JPH01249685A - Propellant charge and production thereof - Google Patents

Propellant charge and production thereof

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JPH01249685A
JPH01249685A JP7663588A JP7663588A JPH01249685A JP H01249685 A JPH01249685 A JP H01249685A JP 7663588 A JP7663588 A JP 7663588A JP 7663588 A JP7663588 A JP 7663588A JP H01249685 A JPH01249685 A JP H01249685A
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JP
Japan
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propellant
charge
coating
ligaments
propellant charge
Prior art date
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Application number
JP7663588A
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Japanese (ja)
Inventor
B Canterbury J
ジェイビー カンタベリー
A Flanigan David
デビッド エー.フラニガン
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ATK Launch Systems LLC
Original Assignee
Morton Thiokol Inc
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Publication date
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Publication of JPH01249685A publication Critical patent/JPH01249685A/en
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Abstract

PURPOSE: To make it possible to a smokeless or min. smoke quantity propellant charge which burns sufficiently rapidly, by forming the coatings of solid propellant materials on the ligaments of a network supporting material to such a thickness at which specific gaps exist.
CONSTITUTION: The propellant charge for a motor grain, such as launch motor or flying motor, comprises a networks structure 50 and the ligaments 52 thereof are coated with the suitable propellant materials (coatings) 54. The thickness 56 of the coatings 54 is so determined that the gaps to determine the surface regions 60 of the propellant for the purpose of combustion exist between the coated ligaments 52 in order to increase the surface areas thereof.
COPYRIGHT: (C)1989,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体推進薬チャージに関する。本発明の推進
薬チャージの用途には、熱又は推力を急速に発展させる
ために推進薬チャージが急速に燃焼することが要望され
る発射放出モーター(launcheject mot
ors)及びイグナイターが含まれるが、それらに限定
はされない。本発明の推進薬チャージの他の用途として
は、乗り物のエアーバッグインフレーク−のためのガス
発生体としてのものもあり、膨張ガスを急速に生しさせ
ることが要望されるその他の装置のためのガス発生体と
してのものもある。従って、この明細書の目的について
は、「推進薬チャージ」とはエアーバッグ膨張装置及び
他の膨張装置のためのガス発生体を包含するものである
。しかしながら、この発明はまさにこれらの用途に限定
されるのではなく、種々の用途、例えばロケットモータ
ーのだめの主推進用推進薬チャージとしての用途が見い
だされるであろう、ということを理解すべきである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to solid propellant charges. Applications of the propellant charge of the present invention include launch ejection motors where it is desired that the propellant charge burns rapidly to rapidly develop heat or thrust.
ors) and igniters. Other uses for the propellant charge of the present invention include as a gas generator for vehicle air bag inflation and other devices where rapid production of inflation gas is desired. Some use it as a gas generator. Therefore, for purposes of this specification, "propellant charge" includes gas generators for air bag inflation devices and other inflation devices. However, it should be understood that the invention is not limited to just these uses, but will find use in a variety of applications, such as as a propellant charge for the main propulsion of a rocket motor reservoir. .

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕典型
的な固体推進薬チャージは、アルミニウム粒子のような
燃料と過塩素酸アンモニウムのような酸化剤とを含んで
おり、それらは通常は、ヒドロキシを末&IM 4%と
するポリブタジェンのような結合剤により一緒に結合さ
れている。結合剤は、燃料の働きをすることもある。燃
料と酸化剤とが別々の物質であって、それらが−緒に混
合されて推進薬を形成している場合、この推進薬は「混
合推進薬(composite propellant
) jとして知られている。
PRIOR ART AND PROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION A typical solid propellant charge includes a fuel such as aluminum particles and an oxidizing agent such as ammonium perchlorate; They are bonded together by a binder such as hydroxy-free & 4% IM polybutadiene. The binder may also act as a fuel. When the fuel and oxidizer are separate substances that are mixed together to form a propellant, the propellant is called a "composite propellant."
) is known as j.

