宜上燃料カー
トリッジ11および酸化剤カートリッジ13と呼称する
ことにする。燃料カートリッジ11および酸化剤カート
リッジ13には、それぞれガス通路12,14が設けら
れており、このガス通路12,14により、50kg/cm
2 〜100kg/cm2 程度に加圧された燃料ガスGH2
および酸化剤ガスGOXを内部に封入できるとともに、
封入された燃料ガスGH2 および酸化剤ガスGOXを外
部に排出するようにしている。 【0023】ガス通路12,14の出口には、バルブ2
が設けられるとともに、バルブ2の外側には、外周面に
雄螺設けた接続部3が形成されている。一方燃料ガスG
2 および酸化剤ガスGOXを導入し、図示しないロケ
ットエンジンの燃焼器の着火を行う、燃焼ガスを発生さ
せる点火器筒4には、2又のそれぞれ雌螺を設けた接続
部41,42が設けられている。そして、一方の接続部
41はカートリッジ1の接続部3と螺合し、1体化され
たカートリッジ1を点火器筒4に連結するとともに、他
方の接続口42には、点火器筒4に導入された燃料ガス
GH2 、および酸化剤ガスGOXの点火を行うエキサイ
タ5に設けられた接続部51と同様に螺合し、エキサイ
タ5を点火器筒4に結合するようにしている。 【0024】本実施の形態のロケットエンジン点火器
は、上述のように構成されているので、燃料カートリッ
ジ11および酸化剤カートリッジ13のそれぞれにつめ
られている、50〜100kg/cm2 程度の圧力の燃料ガ
スGH2 と酸化剤ガスGOXは、バルブ2の閉鎖によ
り、流出が止められているが、ロケットエンジン点火器
を使用する場合には、このバルブ2の開放により、燃料
カートリッジ11および酸化剤カートリッジ13にそれ
ぞれ封入されている燃焼ガスGH2 と酸化剤ガスGOX
は、それぞれのカートリッジ11,13に設けられたガ
ス通路12,14を通って、独立に点火器筒4内に導入
され、点火器筒4内で混合し、可燃混合気となる。 【0025】この点火器筒4内に形成された可燃混合気
に、エキサイタ5より火花を飛ばすことにより、可燃混
合気は着火し、燃焼ガスCGとなる。燃焼ガスCGは、
点火器筒の先端からの噴出し、ロケットエンジンの燃
焼器に導入され、燃焼器に別々に導入される燃料および
酸化剤が混合した、推進ガスの着火を行う点火装置とし
て作用する。 【0026】このように、本実施の形態のロケットエン
ジン点火器は、点火器筒4内に供給される燃料ガスGH
2 、および酸化剤ガスGOXを、ガス状態で内部に封入
し、接続部3を接続部41に接続し、点火器筒4に直付
された燃料カートリッジ11、および酸化剤カートリッ
ジ13から供給するので、従来のロケットエンジン点火
器で必要としていた燃料熱交換器03、および酸化剤熱
交換器06が不要になり、これらの熱交換器03,06
に要するコスト,若しくは、これらの熱交換器03,0
6の取付に要する作業コストをなくすることができると
ともに、ロケット機体の重量を軽減することができる。 【0027】また、これらの熱交換器03,06の熱交
換時に発生する可能性があった、高温のロケットエンジ
ンの燃焼ガスと燃料ガスGH2 、又は燃焼ガスと酸化剤
ガスGOXが混ざる可能性がなくなり、ロケットエンジ
ンが破壊するリスクを完全に回避できる。また、従来の
ロケットエンジン点火器で必要としていた燃料管01、
および酸化剤管04を完全になくすることができ、これ
らの燃料管01,酸化剤管に要するコスト,若しくはこ
れらを配設するために要する作業コストをなくすること
ができるとともに、ロケット機体の重量を軽減できる。 【0028】さらに、点火器筒4に供給される燃料ガス
GH2 、および酸化剤ガスGOXの供給元が、ロケット
エンジンの推進ガスの供給元と分離された燃料カートリ
ッジ11および酸化剤カートリッジ13になっているた
め、ロケットエンジンの立上がり状況に、点火器の着火
状態が左右されなくなる。これにより、点火器の着火状
態を安定したものにするために、複雑化していたロケッ
トエンジン始動時のシステムが単純化でき、設定が困難
であった始動時のロケットエンジンシ−ケンスの設定が
容易になる。また、点火器筒4に供給される燃料ガスG
2 、および酸化剤ガスGOXの供給元が燃料カートリ
ッジ11および酸化剤カートリッジ13となったことに
より、燃料ガスGH2 および酸化剤ガスGOXが容易に
交換可能となる。 【0029】次に、図2は本発明のロケットエンジン点
火器の実施の第2形態を示す断面図である。 【0030】図に示すように、本実施の形態のロケット
エンジン点火器では、燃料ガスGH 2 を封入する燃料カ
ートリッジ15と、酸化剤ガスGOXを封する酸化剤カ
ートリッジ17を別体にし、それぞれのカートリッジ1
5,17のガス通路出口12,14のそれぞれにバルブ
