JP4512442B2 - End face combustion solid rocket motor - Google Patents

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Description

本発明は、モータケース内に推進薬を収納してなる端面燃焼固体ロケットモータに関する。   The present invention relates to an end face combustion solid rocket motor in which a propellant is housed in a motor case.

固体ロケットモータは液体ロケットに比べて構造が簡単で可動部分がないため、信頼性が高く、取り扱いも容易であり、推進薬を充填したまま長期保存することもできるという利点を有している。更に、固体推進薬を使用した固体ロケットは液体ロケットに比べ短時間に大推力を出すことができるという特徴も有している。   Solid rocket motors have the advantages that they are simple in structure and have no moving parts compared to liquid rockets, so they are highly reliable, easy to handle, and can be stored for a long time with propellants filled. Furthermore, solid rockets using solid propellants have a feature that they can produce a large thrust in a short time compared to liquid rockets.

このような特徴を有する固体ロケットモータは、人工衛星打ち上げ用ロケットのメインモータや推力増強のための補助ロケットモータとして、あるいは防衛用のミサイル推進機関やロケット弾として利用されている一方、ロケットやミサイル等に装備される姿勢制御用の小型スラスタや、制御機器の圧力源、動力源用ガスジェネレータとしても幅広く利用されている。   Solid rocket motors with such characteristics are used as main motors for satellite launch rockets, auxiliary rocket motors for thrust enhancement, or as missile propulsion engines and rockets for defense, while rockets and missiles. It is also widely used as a small thruster for attitude control, etc., equipped as a pressure source for control equipment, and a power generator gas generator.

小型スラスタやガスジェネレータのような利用分野においては、燃焼ガスの発生速度や、スラストが変動せず一定であることが強く要求されるため、円柱状の固体推進薬を端面から燃焼させていく端面燃焼型の固体ロケットモータが利用されている。   In fields of use such as small thrusters and gas generators, it is strongly required that the generation speed of the combustion gas and the thrust be constant, so that the end face where the cylindrical solid propellant is burned from the end face Combustion-type solid rocket motors are used.

また、このような端面燃焼固体ロケットモータの場合、必要な作動時間を確保するためには、一般に円柱状の固体推進薬の長さが長くなる傾向にあり、このような長い円柱状の固体推進薬を高い応力を発生させること無くモータケース内に保持することも必要になる。   In addition, in the case of such an end face combustion solid rocket motor, in order to ensure the required operating time, generally the length of the cylindrical solid propellant tends to be long, and such a long cylindrical solid propellant It is also necessary to hold the medicine in the motor case without generating high stress.

図５は、従来の端面燃焼固体ロケットモータの概略断面図である。   FIG. 5 is a schematic sectional view of a conventional end face combustion solid rocket motor.

図５に示すように、従来の端面燃焼固体ロケットモータは、円筒形のモータケース８２内に、円筒形の推進薬８４を充填した構成になっており、モータケース８２頭部には推進薬８４を接着固定するために固定ブロック８８が接着固定され、モータケース８２の後部には開口が設けられノズル（不図示）に接続されている。   As shown in FIG. 5, the conventional end face combustion solid rocket motor has a configuration in which a cylindrical motor case 82 is filled with a cylindrical propellant 84, and the propellant 84 is placed on the head of the motor case 82. A fixing block 88 is bonded and fixed to the motor case 82, and an opening is provided in the rear part of the motor case 82 and connected to a nozzle (not shown).

さらに、モータケース８２の内側面には、高温の燃焼ガスからモータケース８２を保護するための断熱材としてインシュレーション８３が接着固定されている。同様に推進薬８４の側面にもインシュレーション８５が接着固定され、推進薬８４側のインシュレーション８５とモータケース８２側に設けられたインシュレーション８３とはお互いに接着剤87により接着固定されている。また、推進薬８４の一方の端面８６は固定ブロックに接着固定され、他方の端面は燃焼面８９として開放されている。   Furthermore, an insulation 83 is bonded and fixed to the inner side surface of the motor case 82 as a heat insulating material for protecting the motor case 82 from high-temperature combustion gas. Similarly, the insulation 85 is bonded and fixed to the side surface of the propellant 84, and the insulation 85 on the propellant 84 side and the insulation 83 provided on the motor case 82 side are bonded and fixed to each other with an adhesive 87. . Further, one end face 86 of the propellant 84 is bonded and fixed to the fixing block, and the other end face is opened as a combustion face 89.