混合推進薬は、通常は成分を配合してaly、且つ粘稠
ではあるがなお流し込み得る混合物にし、次にそれをロ
ケットモーター室に加え、そしてこの混合物を使用する
ための所定の位置に流し込みそして硬化させて推進薬の
固形塊とすることによって製造される。イグナイター及
びエアーバッグインフレーク−のような一部の用途につ
いては、推進薬混合物は押出し成形して、例えば、アダ
ムス(Adams)  らに対する米国特許第4547
342号に62で例示されたエアーバッグインフレータ
−のためのベレットのような、所望の幾何学的形状にし
てもよい。
Mixed propellants are usually made by blending the components into an aly and viscous but still flowable mixture, then adding it to the rocket motor chamber, and pouring this mixture into position for use. Manufactured by curing into a solid mass of propellant. For some applications, such as igniters and air bag flakes, the propellant mixture may be extruded, e.g., US Pat. No. 4,547 to Adams et al.
It may be of any desired geometry, such as a bellet for an air bag inflator as exemplified at No. 342, No. 62.

固体推進薬チャージにおいては、燃焼は當に表面に対し
垂直な方向に進行する。従って、推進薬グレインが穴(
perfora tion)のない推進薬の固形塊であ
るエンドバーナーとして知られている型式のロケットモ
ーターでは、燃焼はノズル端で始まってロケッ1〜の先
端(head end)に向う方向に進行する。エンド
バーナー型推進薬グレインの燃焼時間は、一般に縦方向
の中心線に沿って縦に穴をあげられた推進薬グレインと
比較して相対的に遅い。
In solid propellant charges, combustion proceeds exactly perpendicular to the surface. Therefore, the propellant grains are holed (
In a type of rocket motor known as an end burner, which is a solid mass of propellant without perforation, combustion begins at the nozzle end and proceeds toward the head end of the rocket. The burn time of end-burner propellant grains is relatively slow compared to propellant grains that are vertically perforated, generally along a longitudinal centerline.

この型式のグレインでは、燃焼は恐らく推進薬グレイン
の全体の長さに沿って始まるであろうから、燃焼は穴か
らロケットモーターケースに向って半径方向に外向きに
進行する。推進薬チャージの燃焼時間はまた、内部穴の
形状によって決定され、[管状形(tube 5hap
e)J又は「中央穴あき(centerperfora
te) Jとして知られる形状は、例えば、推進薬ダレ
インの「内部星状形(internal 5tarsh
ape) Jとして知られる形状よりも、相対的にゆっ
くり燃焼する。
With this type of grain, combustion would likely begin along the entire length of the propellant grain, so that combustion would proceed radially outward from the hole toward the rocket motor case. The combustion time of the propellant charge is also determined by the shape of the internal bore, [tube 5hap]
e) J or “center perfora”
te) The shape known as J is e.g.
ape) burns relatively slowly than the shape known as J.

キャニスタ−発射(canister fired)ミ
サイルのような戦術兵器は、主モーターに点火する前に
キャニスタ−からミサイルを放出するために固体推進薬
チャージの入った発射放出モーターを使用することがあ
る。どんなものであれ有毒ガスを含んでいる大量の煙又
は排気は、作業員にとって有害となるかもしれず、また
煙又は排気は、発射後ミサイルを制御するために維持さ
れなければならないものである目標の可視性を不都合に
妨げることがあるので、発射放出モーターのための推進
薬ダレインも飛行モーター用のイグナイターのための推
進薬チャージも、無煙又は最小煙量(minimums
moke)型であることが望ましい。ところが、無煙型
又は最小煙量型の推進薬は一般に、標準的に所望される
ほど速くは燃焼しない。更に、この型式遇するかもしれ
ない高い温度では柔らかくなる傾向がある。推進薬があ
まりに柔らかくなって、結果としてその物理的状態が、
ミサイルがキャニスタ−から放出される時のように加速
が行われる間に変わる場合には、推進薬の燃焼特性が相
応して変わり、恐らく不適当な燃焼速度又は発射放出モ
ーターの起こり得る爆発に帰着する。
Tactical weapons, such as canister fired missiles, may use a launch ejector motor containing a solid propellant charge to eject the missile from the canister before igniting the main motor. Any large amount of smoke or exhaust containing toxic gases may be harmful to personnel, and the smoke or exhaust must be maintained to control the missile after launch. Because visibility may be undesirably obstructed, neither the propellant charge for the launch ejection motor nor the propellant charge for the flight motor igniter should be smokeless or minimum smoke-free.
moke) type is preferable. However, smokeless or minimal smoke propellants generally do not burn as quickly as is typically desired. Additionally, it tends to soften at the high temperatures this type may encounter. The propellant becomes so soft that its physical state becomes
If the acceleration changes while the missile is being ejected from the canister, the burn characteristics of the propellant will change accordingly, possibly resulting in an inappropriate burn rate or possible detonation of the launch ejector motor. do.