21,22を設けて、バルブ21,22の外側を、点火
器筒4に設けた3つの接続部43,44,45のうちの
両側に設けた接続部43,45に螺合させて直付けする
ようにしている。このため、点火器筒4に設けるエキサ
イタ5は、接続部43,45よりそれぞれ導入される燃
料ガスGH2 と酸化剤ガスGOXの混合状態が良くな
る、中央の接続部44に固着されることになる。 【0031】本実施の形態のロケットエンジン点火器で
は、上述した実施の第1形態と同様の作用効果が得られ
るとともに、このコンフィギュレーションにすること
で、実施の第1形態では1個のバルブ2で済んでいたも
のが、2個のバルブ21,22に増えるデメリットがあ
る反面、燃料ガスGH2 と酸化剤ガスGOXがバルブ2
1,22の上流側で混入するリスクがなくなり、実施の
第1形態のものに比較して、さらに高信頼性のものにで
きるメリットが得られるものである。 【0032】 【発明の効果】以上述べたように、本発明のロケットエ
ンジン点火器によれば、特許請求の範囲に示す構成によ
り、次の効果を得ることができる。 (1)装置に要するコスト、および装置取付けに要する
作業コストを低廉にできる。 (2)ロケット重量を低減でき、ペイロードを大きくで
きる等ロケットの性能を向上させることができる。 (3)ロケットエンジン等の破壊のリスクを回避でき、
高信頼性のものにできる。 (4)エンジン始動時のシステムを単純化でき、始動時
のロケットエンジンシ−ケンスの設定が容易になる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a
A rocket engine that generates propulsion for a rocket
Rocket that ignites the propellant gas supplied to the combustor
It relates to an engine igniter. [0002] 2. Description of the Related Art Locations launched from the ground to outer space
The ignition of rocket engines installed in
Since then, a rocket engine igniter as shown in Fig. 3 has been used.
Have been used. In such an igniter, the gas is gasified and
Liquid serving as propellant gas supplied to the combustor of a ket engine
Hydrogen LHTwoSuch as liquid fuel and liquefied oxygen LOX
And a fuel, not shown, for storing the respective liquid oxidizers
Fuel connected to tank and oxidizer tank respectively
A pipe 01 and an oxidant pipe 04 are provided.
1 and the oxidizer tube 04,
By opening the valve 02 and the oxidizer valve 05,
The liquid fuel and liquid stored in these tanks
A part of the body oxidant is extracted, and the fuel valve 02 and the oxidant are extracted.
As with the valve 05, the fuel pipe 01 and the oxidant pipe 04
The fuel heat exchanger 03 interposed in each and the oxidation
It is introduced and supplied to the agent heat exchanger 06. In these heat exchangers 03,06, the gas
Fuel GHTwoAnd the oxidizer GOX
07 and installed in the igniter cylinder 07.
The combustion gas CG is ignited in the ignition cylinder 07
From the tip, supply a combustor for a rocket engine (not shown).