ここで、点火器（不図示）によって、燃焼面８９に点火されると、高温、高圧の燃焼ガスが開口を通ってノズルへと噴射される。このとき推進薬８４の側面が全面的にモータケース８２の内側面と接着固定されている場合には、燃焼ガスの圧力が推進薬燃焼面に作用すると、推進薬８４の側面がモータケース８２内側面に固定されているため、推進薬燃焼面の外周部に比べ中心部の変形が大きくなり、図４の点線に示すように推進薬の燃焼面が凹状に変形する。ここで、凹部の深さｈは推進薬８４の軸方向の長さに比例するので、燃焼が進むにしたがって凹状の深さｈは小さくなり、燃焼面の面積は小さくなる。   Here, when the combustion surface 89 is ignited by an igniter (not shown), high-temperature and high-pressure combustion gas is injected into the nozzle through the opening. At this time, in the case where the side surface of the propellant 84 is entirely bonded and fixed to the inner side surface of the motor case 82, when the pressure of the combustion gas acts on the propellant combustion surface, the side surface of the propellant 84 is in the motor case 82. Since it is fixed to the side, the deformation of the central portion is larger than the outer peripheral portion of the propellant combustion surface, and the combustion surface of the propellant is deformed into a concave shape as shown by the dotted line in FIG. Here, since the depth h of the recess is proportional to the axial length of the propellant 84, the depth h of the recess becomes smaller as the combustion proceeds, and the area of the combustion surface becomes smaller.

また、推進薬８４の側面が全面的にモータケース８２の内側面とインシュレーション83および85を介して、接着剤87によって接着固定されているので、推進薬燃焼面に圧力が作用すると、推進薬側面の燃焼面近傍Aに応力が集中する
特開昭５７−８１１４６ In addition, since the side surface of the propellant 84 is entirely bonded and fixed to the inner side surface of the motor case 82 via the insulations 83 and 85 by the adhesive 87, when the pressure acts on the propellant combustion surface, the propellant Stress concentrates near the combustion surface A on the side
JP-A-57-81146

上述のように従来の端面燃焼ロケットモータは、充填された推進薬の側面で全面的にモータケースの内側面とインシュレーションを介して、接着剤によって接着固定されているので、燃焼時、推進薬の燃焼面が凹状に変形し、燃焼が進むにしたがって凹状の変形の深さが変化する。このため、燃焼が進むにしたがって燃焼面の面積が変化するため、ノズルから噴出する燃焼ガスの噴射特性を一定に維持することが出来なかった。   As described above, the conventional end face combustion rocket motor is bonded and fixed by the adhesive through the inner surface of the motor case and the insulation entirely on the side surface of the propellant filled, so that the propellant is used during combustion. The combustion surface is deformed into a concave shape, and the depth of the concave deformation changes as the combustion proceeds. For this reason, since the area of the combustion surface changes as combustion progresses, the injection characteristics of the combustion gas ejected from the nozzle cannot be maintained constant.

また、推進薬の側面がモータケースに拘束されるので、燃焼中に推進薬燃焼面に圧力が作用すると、推進薬側面において燃焼面近傍に応力が集中するため、推進薬にクラックが入り、バーストの原因となる場合があった。   In addition, since the side of the propellant is constrained by the motor case, if pressure acts on the propellant combustion surface during combustion, stress concentrates near the combustion surface on the side of the propellant, causing the propellant to crack and burst. There was a case of causing.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、燃焼時、推進薬の燃焼面の変形を抑制し、燃焼ガスの噴射特性を一定に維持するとともに、推進薬側面において燃焼面近傍に応力が集中するのを防止する端面燃焼ロケットモータの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and suppresses the deformation of the combustion surface of the propellant during combustion, maintains the injection characteristics of the combustion gas constant, and causes stress near the combustion surface on the side of the propellant. An object of the present invention is to provide an end face combustion rocket motor that prevents concentration.

本発明に係る端面燃焼固体ロケットモータは、モータケース内に推進薬を収納してなる端面燃焼固体ロケットモータであって、前記モータケースの内側面および前記推進薬の外側面にはインシュレーションが設けられ、前記モータケースの内側面に設けられたインシュレーションと前記推進薬の外側面に設けられたインシュレーションとは、互いに摺動可能に接しており、前記モータケース内に収納される前記推進薬は、当該推進薬の一方の端面のみにてモータケースと接着固定されていることを特徴とする。 An end face combustion solid rocket motor according to the present invention is an end face combustion solid rocket motor in which a propellant is housed in a motor case, and an insulation is provided on an inner surface of the motor case and an outer surface of the propellant. The insulation provided on the inner surface of the motor case and the insulation provided on the outer surface of the propellant are slidably in contact with each other, and the propellant stored in the motor case Is characterized in that it is bonded and fixed to the motor case only at one end face of the propellant.