金属又は合金の均一な相互に連絡する球形の空隙を有す
る気泡質の燃料要素と、この空隙を満たす推進薬物質と
から本質的になる固体推進薬を調製することは、マロイ
(Mulloy)に対する米国特許第3191535号
明細書に示唆されている。
The preparation of solid propellants consisting essentially of a cellular fuel element having homogeneous interconnecting spherical voids of a metal or alloy and a propellant material filling the voids is described in US Pat. This is suggested in the specification of Japanese Patent No. 3191535.

金属又はその伸開種類のものの網状構造を留めている成
形品を固体推進薬強化材および燃焼速度調節剤として使
用することができるということも、ウォルツ(Walz
)に対する米国特許第3616841号及び第3946
039号明細書に示唆されている。これらのウォルツの
特許明細書は、これによって参照によりここに組み入れ
られてこの明細書の一部をなすものであるが、そのよう
な網状構造を、気孔数が1インチの直線につき3から1
25まで色々である広範囲の気孔の大きさのものでよい
実質的に均質な網状構造にするため、型として自己支持
型の網状ポリウレタン又は、リガメントで形成されたを
機気泡体を使用して製造する方法を記述し、また、完成
した気泡材料の特徴は、連続で、ガスがなく又は多孔度
が低く、且つ一体構造であるリガメントを有することで
ある。
It is also clear from Walz that molded articles containing networks of metals or of the expanded variety can be used as solid propellant reinforcements and burn rate modifiers.
) U.S. Patent Nos. 3,616,841 and 3,946
No. 039 specification. These Waltz patents, which are hereby incorporated by reference and made a part of this specification, describe such networks with pores ranging from 3 to 1 per linear inch.
Manufactured using a self-supporting reticulated polyurethane or ligament-formed cellular foam as a mold to give a substantially homogeneous network structure which may be of a wide range of pore sizes varying up to 25 mm. We describe a method to do so, and the finished cellular material is characterized by having ligaments that are continuous, gas-free or have low porosity, and are of monolithic construction.

キャンプ(Camp)に対する米国特許第432122
0号明細書は、推進薬チャージに支持構造材を糺み入れ
ることにより推進薬チャージを強化する方法を開示する
。この方法は、柔軟な孔あき材料を所望の装置ff1f
flが得られるまで推進薬ラッカーを通してゆっくりと
横断させることを含むものであると開示される。キャン
プは、「強化」支持材は孔あきであるか又はその伸開様
のものであるので、それは「貯蔵中に放出する推進薬の
分解ガスを透過させ」るものであり、そしてまたそれは
強固であり且つ低密度でなければならない、と述べてい
る。
U.S. Patent No. 432122 for Camp
No. 0 discloses a method of strengthening a propellant charge by embedding support structures into the propellant charge. This method allows the flexible perforated material to be attached to the desired deviceff1f
It is disclosed as comprising slowly traversing the propellant lacquer until fl is obtained. Camp says that the "reinforced" support is perforated or its extension-like form so that it is "permeable to the decomposition gases of the propellant that it releases during storage," and that it is also rigid. and low density.