Propellant gas supplied separately to the combustor,
In this case, the fuel tank described above and the oxidant tank
Heat exchanger for fuel 03, oxidant heat
Heat exchanger or rocket provided separately from exchanger 06
Gasified with hard heat mass such as engine skirt
Ignition of propellant gas consisting of fuel gas and oxidizer gas
I'm trying to do it. [0005] However, such a rocket engine
The following problems are found in the igniter. (1) A long line composed of the fuel tube 01 and the oxidant tube 04
Pipes and the fuel interposed in these pipes 01 and 04, respectively.
From the heat exchanger 03 for the fuel and the heat exchanger 06 for the oxidant.
There is a problem due to the need for a heat exchanger. That is, the cryogenic liquefied oxygen LOX is stored at a very low temperature.
Oxidizer tank and cryogenic hydrogen LHTwoSave
The fuel tank to be stored and the igniter tube 08 are arranged separately.
And the lengths of the fuel pipe 01 and the oxidizer pipe 04 become longer.
Therefore, the cost required for these pipes 01 and 04 is large.
And the space where these pipes 01 and 04 are arranged
Work cost increases due to the small size
Of rocket performance decrease due to weight increase and weight increase
There is. In particular, the oxidizer pipe 04 is connected to the oxidizer tank and the fuel tank.
Are arranged in series in the direction of the rocket's fuselage axis.
Deployed above the rocket engine during launch
The oxidizer tank is located further above the installed fuel tank
The length is longer because of the
Make the condition noticeable. Similarly, in the middle of these pipes 01 and 04,
If the cost required for the interposed heat exchangers 03,06 increases,
In both cases, there is a problem that the work cost required for installation increases
In both cases, there is a problem that the weight of the rocket increases.
You. Furthermore, these heat exchangers 03,06
The combustion gas generated by the engine is separated from the metal wall by one
Heat exchange by flowing body fuel or liquid oxidizer
Gasification, so that it may
Fuel or oxidant leaks into the combustion gas from the wall
The hot gas comes into contact with fuel or oxidizer,
Causing rocket engines to be destroyed.
There is also the risk that it may be (2) In addition, a combustion gas CG for ignition is generated.
Liquefied hydrogen LH in the fuel tankTwoOne
Part of the liquefied oxidizer LOX in the oxidizer tank
There is also a defect due to use. That is, the fuel tank
Liquefied hydrogen LHTwoAnd liquefied acid in the oxidizer tank
Element LOX is also used for rocket engines as described above.
Rocket engine
Depending on the pressure in the fuel tank and oxidizer tank
Fluctuates, and the fuel heat exchanger 03 and the oxidant heat exchanger 0
LH supplied to 6Two, And liquefied oxygen LOX
Supply amount fluctuates. In addition, these heat exchangers 03,06
As mentioned, heat exchange with rocket engine combustion gas
Liquefied hydrogen LHTwoAnd liquefied oxidizer LOX
Rocket engine startup
Heat exchange depends on the heat exchange
Gas supplied from the heat exchangers 03 and 06 into the igniter cylinder 07
Fuel GHTwoAnd supply of oxidant GOX change
May move. Because of this, rocket engines
The starting system becomes more complicated and the starting
The problem that setting of the ket engine sequence becomes difficult
There are conditions. [0010] The rocket engine igniter also includes
So-called liquid propulsion consisting of liquid fuel and liquid oxidizer
Use solid propellants instead of those that use drugs
Although solid propellants are used, combustion
Defects may occur due to the product. That is,
Products such as combustion gas generated in the igniter cylinder 07 are
Flows out to the combustor of the cut engine,
The solid product produced in the combustion chamber
Various problems may occur during baking. further,
When using solid propellants, once ignited, liquid propulsion
Combustion control by valve operation was not possible like medicine
Therefore, there is a problem that it cannot be reused. [0011] SUMMARY OF THE INVENTION The present invention
Rocket engine point using liquid propellant used
To solve the above-mentioned problems with firearms, rocket engines
Rocket engine start-up
Simplifies configuration, facilitates setup, and reduces equipment costs.