また、本発明に係る端面燃焼固体ロケットモータは、モータケース内に推進薬を収納してなる端面燃焼固体ロケットモータであって、前記モータケースの内側面および前記推進薬の外側面にはインシュレーションが設けられ、前記モータケース内に収納される前記推進薬は、当該推進薬の燃焼面とは反対側の端面とモータケース、及び当該推進薬側のインシュレーションであって、燃焼面とは反対側の端面から当該推進薬の軸方向における全長の１／２以下の範囲のインシュレーションとモータケース側インシュレーションとは接着固定され、あるいは当該推進薬側のインシュレーションであって、燃焼面とは反対側の端面から当該推進薬の軸方向における全長の１／２以下の範囲のインシュレーションとモータケース側インシュレーションとは接着固定されており、前記モータケースの内側面に設けられたインシュレーションと前記推進薬の外側面に設けられたインシュレーションの非接着部分は、互いに摺動可能に接している、
ことを特徴とする。 An end face combustion solid rocket motor according to the present invention is an end face combustion solid rocket motor in which a propellant is accommodated in a motor case, and insulation is provided on an inner surface of the motor case and an outer surface of the propellant. The propellant stored in the motor case is an end surface opposite to the combustion surface of the propellant , the motor case, and the propellant side insulation, and is opposite to the combustion surface. The insulation in the range of ½ or less of the total length in the axial direction of the propellant from the side end surface and the motor case side insulation are bonded and fixed, or the propellant side insulation, which is the combustion surface insulation and the motor case side insulation of 1/2 or less of the range of the total length from the end face on the opposite side in the axial direction of the propellant Are bonded, non-adhesive portion of the insulation provided on the outer surface of the propellant and insulation provided on the inner surface of the motor casing is slidably in contact with each other,
It is characterized by that.

ここでいう端面燃焼固体ロケットモータは、推進力を発生させるために使用するものの外、ガスジェネレータとして利用するものも含む概念である。   The end face combustion solid rocket motor here is a concept including not only one used for generating propulsion but also one used as a gas generator.

上記のように、本発明に係る端面燃焼固体ロケットモータによれば、充填された推進薬の側面の大部分又は全部がモータケースと接着固定されていないので、推進薬の燃焼中、推進薬の側面はモータケースに拘束されることなく、軸方向へ移動することが可能であり、燃焼中、推進薬燃焼面に圧力が作用したとしても端面が平行に変化するだけである。したがって、推進薬の燃焼中に推進薬燃焼面の外周部に比べ中心部の変形が大きくなるということがなく、推進薬燃焼面が凹状に変形しないので、ノズルから噴出する燃焼ガスの噴射特性を一定に維持させることができる。   As described above, according to the end face combustion solid rocket motor according to the present invention, most or all of the side surface of the propellant filled is not bonded and fixed to the motor case. The side surface can move in the axial direction without being constrained by the motor case, and even if pressure acts on the propellant combustion surface during combustion, the end surface only changes in parallel. Therefore, the central portion of the propellant combustion surface is not greatly deformed during the combustion of the propellant, and the propellant combustion surface is not deformed into a concave shape. It can be kept constant.

また、推進薬の側面がモータケースに拘束されないので、推進薬の燃焼中に推進薬側面において燃焼面近傍に応力が集中し、推進薬にクラックが入ることによるバーストを防止することができる。   Further, since the side surface of the propellant is not constrained by the motor case, it is possible to prevent burst due to cracks in the propellant due to stress concentration near the combustion surface on the side surface of the propellant during combustion of the propellant.

図１は、実施例１の端面燃焼固体ロケットモータ１の軸方向断面図であり、図２は端面燃焼固体ロケットモータの軸方向に垂直な断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view in the axial direction of the end face combustion solid rocket motor 1 of the first embodiment, and FIG. 2 is a cross section perpendicular to the axial direction of the end face combustion solid rocket motor.

図１に示すように、実施例１における端面燃焼ロケットモータ１は、円筒形のモータケース２内に、円筒形の推進薬４を充填した構成になっており、モータケース２頭部には推進薬４を接着固定するために固定ブロック８が接着固定され、モータケース２の後部には開口が設けられノズル（不図示）に接続されている。   As shown in FIG. 1, the end face combustion rocket motor 1 according to the first embodiment has a configuration in which a cylindrical motor case 2 is filled with a cylindrical propellant 4 and propelled on the head of the motor case 2. In order to bond and fix the medicine 4, a fixing block 8 is bonded and fixed, and an opening is provided in the rear part of the motor case 2 and connected to a nozzle (not shown).