キャンプは、「強化された」推進薬は「望ましくは増加
した表面積」を有するように「ワツフル様の外観」を持
つべきであると述べてはいるが、キャンプの明細書中の
開示は推進薬の強さを増加させる問題を提出し、そして
「ワツフル様の外観」は、正しい方向への一段階とは言
え、それでもなお十分急速に燃焼する無煙又は最小煙量
の推進薬チャージを提供することはない。上記のウオル
ツの特許明細書は、推進薬チャージの表面積を増加させ
て一層速い燃焼を達成することを開示せず、従って、上
記の問題に対し適切な解答を与えてもいない。
Although Camp states that a "strengthened" propellant should have a "watzful-like appearance" so as to have "desirably increased surface area," the disclosure in Camp's specification indicates that the propellant poses the problem of increasing the strength of the propellant charge, and while the "Watzful-like appearance" is a step in the right direction, it still provides a smokeless or minimal smoke propellant charge that burns sufficiently rapidly. There isn't. The Woltz patent does not disclose increasing the surface area of the propellant charge to achieve faster combustion, and therefore does not provide an adequate answer to the above problem.

それゆえに、急速に燃焼する、すなわち燃焼時間の速い
、無煙又は最小煙量の推進薬チャージを提供することが
、本発明の目的である。「燃焼時間」とは、特定体積の
推進薬チャージを燃焼させるのに必要とする時間を指称
し、そしてこれは推進薬の種類ばもらろん推進薬チャー
ジの物理的形状にも従って変わる。それに反して、推進
薬の表面に対し垂直な「燃焼速度」ば、特定の推進薬物
質については一定である。
It is therefore an object of the present invention to provide a smokeless or minimal smoke propellant charge that burns quickly, ie has a fast burn time. "Burn time" refers to the time required to burn a particular volume of propellant charge, and it varies according to the type of propellant as well as the physical shape of the propellant charge. In contrast, the "burn rate" perpendicular to the propellant surface is constant for a particular propellant material.

(IL推進薬物質高温において柔らかくなる仰向を有す
る場合においてさえ強い加速力に耐えることもまた可能
であるような無煙又は最小煙量の?lII進薬グレイン
又はチャージを提供することが、本発明のもう一つの目
的である。
(IL propellant material) It is an object of the present invention to provide smokeless or minimally smoked ?lII propellant grains or charges which are also capable of withstanding strong acceleration forces even when they have a softening profile at high temperatures. This is another purpose of

無煙又は最小煙f11の用進薬の遅い燃焼時間の問題に
対する解決策についての一つの提案は、推進薬に鉛及び
/又は銅の塩のような燃焼速度触媒を加えてそれらの弾
道挙動を制御すること、すなわちそれらの燃焼速度を上
昇させることであった。
One proposal for a solution to the problem of slow burn times of smokeless or minimal smoke F11 propellants is to add burn rate catalysts, such as lead and/or copper salts, to the propellants to control their ballistic behavior. The goal was to increase their burning rate.

しかしながら、そのような添加剤の活性のため、推進薬
チート−ジからそれらをなくすこともまた望ましい。従
って、燃焼時間を減少させるけれどもそのような有毒物
質を含有しない無煙又は最小煙量の推進薬チャージを提
供することが、本発明のなお別の1」的である。
However, because of the activity of such additives, it is also desirable to eliminate them from propellant cheats. Accordingly, it is yet another object of the present invention to provide a smokeless or minimal smoke propellant charge that reduces burn time but does not contain such toxic materials.