Rocket engine point that can reduce
It is an object to provide a firearm. [0012] For this reason, the location of the present invention
The following measures were used for the cut engine igniter. (1) Gasified fuel and oxidizer
Was introduced inside and ignited by the installed exciter.
Combustion gas is supplied to the combustor of a rocket engine and burned
Combustion gas that ignites the propellant gas separately introduced into the
Connected to the igniter tube that is made to live and enclosed inside
Fuel that is supplied to the igniter cylinder
A cartridge was provided. (2) Similar to the above-described fuel cartridge
The oxidizer gas connected to the above-mentioned igniter cylinder and enclosed inside
Oxidizer cartridge that supplies gas into the igniter cylinder
Luggage was provided. The fuel cartridge and the oxidant cartridge
Cartridges can be independent, separate cartridges.
Or partition the inside of one cartridge,
Gas and oxidizer gas are enclosed in separate compartments and individually ignited.
Into a one-piece cartridge that can be supplied into the cylinder.
You can also. Also, fuel cartridge and oxidizer
The capacity of the cartridge, and the fuel gas enclosed inside,
Or, the pressure of the oxidizing gas is used to ignite a rocket engine
The location that will be launched into outer space as described above
Used to ignite the first stage rocket engine
Is about 70 m / m φ × 150 m / m to 200 m / m
50 kg / cmTwo~ 100kg / cm
TwoThe fuel gas or oxidizer gas of the degree
If used, use for ignition that takes about 10 seconds
Can be. Also, a fuel cartridge and an oxidizer car
The fuel and oxidizer to be filled in each of the
As mentioned, the propulsion gas supplied to the rocket engine
Be sure to use the same components as the fuel and oxidizer
Or other components, such as fuels,
Methane, propane, etc.
May be used. In addition,
Cartridge and oxidizer cartridge and igniter tube
Can be connected by a detachable mechanism.
The preferred one is preferred. The rocket engine igniter of the present invention
Means for supplying fuel gas into the igniter cylinder, and
Fuel cartridge containing gas and oxidizer gas in a gaseous state.
And supply from the oxidizer cartridge.
The fuel heat exchanger needed for the rocket engine
And oxidizer heat exchangers are no longer required, saving cost and weight.
High temperature gas and fuel during heat exchange
/ The possibility of oxidizer mixing disappears, rocket engine
The risk of destroying is reduced. Further, the fuel gas and the oxidizing gas are sealed.
Ignited fuel cartridge and oxidizer cartridge
By connecting to the barrel, the length of the fuel pipe and oxidizer pipe can be reduced.
Extremely short, especially for fuel cartridges and oxidizers
Cartridge can be connected to igniter cylinder by direct mounting mechanism
If they do, these fuel tubes and oxidizer tubes will be eliminated.
Cost and weight can be greatly reduced. Furthermore, the fuel gas supplied to the ignition device
And the oxidizer gas supply from the rocket engine propulsion
Rocket engine because it is separated from the
The ignition condition of the igniter does not depend on the rising condition. This
This simplifies the system when starting the rocket engine
Rocket engine sequence at start-up
Becomes easier. Further, fuel and acid supplied to the igniter cylinder
The source of the oxidizer is the fuel cartridge and oxidizer cartridge.
As a result, it can be easily replaced. [0021] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A rocket engine according to the present invention will be described below.
An embodiment of the igniter will be described with reference to the drawings. Figure
1 is a first embodiment of a rocket engine igniter according to the present invention.
FIG. As shown in the figure, the fuel gas GHTwoAnd oxidizer
Gas GOX is divided into two compartments,
The cartridges 1 are sealed in the cartridges 1 respectively. What
In this embodiment, fuel such as methane, propane, and hydrogen is used.
Gas GHTwoAnd oxidizing gases such as oxygen and oxidizing compounds
The GOX will use the fuel car for convenience as
Called cartridge 11 and oxidant cartridge 13
I will. Fuel cartridge 11 and oxidizer cart
The ridge 13 is provided with gas passages 12 and 14, respectively.