さらに、モータケース２の内側面には、高温の燃焼ガスからモータケース２を保護するための断熱材としてインシュレーション３が内側面全体に接着されている。同様に推進薬４の側面にもその全周にわたってインシュレーション５が接着されている。 なお、図1、2、および3には、推進薬4の側面7を空間として図示しているが、これは本発明の説明を容易にするためにこのような空間を設けて表現したものであり、実際には推進薬４側のインシュレーション５とモータケース２側に設けられたインシュレーション３とはお互いに摺動可能に接している。 また、推進薬４の一方の端面６は固定ブロック８に接着固定され、他方の端面は燃焼面９として開放されている。   Furthermore, an insulation 3 is bonded to the entire inner surface of the inner surface of the motor case 2 as a heat insulating material for protecting the motor case 2 from high-temperature combustion gas. Similarly, the insulation 5 is adhered to the side surface of the propellant 4 over the entire circumference. In FIGS. 1, 2 and 3, the side surface 7 of the propellant 4 is illustrated as a space, which is expressed by providing such a space in order to facilitate the explanation of the present invention. In fact, the insulation 5 on the propellant 4 side and the insulation 3 provided on the motor case 2 side are slidably in contact with each other. Further, one end face 6 of the propellant 4 is bonded and fixed to a fixing block 8, and the other end face is opened as a combustion face 9.

次に作用を説明する。   Next, the operation will be described.

モータケース２内の推進薬４の燃焼面９に点火すると、高温、高圧の燃焼ガスが開口を通ってノズルへと噴射される。このとき、この燃焼ガスの作用により、燃焼面９に圧力が加わる。   When the combustion surface 9 of the propellant 4 in the motor case 2 is ignited, high-temperature and high-pressure combustion gas is injected to the nozzle through the opening. At this time, pressure is applied to the combustion surface 9 by the action of the combustion gas.

ここで、推進薬４は、燃焼面９とは反対側の端面６のみで固定ブロック８と接着固定されているため、推進薬４の側面は軸方向に摺動可能となり側面に働く軸方向の応力を逃がすことが出来る。したがって、燃焼面９に燃焼ガスの作用による圧力が加わっても、推進薬４の側面において軸方向に大きな応力が加わることはないので、実質的に推進薬４は静水圧負荷状態となる。このため推進薬４の燃焼面９が凹状に変形することはなく、初期のほぼ平らな形状を維持したまま燃焼が進み、したがって、燃焼ガスの噴射特性が一定に維持される。   Here, since the propellant 4 is bonded and fixed to the fixed block 8 only at the end face 6 opposite to the combustion surface 9, the side surface of the propellant 4 is slidable in the axial direction, and the axial direction acting on the side surface Stress can be released. Therefore, even if pressure due to the action of the combustion gas is applied to the combustion surface 9, no large stress is applied in the axial direction on the side surface of the propellant 4, so that the propellant 4 is substantially in a hydrostatic pressure load state. For this reason, the combustion surface 9 of the propellant 4 is not deformed into a concave shape, and combustion proceeds while maintaining the initial substantially flat shape, and therefore, the injection characteristics of the combustion gas are maintained constant.

さらに、このロケットモータ１を保管している場合において、気温の変化に対する推進薬４とモータケース２の間で熱膨張の差があった場合に、推進薬４の側面は、モータケース２と接着されていないので、推進薬４は軸方向に膨張することが出来る。したがって、このような場合でも推進薬４内部に応力が生じてクラックが発生することはない。   Further, in the case where the rocket motor 1 is stored, when there is a difference in thermal expansion between the propellant 4 and the motor case 2 with respect to a change in temperature, the side surface of the propellant 4 is bonded to the motor case 2. Since it is not, the propellant 4 can expand in the axial direction. Therefore, even in such a case, stress does not occur in the propellant 4 and cracks do not occur.

なお、ここで推進薬４は、燃焼面９とは反対側の端面６のみで固定ブロック８と接着固定させたが、推進薬４側のインシュレーション５とモータケース２側に設けられたインシュレーション３とを固定ブロック８側の端面から軸方向に全長の１／２以下の範囲で接着固定させ、他の部分をお互いに摺動可能に接触させておいても、推進薬４の側面が摺動可能となるので、同様の効果が得られる。この場合、固定ブロック８と推進薬４の端面６とは接着しても接着しなくても良い。   Here, the propellant 4 is bonded and fixed to the fixed block 8 only at the end face 6 opposite to the combustion surface 9, but the propellant 4 side insulation 5 and the insulation provided on the motor case 2 side. 3 is adhered and fixed in the axial direction within a range of ½ or less of the entire length from the end surface on the fixed block 8 side, and the other portions are slidably contacted with each other, the side surface of the propellant 4 is slid. Since it becomes movable, the same effect can be obtained. In this case, the fixing block 8 and the end surface 6 of the propellant 4 may or may not be bonded.

