JP4141194B2 - 部材の分離装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロケットや人工衛星等の分離すべき部材に取付けられる分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多段に連結された宇宙用ロケットを切り離す際や、ロケットまたは人工衛星に搭載された機器を覆っている分離可能な外殻カプセルが切り離されるフェアリング分離の際には、爆破線を用いた分離装置が汎用されている。
【０００３】
従来の分離装置は、図３に示すように、分離すべき部材３１ａおよび３１ｂの分離端を跨いで繋ぎ留めている連結部材３３上に、強い爆轟を生じる爆薬をＶ字形に成型した爆破線３６が、配置されたものである。爆破線３６の起爆で生じた爆轟によるジェット噴流を直接、連結部材３３へ当て、連結部材３３を破断すると、部材３１ａと３１ｂとが分離する。
【０００４】
この分離装置を用いると、爆破線３６の爆轟の威力が強いため連結部材３３が確実に破断されるが、爆轟の衝撃が大きすぎたり、連結部材３３の破片や爆破線３６の残渣が飛散したりする結果、搭載機器が破損してしまうという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、破片や爆薬残渣が飛散せず、分離すべき部材を小さな衝撃で確実に分離することができ、さらに任意の形状に分離することができる分離装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するためになされた本発明の部材の分離装置１は、実施例に対応する図１を参照して説明すると、分離すべき両部材１１ａ・１１ｂの両分離端１０ａ・１０ｂ同士を跨ぐ接続板１３が、両分離端１０ａ・１０ｂに添う脆弱部１２を有しており、分離端１０ａ・１０ｂ同士を跨ぎ接続板１３の脆弱部１２に沿うと共に脆弱部１２へ向いた填込溝１９が設けられている防爆性留具１４ａが、接続板１３を介して分離すべき一方の部材１１ａにねじ留めされており、防爆性留具１４ａに噛み合う別な留具１４ｂが、接続板１３を介して分離すべき他方の部材１１ｂにねじ留めされていて、起爆装置２０へ繋がっている導爆線１６を挿入して圧し潰された金属管１７が、填込溝１９に填め込まれていて、金属管１７は、切込１８が填込溝１９の奥へ向いているシーム管である。
【０００７】
金属管１７が、導爆線１６の爆轟によって押し拡げられて脆弱部１２に亀裂を生じさせる結果、部材１１ａ・１１ｂが分離する。
【０００８】
導爆線１６の爆轟は、金属製の接続板１３を直接、破断するほどの強い威力は必要なく、圧し潰された金属管１７を押し拡げる程度の比較的弱い威力があれば十分である。このような導爆線１６は、ＭＤＣ（Mild Detonating Cord）と呼ばれるものである。導爆線１６は、例えば伝爆速度が速く比較的穏やかな爆轟を生じる可撓性のひも状火工品が用いられる。より具体的には、トリメチレントリニトロアミン（ＲＤＸ）やヘキサニトロスチルベン（ＨＮＳ）が鉛製の薄い細管に充填されたものが挙げられる。このような導爆線１６は、柔軟であるので、分離すべき部材の分離端の形状や、接続板の長さ等に合わせて、適宜、任意の形状や長さに調整できる。
【０００９】
金属管１７は、切込１８が填込溝の奥へ向いているシーム管であってもよい。シーム管であると、切込１８が設けられており、爆轟によりシーム管１７が押し拡げられ易くなるので、導爆線１６の装薬量を抑制して衝撃を小さくすることができる。
【００１０】
脆弱部１２は接続板１３の外側面に付された溝、例えばＵ字形溝またはＶ字形溝であることが好ましい。金属管１７は接続板１３の内側面に当接されていることが好ましい。金属管１７の押し拡がりによって、接続板１３が反り、応力が集中的に溝１２にかかるので、溝１２に一層亀裂が生じ易くなる。
【００１１】
この分離装置１を用いると、分離の際に、接続板１３の破片や導爆線１６の残渣が飛散しない。また、分離すべき部材で内包されている搭載機器２１が損壊しない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の部材の分離装置の実施例を詳細に説明する。
【００１３】
図１に記載の部材の分離装置を装着した宇宙用ロケットの一部切り欠き側面図が、図２に示されている。ロケット２２の弾頭には、金属製外殻カプセルが取付けられている。このカプセルは、釣鐘状で長さ約１ｍであり、対照な半身の分離可能な部材１１ａおよび１１ｂからなっている。この分離部材１１ａおよび１１ｂは、ロケットに搭載された測定機器のようなペイロード２１を覆って保護している。
【００１４】
その弾頭近傍のＡ−Ａの一部断面図である図１（ａ）に示すように、部材１１ａおよび１１ｂは、夫々その分離端１０ａおよび１０ｂで突き合わされている。部材１１ａ・１１ｂの内側で対照に（図２参照）、アルミニウム合金製の厚さ３ｍｍの帯状の接続板１３が、分離端１０ａ・１０ｂを跨いでいる。分離端１０ａ・１０ｂに添って、接続板１３の外側面に、脆弱部である半径１ｍｍの半円のＵ字形の溝１２が付されている。