And 50 kg / cm
Two~ 100kg / cmTwoFuel gas GH pressurized to a degreeTwo,
And oxidant gas GOX can be sealed inside,
Filled fuel gas GHTwoAnd oxidant gas GOX
To be discharged to the department. At the outlet of the gas passages 12 and 14, a valve 2 is provided.
Is provided, and on the outer peripheral surface outside the valve 2
A connection part 3 provided with a male screw is formed. On the other hand, fuel gas G
HTwoAnd oxidant gas GOX are introduced, and a location (not shown)
Ignition of the combustor of a cut engine, generating combustion gas
LetIgnition tube4 has a connection with two female threads
Parts 41 and 42 are provided. And one connection
41 is screwed with the connecting portion 3 of the cartridge 1 to be integrated into one.
Cartridge 1Ignition tube4 and other
In one connection port 42,Ignition tubeFuel gas introduced in 4
GHTwoAnd ignition for igniting oxidant gas GOX
Screwed in the same manner as the connecting portion 51 provided on the
TA5Ignition tube4 A rocket engine igniter according to the present embodiment
The fuel cartridge is constructed as described above.
The jaws 11 and the oxidant cartridge 13
50-100 kg / cmTwoFuel gas of moderate pressure
SUGHTwoAnd the oxidizing gas GOX are closed by closing the valve 2.
And the spill has been stopped, but the rocket engine igniter
When the fuel cell is used, opening the valve 2 allows the fuel
Cartridge 11 and oxidant cartridge 13
Combustion gas GH enclosed in eachTwoAnd oxidant gas GOX
Is a gas provided on each of the cartridges 11 and 13.
Through the passages 12 and 14 independentlyIgnition tubeIntroduced within 4
AndIgnition tube4 to form a combustible mixture. The combustible air-fuel mixture formed in the igniter cylinder 4
In addition, the flammable mixture
Aiki is ignited and becomes combustion gas CG. The combustion gas CG is
Ignition tube4Rocket engine fuel
Fuel introduced into the burner and separately introduced into the combustor
An ignition device that ignites the propellant gas mixed with an oxidizer
Act. As described above, the rocket engine of the present embodiment
The gin igniter is a fuel gas GH supplied into the igniter cylinder 4.
Two, And oxidant gas GOX are enclosed inside in a gaseous state
Then, the connecting portion 3 is connected to the connecting portion 41 and directly attached to the ignition device tube 4.
Fuel cartridge 11 and oxidant cartridge
Conventional rocket engine ignition
Heat exchanger 03 and oxidant heat required by the heat exchanger
The heat exchangers 06 and 06 become unnecessary, and these heat exchangers 03 and 06 are used.
Cost required for these heat exchangers
If the work cost required for mounting 6 can be eliminated
In both cases, the weight of the rocket body can be reduced. The heat exchange of these heat exchangers 03,06
High-temperature rocket engine
Combustion gas and fuel gas GHTwoOr combustion gas and oxidizer
The possibility of gas GOX mixing disappears,
The risk of destruction can be completely avoided. In addition, conventional
Fuel tube 01 needed for rocket engine igniter,
And the oxidizer tube 04 can be completely eliminated.
Cost of these fuel tubes 01, oxidizer tubes, or
Eliminate the work costs required to install them
And the weight of the rocket body can be reduced. Further, the fuel gas supplied to the ignition cylinder 4
GHTwoAnd oxidizer gas GOX are supplied by rockets
Separate fuel cartridge from engine propulsion gas supply
Cartridge 11 and oxidant cartridge 13
Ignition of the igniter when the rocket engine starts up
The state is no longer affected. This allows the ignition state of the igniter
In order to maintain a stable state,
The system for starting the engine can be simplified, making setting difficult
The setting of the rocket engine sequence at the start was
It will be easier. Further, the fuel gas G supplied to the igniter cylinder 4
HTwoAnd the oxidizer gas GOX are supplied by the fuel cartridge.