ホウ素と硝酸カリウムのベレットからなるイグナイター
推進薬物質は、イグナイターからの推進薬ガスが推進薬
グレインに点火するためtll進薬グレインに通し得る
ように、孔をあげられた管又はワイヤハスケソトのよう
なハウジング内に置がなければならない。このような孔
あき管又はワイートハスケソ1−は、ふさがれ又は点火
段階の間に吹き飛ばされるかもしれず、たれらの状況は
両方ともロケットの安全に影響を及ばず。イグナイター
のためのそのようなバスケット又は管をなくすこと、ま
たかくしてその費用を減少させることも、本発明の別の
目的である。
The igniter propellant material, consisting of boron and potassium nitrate pellets, is placed in a housing such as a perforated tube or wire bolt so that propellant gas from the igniter can pass through the Tll propellant grains to ignite the propellant grains. must be placed in Such a perforated tube or tube may become blocked or blown out during the ignition phase, both of which situations do not affect the safety of the rocket. It is another object of the invention to eliminate such a basket or tube for the igniter and thus reduce its cost.

燃焼時間の減少したガス発生源用推進薬チャージを利用
することが可能である自動車のエアーバッグインフレー
タ−を提供することが、本発明の更に別の目的である。
It is a further object of the present invention to provide an automotive air bag inflator that is capable of utilizing a gas source propellant charge with reduced burn time.

衝撃波又は静電放電の結果として生しるがもじれない推
進薬チャージに対する危険を減少させることが、本発明
のもう一つの目的である。
It is another object of the present invention to reduce the risk of untangled propellant charges resulting from shock waves or electrostatic discharges.

推進薬チャージの燃焼時間を減少させることが、本発明
の更に別の目的である。
It is yet another object of the invention to reduce the burn time of a propellant charge.

安全で、信頼性があり、且つ毒性のない、燃焼時間の速
い推進薬チャージを提供することが、本発明のなおまた
別の目的である。
It is yet another object of the present invention to provide a fast burn time propellant charge that is safe, reliable, and non-toxic.

この発明の、上述及び他の目的、特徴、及び利点は、添
付の図面と関連して読まれるべき本発明の好ましい態様
を詳細に説明する下記の記観によって明らかとなろう。
The above and other objects, features, and advantages of the invention will become apparent from the following description, which details preferred embodiments of the invention and should be read in conjunction with the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段、実施例、及び作用効果〕[Means for solving problems, examples, and effects]

第1図を参照すれば、担い発射(shoulder] 
a Ll n c h )することができるキャニスタ
−発射ミサイルが10で示されており、これには発射放
出モーター12と飛行モーター14とが含まれている。
Referring to Figure 1, shoulder firing
A canister-launched missile is shown at 10 and includes a launch ejection motor 12 and a flight motor 14.

発射放出モーター12は、長さが典型的には約10イン
チ(約250mm)から約6フイート(約1.8m)ま
での飛行モーター14をキャニスタ−(図示せず)から
放出するのに使用される固体推進薬モーターであり、飛
行モーター14ば、その後操作手から安全な距離に遠の
いた時に点火される。発射放出モーター12の大きさは
、飛行モーターの大きさに関係する。長さ40インチ(
1016mm)の飛行モーターについては、発射放出モ
ーターの長さは約4インチ(約100mm)でよい。
Launch ejection motor 12 is used to eject a flight motor 14, typically from about 10 inches (about 250 mm) to about 6 feet (about 1.8 m) in length, from a canister (not shown). The flight motor 14 is a solid propellant motor that is then ignited when the flight motor 14 is at a safe distance from the operator. The size of the launch ejector motor 12 is related to the size of the flight motor. 40 inches long (
For a 1016 mm) flight motor, the length of the launch ejection motor may be approximately 4 inches (approximately 100 mm).