このように、実施例１によれば、充填された推進薬４の側面の大部分又は全部がモータケース２と接着固定されていないので、推進薬４の燃焼中、推進薬４の側面７はモータケース２に拘束されることなく、軸方向へ移動することが可能であり、燃焼中、推進薬燃焼面９に圧力が作用したとしても燃焼面９が平行に変化するだけである。したがって、推進薬４の燃焼中に推進薬燃焼面９の外周部に比べ中心部の変形が大きくなるということはなく、推進薬燃焼面９が凹状に変形しないので、ノズルから噴出する燃焼ガスの噴射特性を一定に維持させることができる。   Thus, according to Example 1, most or all of the side surface of the propellant 4 filled is not bonded and fixed to the motor case 2, so the side surface 7 of the propellant 4 is It is possible to move in the axial direction without being restrained by the motor case 2, and even if pressure acts on the propellant combustion surface 9 during combustion, the combustion surface 9 only changes in parallel. Therefore, the central portion of the propellant combustion surface 9 is not deformed larger than the outer peripheral portion of the propellant combustion surface 9 during combustion of the propellant 4, and the propellant combustion surface 9 does not deform into a concave shape. The injection characteristics can be kept constant.

また、実施例１によれば、推進薬４の側面７がモータケース２に拘束されないので、推進薬４の燃焼中に推進薬側面７において燃焼面９の近傍に応力が集中し、推進薬４にクラックが入ることによるバーストを防止することができる。   Further, according to the first embodiment, since the side surface 7 of the propellant 4 is not restrained by the motor case 2, stress is concentrated in the vicinity of the combustion surface 9 on the propellant side surface 7 during combustion of the propellant 4. Burst caused by cracks can be prevented.

さらに、実施例１によれば、気温の変化により推進薬４とモータケース２の間で熱膨張の差があった場合でも、推進薬４は軸方向に膨張することが出来るため、推進薬４内部に応力が生じてクラックが発生することはない。   Furthermore, according to Example 1, even when there is a difference in thermal expansion between the propellant 4 and the motor case 2 due to a change in temperature, the propellant 4 can expand in the axial direction. There will be no internal stress and cracking.

図３は、実施例２の端面燃焼固体ロケットモータ１の軸方向に垂直な断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the end face combustion solid rocket motor 1 of the second embodiment.

実施例２における端面燃焼固体ロケットモータ１も実施例１と同様の構成となっている。すなわち、円筒形のモータケース２内に、円筒形の推進薬４を充填した構成になっており、モータケース２頭部には推進薬４を接着固定するために固定ブロック８が接着固定され、モータケース２の後部には開口が設けられノズル（不図示）に接続されている。   The end face combustion solid rocket motor 1 in the second embodiment also has the same configuration as in the first embodiment. That is, the cylindrical motor case 2 is filled with a cylindrical propellant 4, and a fixing block 8 is bonded and fixed to the head of the motor case 2 in order to bond and fix the propellant 4. An opening is provided in the rear portion of the motor case 2 and connected to a nozzle (not shown).

さらに、モータケース２の内側面には、断熱材としてインシュレーション３が接着されており、同様に推進薬４の側面にもインシュレーション５が接着されている。そして、推進薬４側のインシュレーション５とモータケース２側に設けられたインシュレーション３とはお互いに摺動可能に接している。また、推進薬４の一方の端面６は固定ブロック８に接着固定され、他方の端面は燃焼面９として開放されている。   Further, the insulation 3 is bonded to the inner side surface of the motor case 2 as a heat insulating material, and the insulation 5 is also bonded to the side surface of the propellant 4 in the same manner. The insulation 5 on the propellant 4 side and the insulation 3 provided on the motor case 2 side are slidably in contact with each other. Further, one end face 6 of the propellant 4 is bonded and fixed to a fixing block 8, and the other end face is opened as a combustion face 9.

そして、図3に示すように、推進薬４の側面に全周にわたって接着されたインシュレーション５の表面には、軸方向に溝１１が施されており、この点が実施例1と相違する。   As shown in FIG. 3, the surface of the insulation 5 bonded to the side surface of the propellant 4 over the entire circumference is provided with a groove 11 in the axial direction, which is different from the first embodiment.

次に作用を説明する。   Next, the operation will be described.

実施例１の場合と同様、燃焼ガスの作用により、燃焼面に圧力が加わったとき、推進薬４は、燃焼面９とは反対側の端面６のみで固定ブロック８と接着固定されているため、推進薬４の側面は軸方向に摺動可能となり側面に働く軸方向の応力を逃がすことが出来る。したがって、推進薬４の側面において軸方向に大きな応力が加わることはないので、実質的に推進薬４は静水圧負荷状態となる。このため推進薬４の燃焼面９が凹状に変形することはなく、初期のほぼ平らな形状を維持したまま燃焼が進み、したがって、燃焼ガスの噴射特性が一定に維持される。   As in the case of the first embodiment, when pressure is applied to the combustion surface by the action of the combustion gas, the propellant 4 is adhesively fixed to the fixed block 8 only at the end surface 6 opposite to the combustion surface 9. The side surface of the propellant 4 is slidable in the axial direction, and the axial stress acting on the side surface can be released. Therefore, since a large stress is not applied in the axial direction on the side surface of the propellant 4, the propellant 4 is substantially in a hydrostatic pressure load state. For this reason, the combustion surface 9 of the propellant 4 is not deformed into a concave shape, and combustion proceeds while maintaining the initial substantially flat shape, and therefore, the injection characteristics of the combustion gas are maintained constant.