【００１５】
接続板１３の内側面に、このＵ字形の溝１２にちょうど沿っている填込溝１９を有する防爆性留具１４ａが、接している。直径３／１６インチのステンレス製の金属管であるシーム管１７が、圧し潰されて、填込溝１９に填め込まれ、接続板１３に当接している。このシーム管１７は、填込溝１９の奥へ向いて押し付けられている切込１８が、設けられている。シーム管１７には、トリメチレントリニトロアミンを１．８ｇ／ｍの量で充填されている鉛製細管である導爆線１６が、挿入されている。
【００１６】
導爆線１６の一端が起爆装置２０に繋がっている。
【００１７】
分離すべき部材１１ａと、接続板１３と、防爆性留具１４ａとが、螺子１５ａで螺子留めされている。他方の分離すべき部材１１ｂと、接続板１３と、留具１４ｂとが、螺子１５ｂで螺子留めされている。防爆性留具１４ａと留具１４ｂとが、一部噛み合っている。なお、螺子１５ａ・１５ｂに代えてリベットで鋲留めしてもよい。
【００１８】
分離装置１は、以下のように動作する。
【００１９】
部材１１ａと１１ｂとを分離する際、分離開始指示回路（不図示）から出た信号により起爆装置２０が、導爆線１６の一端を起爆する。導爆線１６は、極めて速い爆速のため短時間で他端にまで伝爆し、爆轟を生じる。圧し潰されたシーム管１７の内側面に、導爆線１６の爆轟により発生した爆轟波が直接当たる。
【００２０】
すると、同図（ｂ）に示すように、シーム管１７の切込１８が広げられる。シーム管１７は、防爆性留具１４ａの填込溝１９いっぱいに押し拡げられ、断面が馬蹄形となり、遂には一部が填込溝１９からはみ出る。はみ出ると接続板１３を反らせ、遂には脆弱な溝１２に亀裂を生じさせる結果、接続板１３は二つに割れる。割れた接続板１３ａ・１３ｂは、外側へ押し出される。それに伴い、留具１４ｂが、噛み合っている防爆性留具１４ａを外側へ押し出す。
【００２１】
その結果、同図（ｃ）に示すように、部材１１ａと１１ｂとは、破片が飛散することなく、分離する。
【００２２】
このとき、馬蹄形に広がったシーム管１７は、その中に導爆線１６の残渣が残存しており、填込溝１９いっぱいに拡がるため、填込溝１９から抜け落ちない。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明の分離装置は、多段式ロケットの分離、ロケットまたは人工衛星に搭載された機器を覆っている外殻カプセルを切り離すフェアリング分離、その他の部材同士を分離する際に使用される。部材を分離する動作時に、破片や爆薬の残渣が飛散せず、衝撃が小さいので、搭載機器等の損壊を防止することができる。分離にかかる時間は極めて短いので、緊急用切離装置にも用いることができる。金属管に切込が設けられていると、導爆線の量を少なくして、衝撃を小さくしつつ効果的に分離させることができる。可撓的な導爆線を用いることにより、分離すべき部材の分離端の形状や、接続板の長さ等に合わせて、簡便かつ確実に部材を分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する部材の分離装置の実施途中を示す要部断面図である。
【図２】本発明を適用する部材の分離装置を有する宇宙用ロケットの一部切欠き側面図である。
【図３】本発明を適用外の部材の分離装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１は部材の分離装置、１１ａ・１１ｂは分離すべき部材、１２は脆弱部、１３・１３ａ・１３ｂは接続板、１４ａは防爆性留具、１４ｂは留具、１５ａ・１５ｂは螺子、１６は導爆線、１７は金属管、１８は切込、１９は填込溝、２０は起爆装置、２１は搭載機器、２２は宇宙用ロケット、３１ａ・３１ｂは分離すべき部材、３３は連結部材、３６はＶ字形成型爆破線である。

Claims (2)

1. 分離すべき両部材の両分離端同士を跨ぐ接続板が、該両分離端に添う脆弱部を有しており、該両分離端同士を跨ぎ該接続板の該脆弱部に沿うと共に該脆弱部へ向いた填込溝が設けられている防爆性留具が、該接続板を介して該分離すべき一方の部材にねじ留めされており、該防爆性留具に噛み合う別な留具が、該接続板を介して該分離すべき他方の部材にねじ留めされていて、起爆装置へ繋がっている導爆線を挿入して圧し潰された金属管が、該填込溝に填め込まれていて、該金属管は、切込が該填込溝の奥へ向いているシーム管であることを特徴とする部材の分離装置。
2. 該脆弱部は該接続板の外側面に付された溝であり、該金属管は接続板の内側面に当接されていることを特徴とする請求項１に記載の部材の分離装置。

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