第2図を参照すれば、発射放出モーター12には一般に
円筒形のケース16とノズル18とが含まれている。2
1には、通常型のノズルプラグ20を通ってノズル開口
部に入る電気導線22により着火されるスキブとして一
般に知られている電気マツチ又はイニシエイターが示さ
れる。スキブ21によって着火されるイグナイター24
は、28で示される発射モーター推進薬ダレインの表面
へ熱ガスを放出してその燃焼を開始する。キャニスタ−
(図示せず)から飛行モーター14が放出された後、発
射放出モーター12ば、前方クロージヤー31及び通常
型の分離ピストン23を含んでいる、30で一般的に例
示されるあらゆる適当な分離装置によって発射モーター
より分離される。前方クロージヤー31は、円周に沿っ
て一定間隔を保って用意されたピン25により飛行モー
ターケース構造部材32に離脱できるように保持される
。保持リング(retaining ring) 27
は、前方クロージヤーを適所に保持し且つ整合させる。
Referring to FIG. 2, firing motor 12 includes a generally cylindrical case 16 and a nozzle 18. Referring to FIG. 2
At 1 there is shown an electric match or initiator, commonly known as a squib, which is ignited by an electrical conductor 22 passing through a conventional nozzle plug 20 and into the nozzle opening. Igniter 24 ignited by squib 21
releases hot gas onto the surface of the launch motor propellant Dallaine, shown at 28, to begin its combustion. canister
After flight motor 14 is ejected from (not shown), any suitable separation device, generally exemplified at 30, includes the launch ejection motor 12, a forward closure 31, and a conventional separation piston 23. Separated from the launch motor. The forward closure 31 is removably retained on the flight motor case structural member 32 by pins 25 spaced circumferentially. Retaining ring 27
holds and aligns the front closure in place.

このような分離装置は慣用的設計のものであり、そして
この発明の屈する分野の当業者にあまねく知られた工学
的原理を用いて構成することができるものであって、そ
れゆえここでは更に詳細には説明しない。
Such separation devices are of conventional design and can be constructed using engineering principles generally known to those skilled in the art to which this invention pertains, and therefore will not be described in further detail herein. will not be explained.

第3しjを参照して説明すれば、飛行モーター14は、
−船釣に円筒状のケース32を含んでおり、このケース
32には弾頭端(head end) 34が含まれて
いて、またケース32はそこからノズル36まで後方に
伸び、ノズル36は成形されているか、さもなげれば支
持部材37に適当に取付けられ、そしてそれが今度はロ
ックリング39と0リングシール41によってケース壁
に密封的に取付けられている(第2図)。ケース32の
内部に含まれているのが推進薬チャージ38で、これは
イグナイター40によって点火される。推進薬チャージ
38とケース壁32との間に配置されているのは、適当
な絶縁体の層42及び適当なインヒヒター43である。
To explain with reference to the third part, the flight motor 14 is
- includes a cylindrical case 32, which case 32 includes a head end 34, from which the case 32 extends rearwardly to a nozzle 36, the nozzle 36 being molded; or otherwise suitably attached to support member 37, which in turn is sealingly attached to the case wall by lock ring 39 and O-ring seal 41 (FIG. 2). Contained within the case 32 is a propellant charge 38, which is ignited by an igniter 40. Disposed between propellant charge 38 and case wall 32 is a layer of suitable insulator 42 and a suitable inhibitor 43.

イグナイター40は、貫通隔壁コネクター47を通り抜
りる導線45により電気的に着火される]又は2以上の
スキブ44によって点火が開始される。偶発的又は1゛
bを防止するため、適当な慣用的点火インターロック4
8を用意してミサイル10がキャニスター(図示せず)
から放出された後までスキブ44が着火されるのを防W
する。慣用的なランヤード集成体のための線(wire
)は46で例示されており、48で例示された、ノズル
クロージヤーとしても役立つ点火インク−ロックを通り
抜ける。
The igniter 40 is electrically ignited by a conductor 45 passing through a through bulkhead connector 47 ] or by two or more squibs 44 . A suitable conventional ignition interlock 4 to prevent accidental or
8 is prepared and missile 10 is a canister (not shown)
Prevents squib 44 from being ignited until after it is released from W
do. wire for conventional lanyard assemblies
) is illustrated at 46 and passes through an ignition ink-lock illustrated at 48 which also serves as a nozzle closure.