また、このロケットモータ１を保管している場合において、気温の変化に対する推進薬４とモータケース２の間で熱膨張の差があった場合に、推進薬４の側面は、モータケース２と接着されていないので、推進薬４は軸方向に膨張することが出来る。さらに、インシュレーションに溝が施されているので、推進薬４が熱膨張したとき、インシュレーションの凸部が弾性変形するので、半径方向の膨張による変位の吸収が可能となる。   Further, when the rocket motor 1 is stored, when there is a difference in thermal expansion between the propellant 4 and the motor case 2 with respect to a change in temperature, the side surface of the propellant 4 is bonded to the motor case 2. Since it is not, the propellant 4 can expand in the axial direction. Furthermore, since the grooves are formed in the insulation, when the propellant 4 is thermally expanded, the projections of the insulation are elastically deformed, so that the displacement due to the expansion in the radial direction can be absorbed.

また、推進薬４側のインシュレーション５とモータケース２側に設けられたインシュレーション３との接触面積が、インシュレーション５の表面に溝１１がない場合に比べて小さくなるので、推進薬４は、より自由に軸方向に滑ることができる。したがって、推進薬４側のインシュレーション５とモータケース２側に設けられたインシュレーション３との間で働く摩擦力により、推進薬４の軸方向への熱膨張が拘束されてしまうという現象が起こりにくくなるので、熱膨張による過大な応力の発生を回避することができる。   In addition, since the contact area between the insulation 5 on the propellant 4 side and the insulation 3 provided on the motor case 2 side is smaller than the case where there is no groove 11 on the surface of the insulation 5, the propellant 4 is Can slide more freely in the axial direction. Therefore, a phenomenon occurs in which the thermal expansion in the axial direction of the propellant 4 is restricted by the frictional force that acts between the insulation 5 on the propellant 4 side and the insulation 3 provided on the motor case 2 side. Since it becomes difficult, generation | occurrence | production of the excessive stress by thermal expansion can be avoided.

ここで、推進薬４側のインシュレーション５には、軸方向にのみ溝を施したが、溝は周方向に施してもよく、また、軸方向及び周方向の溝を組み合わせたものとしてもよい。あるいは、推進薬４側のインシュレーション５ではなく、モータケース２側に設けられたインシュレーション３の表面に、軸方向溝、又は周方向溝、又は軸方向溝と周方向溝とを組み合わせた溝を設けても良い。さらに、モータケース２側に設けられたインシュレーション３の表面及び推進薬４側のインシュレーション５の表面の両方に上述のような溝を設けても良い。   Here, the groove 5 is provided in the insulation 5 on the propellant 4 side only in the axial direction, but the groove may be provided in the circumferential direction, or may be a combination of the axial and circumferential grooves. . Or the groove | channel which combined the axial direction groove | channel, the circumferential direction groove | channel, or the axial direction groove | channel and the circumferential direction groove | channel on the surface of the insulation 3 provided in the motor case 2 side instead of the insulation 5 by the side of the propellant 4 May be provided. Furthermore, you may provide a groove | channel as mentioned above in both the surface of the insulation 3 provided in the motor case 2 side, and the surface of the insulation 5 in the propellant 4 side.

なお、ここで推進薬４は、燃焼面９とは反対側の端面６のみでモータケース２と接着固定させたが、推進薬４側のインシュレーション５とモータケース２側に設けられたインシュレーション３とを固定ブロック８側の端面から軸方向に全長の１／２以下の範囲で接着固定させ、他の部分をお互いに摺動可能に接触させておいても、推進薬４の側面が部分的に摺動可能となるので、この摺動可能な領域においても同様の効果が得られる。この場合、固定ブロック８と推進薬４の端面６とは接着しても接着しておかなくても良い。   Here, the propellant 4 is adhered and fixed to the motor case 2 only at the end face 6 opposite to the combustion surface 9. However, the propellant 4 side insulation 5 and the insulation provided on the motor case 2 side are used. 3 is adhered and fixed in the axial direction within the range of 1/2 or less of the entire length from the end face on the fixed block 8 side, and the other parts are slidably in contact with each other, the side surface of the propellant 4 is partially Therefore, the same effect can be obtained in this slidable region. In this case, the fixing block 8 and the end face 6 of the propellant 4 may or may not be bonded.