And the oxidizer cartridge 13
From the fuel gas GHTwoAnd oxidant gas GOX easily
It becomes exchangeable. Next, FIG. 2 shows a rocket engine point of the present invention.
It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of a firearm. As shown in the figure, the rocket of the present embodiment
In the engine igniter, the fuel gas GH TwoEncapsulating fuel
Cartridge 15 and an oxidizer gas for sealing the oxidizer gas GOX.
Cartridge 17 separately, and each cartridge 1
Valves at each of gas passage outlets 12, 14 of 5, 17
21 and 22 are provided, and the outside of the valves 21 and 22 is ignited.
Of the three connecting portions 43, 44, 45 provided in the barrel 4,
It is screwed and connected directly to the connecting parts 43 and 45 provided on both sides.
Like that. For this reason, an
Ita 5 is connected to the fuel introduced from the connecting portions 43 and 45, respectively.
Gas GHTwoAnd the oxidizing gas GOX are mixed well
To the central connecting portion 44. In the rocket engine igniter of this embodiment,
Has the same function and effect as the first embodiment described above.
And this configuration
In the first embodiment, one valve 2 is sufficient.
However, there is a disadvantage that the two valves 21 and 22 increase.
On the other hand, fuel gas GHTwoAnd oxidant gas GOX are valve 2
There is no risk of contamination on the upstream side of
Higher reliability compared to the first type
The advantage is obtained. [0032] As described above, the rocket energy of the present invention is
According to the engine igniter, according to the configuration shown in the claims.
The following effects can be obtained. (1) Cost required for equipment and equipment installation
Work costs can be reduced. (2) The rocket weight can be reduced and the payload can be increased.
The performance of the rocket can be improved. (3) The risk of destruction of a rocket engine or the like can be avoided,
Can be highly reliable. (4) The system for starting the engine can be simplified,
Rocket engine sequence can be easily set.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のロケットエンジン点火器の実施の第1
形態を示す断面図, 【図2】本発明のロケットエンジン点火器の実施の第2
形態を示す断面図, 【図3】従来のロケットエンジン点火器を示す側面図で
ある。 【符号の説明】 1 カートリッジ 11,15 燃料カートリッジ 12,17 燃料ガス通路 13 酸化剤カートリッジ 14 酸化剤ガス通路 2,21,22 バルブ 3 カートリッジ接続部 4 点火器筒 41,42,43,44,45 接続部 5 エキサイタ 51 エキサイタ接続部
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a first embodiment of a rocket engine igniter according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment. FIG. 2 is a second embodiment of the rocket engine igniter according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment. FIG. 3 is a side view showing a conventional rocket engine igniter. [Description of Signs] 1 Cartridge 11, 15 Fuel cartridge 12, 17 Fuel gas passage 13 Oxidant cartridge 14 Oxidant gas passage 2, 21, 22 Valve 3 Cartridge connection part 4 Ignition tube 41, 42, 43, 44, 45 Connection part 5 Exciter 51 Exciter connection part

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ガス化された燃料、および酸化剤を点火
器筒内に導入し、前記点火器筒に設置したエキサイタで
点火して発生する燃焼ガスで、ロケットエンジンの燃焼
器に導入される推進ガスの着火を行うロケットエンジン
点火器において、前記点火器筒と接続されて、内部に封
入した前記燃料ガスを前記点火器内に供給する燃料カー
トリッジ、および内部に封入した前記酸化剤ガスを前記
点火器内に供給する酸化剤カートリッジを設けたことを
特徴とするロケットエンジン点火器。
(57) [Claim 1] Combustion gas generated by introducing gasified fuel and oxidant into an igniter cylinder and igniting with an exciter installed in the igniter cylinder, In a rocket engine igniter for igniting a propellant gas introduced into a combustor of a rocket engine, a fuel cartridge connected to the igniter tube to supply the fuel gas enclosed therein to the igniter, A rocket engine igniter, comprising an oxidant cartridge for supplying the oxidant gas enclosed in the igniter into the igniter.
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