このように、実施例２によれば、充填された推進薬４の側面の大部分又は全部がモータケース２と接着固定されていないので、推進薬４の燃焼中、推進薬４の側面７はモータケース２に拘束されることなく、軸方向へ移動することが可能であり、燃焼中、推進薬燃焼面９に圧力が作用したとしても燃焼面９が平行に変化するだけである。したがって、推進薬４の燃焼中に推進薬燃焼面９の外周部に比べ中心部の変形が大きくなるということはなく、推進薬燃焼面９が凹状に変形しないので、ノズルから噴出する燃焼ガスの噴射特性を一定に維持させることができる。   Thus, according to the second embodiment, most or all of the side surface of the propellant 4 filled is not bonded and fixed to the motor case 2, so that the side surface 7 of the propellant 4 is It is possible to move in the axial direction without being restrained by the motor case 2, and even if pressure acts on the propellant combustion surface 9 during combustion, the combustion surface 9 only changes in parallel. Therefore, the central portion of the propellant combustion surface 9 is not deformed larger than the outer peripheral portion of the propellant combustion surface 9 during combustion of the propellant 4, and the propellant combustion surface 9 does not deform into a concave shape. The injection characteristics can be kept constant.

また、実施例２によれば、推進薬４の側面７がモータケース２に拘束されないので、推進薬４の燃焼中に推進薬側面７において燃焼面９の近傍に応力が集中し、推進薬４にクラックが入ることによるバーストを防止することができる。   Further, according to the second embodiment, since the side surface 7 of the propellant 4 is not restrained by the motor case 2, stress is concentrated in the vicinity of the combustion surface 9 on the side surface 7 of the propellant 4 during combustion of the propellant 4. Burst caused by cracks can be prevented.

さらに、実施例２によれば、気温の変化により推進薬４とモータケース２の間で熱膨張の差があった場合でも、推進薬４は軸方向に膨張することが出来るため、推進薬４内部に応力が生じてクラックが発生することはない。   Furthermore, according to Example 2, even when there is a difference in thermal expansion between the propellant 4 and the motor case 2 due to a change in temperature, the propellant 4 can expand in the axial direction. There will be no internal stress and cracking.

また、実施例２によれば、推進薬４とモータケース２の間で熱膨張の差があった場合に、インシュレーションに溝が施されているので、推進薬４が熱膨張したとき、インシュレーションの凸部が弾性変形し、半径方向の膨張による変位の吸収が可能となる。   Further, according to the second embodiment, when there is a difference in thermal expansion between the propellant 4 and the motor case 2, the groove is formed in the insulation. The projection of the projection is elastically deformed, and the displacement due to the expansion in the radial direction can be absorbed.

このとき、インシュレーションに溝が施されているので、推進薬４側のインシュレーション５とモータケース２側に設けられたインシュレーション３との接触面積が小さくなる。したがって、これらのインシュレーション３，５間で働く摩擦力により、推進薬４の軸方向への熱膨張が拘束されてしまうという現象が起こりにくくなるので、熱膨張による過大な応力の発生を回避することができる。   At this time, since the grooves are formed in the insulation, the contact area between the insulation 5 on the propellant 4 side and the insulation 3 provided on the motor case 2 side is reduced. Therefore, since the phenomenon that the thermal expansion in the axial direction of the propellant 4 is constrained by the frictional force acting between these insulations 3 and 5 is less likely to occur, the generation of excessive stress due to thermal expansion is avoided. be able to.

上記のように、本発明に係る端面燃焼固体ロケットモータによれば、充填された推進薬の側面の大部分又は全部がモータケースと接着固定されていないので、推進薬の燃焼中、推進薬の側面はモータケースに拘束されることなく、軸方向へ移動することが可能であり、燃焼中、推進薬燃焼面に圧力が作用したとしても端面が平行に変化するだけである。したがって、推進薬の燃焼中、推進薬の側面に応力が加わらない。したがって、推進薬の燃焼中に推進薬燃焼面の外周部に比べ中心部の変形が大きくなるということがなく、推進薬燃焼面が凹状に変形しないので、ノズルから噴出する燃焼ガスの噴射特性を一定に維持させることができる。また、推進薬の側面がモータケースに拘束されないので、推進薬の燃焼中に推進薬側面において燃焼面近傍に応力が集中し、推進薬にクラックが入ることによるバーストを防止することができるので、固体ロケットモータの性能向上に貢献することができる。   As described above, according to the end face combustion solid rocket motor according to the present invention, most or all of the side surface of the propellant filled is not bonded and fixed to the motor case. The side surface can move in the axial direction without being constrained by the motor case, and even if pressure acts on the propellant combustion surface during combustion, the end surface only changes in parallel. Therefore, no stress is applied to the side of the propellant during combustion of the propellant. Therefore, the central portion of the propellant combustion surface is not greatly deformed during the combustion of the propellant, and the propellant combustion surface is not deformed into a concave shape. It can be kept constant. In addition, since the side of the propellant is not constrained by the motor case, stress is concentrated in the vicinity of the combustion surface on the side of the propellant during combustion of the propellant, and it is possible to prevent bursts due to cracks in the propellant. This can contribute to improving the performance of solid rocket motors.

実施例１の端面燃焼固体ロケットモータの軸方向断面図である。1 is an axial sectional view of an end face combustion solid rocket motor of Example 1. FIG. 実施例１の端面燃焼固体ロケットモータの軸方向に垂直な断面図である。It is sectional drawing perpendicular | vertical to the axial direction of the end surface combustion solid rocket motor of Example 1. FIG. 実施例２の端面燃焼固体ロケットモータの軸方向に垂直な断面図である。It is sectional drawing perpendicular | vertical to the axial direction of the end surface combustion solid rocket motor of Example 2. FIG. 従来の端面燃焼固体ロケットモータの動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the conventional end surface combustion solid rocket motor. 従来の端面燃焼固体ロケットモータの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a conventional end face combustion solid rocket motor.

符号の説明Explanation of symbols

１ 端面燃焼固体ロケットモータ
２ モータケース
３ モータケース側インシュレーション
４ 推進薬
５ 推進薬側インシュレーション
６ 端面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 End face combustion solid rocket motor 2 Motor case 3 Motor case side insulation 4 Propellant 5 Propellant side insulation 6 End face

Claims (4)

モータケース内に推進薬を収納してなる端面燃焼固体ロケットモータであって、
前記モータケースの内側面および前記推進薬の外側面にはインシュレーションが設けられ、
前記モータケースの内側面に設けられたインシュレーションと前記推進薬の外側面に設けられたインシュレーションとは、互いに摺動可能に接しており、
前記モータケース内に収納される前記推進薬は、当該推進薬の一方の端面のみにてモータケースと接着固定されている
ことを特徴とする、端面燃焼固体ロケットモータ。 It is an end face combustion solid rocket motor that contains propellant in a motor case,
Insulation is provided on the inner surface of the motor case and the outer surface of the propellant,
The insulation provided on the inner surface of the motor case and the insulation provided on the outer surface of the propellant are slidably in contact with each other,
The propellant housed in the motor case is bonded and fixed to the motor case only on one end surface of the propellant, and is an end face combustion solid rocket motor. モータケース内に推進薬を収納してなる端面燃焼固体ロケットモータであって、
前記モータケースの内側面および前記推進薬の外側面にはインシュレーションが設けられ、
前記モータケース内に収納される前記推進薬は、
当該推進薬の燃焼面とは反対側の端面とモータケース、及び当該推進薬側のインシュレーションであって、燃焼面とは反対側の端面から当該推進薬の軸方向における全長の１／２以下の範囲のインシュレーションとモータケース側インシュレーションとは接着固定され、あるいは
当該推進薬側のインシュレーションであって、燃焼面とは反対側の端面から当該推進薬の軸方向における全長の１／２以下の範囲のインシュレーションとモータケース側インシュレーションとは接着固定されており、
前記モータケースの内側面に設けられたインシュレーションと前記推進薬の外側面に設けられたインシュレーションの非接着部分は、互いに摺動可能に接している、
ことを特徴とする、端面燃焼固体ロケットモータ。 It is an end face combustion solid rocket motor that contains propellant in a motor case,
Insulation is provided on the inner surface of the motor case and the outer surface of the propellant,
The propellant housed in the motor case is
The end surface on the side opposite to the combustion surface of the propellant and the motor case, and the insulation on the side of the propellant , which is less than ½ of the total length in the axial direction of the propellant from the end surface opposite the combustion surface The insulation in the range and the motor case side insulation are bonded and fixed, or are the propellant side insulation, and are ½ of the total length in the axial direction of the propellant from the end surface opposite to the combustion surface. The following range of insulation and motor case side insulation are fixed by bonding ,
The insulation provided on the inner surface of the motor case and the non-adhesive part of the insulation provided on the outer surface of the propellant are slidably in contact with each other.
An end face combustion solid rocket motor. 前記推進薬側インシュレーションは、表面に複数の軸方向溝、又は周方向溝、あるいは軸方向溝と周方向溝とを組み合わせた溝を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の端面燃焼固体ロケットモータ。 The propellant-side insulation has a plurality of axial grooves, circumferential grooves, or a combination of axial grooves and circumferential grooves on a surface thereof. The end face combustion solid rocket motor described. 前記モータケース側インシュレーションは、表面に複数の軸方向溝、又は周方向溝、あるいは軸方向溝と周方向溝とを組み合わせた溝を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の端面燃焼固体ロケットモータ。 The motor case side insulation has a plurality of axial grooves, circumferential grooves, or a combination of axial grooves and circumferential grooves on a surface thereof. The end face combustion solid rocket motor given in any 1 paragraph.
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