発射放出モーター12のための推進薬チャージ28及び
飛行モーター14のためのイグナイター40の可能性に
ついて述べれば、ミサイル10ば慣用的設計のものであ
り、且つ、この発明の屈する分野の当業者にあまねく知
られた工学的原理を用いて構成することができ、従って
、ミサイル10の慣用的な部分は、ごごでこれ以上更に
詳細に説明する必要はない。
The possibility of a propellant charge 28 for the launch ejector motor 12 and an igniter 40 for the flight motor 14 are of conventional design for the missile 10 and are generally understood by those skilled in the art to which this invention pertains. It can be constructed using known engineering principles, and therefore the conventional parts of missile 10 need not be described in further detail.

再び第2図を参照すれば、操作子に対して有害であり且
つミサイルを制御するのに必要である発射後における目
標の可視性を妨げるかもしれない、発射モーターノズル
18からの煙又は排出煙霧の放出を防止するため、推進
薬チャージ28は好ましくは、例えば、ポリ (エヂレ
ングリコール)5重量%、多官能性イソシアネート4重
量%、硝酸エステル可塑剤30重量%、ニトロアミン6
0重量%、及び安定剤(硝酸エステル析出生成物を掃捕
(scavenge)するN−メチルニトロアナリンの
ようなもの)1重量%を含有する推進薬物質のような、
最小煙量の推進薬物質を含んでなる。
Referring again to FIG. 2, smoke or exhaust fumes from the launch motor nozzle 18 that may be detrimental to the manipulators and obstruct visibility of the target after launch necessary to control the missile. To prevent the release of
such as a propellant material containing 0% by weight and 1% by weight of a stabilizer (such as N-methylnitroanaline to scavenge nitrate ester precipitation products).
Contains minimal smoke propellant material.

飛行モーター14の点火段階の間の煙を減少させるため
に、飛行モーター14のためのイグナイター40もまた
、例えば、ニトロセルロース47重量%、硝酸エステル
可塑剤48重量%、加工助剤(粘度調整剤のようなもの
)4重量%、及び安定剤1重量%を含有する推進薬物質
のような、最小煙量の推進薬物質を含有する。
To reduce smoke during the ignition phase of the flight motor 14, the igniter 40 for the flight motor 14 also contains, for example, 47% by weight nitrocellulose, 48% by weight nitrate ester plasticizer, processing aids (viscosity modifiers), etc. 4% by weight) and 1% by weight of stabilizer.

多くの推進薬は海抜の高い所では水蒸気飛行雲を生ずる
ことがあるけれども、海面又はその近くで燃焼した時(
キャニスタ−発射ミサイルは通常そのような所で発射さ
れる)大量の煙を生ずる推進薬は、相当量(すなわち2
0重量%又はそれ以上)の塩化物生成化合物であって過
塩素酸アンモニウム(これば塩化水素を生ずる)のよう
なもの、及び/又は、相当量(すなわち10重量%又は
それ以上)の、アルミニウムのような金属を含有する。
Many propellants can produce water vapor clouds at sea level, but when burned at or near sea level (
Canister-launched missiles are usually launched at such locations) The propellant, which produces large amounts of smoke, is a significant amount (i.e. 2
0% by weight or more) of chloride-forming compounds such as ammonium perchlorate (which produces hydrogen chloride); and/or significant amounts (i.e. 10% by weight or more) of aluminum. Contains metals such as.

推進薬がおよそ5重量%より多くの金属塩(通常燃焼速
度触媒として用いられる)を含有する場合にも、結果と
し′て大量の煙が生ずることがある。
If the propellant contains more than approximately 5% by weight of metal salts (commonly used as burn rate catalysts), large amounts of smoke may also result.

従って、この明細書のl」的のためには、「最小煙量」
推進薬又は推進薬物質とは、0〜20重里%の塩化物生
成化合物、0〜10重量%の金属、及び0〜5重量%の
金属塩を含有する推進薬又は推進薬物質と定義される。
Therefore, for purposes of this specification, "minimum smoke amount"
Propellant or propellant material is defined as a propellant or propellant material containing 0-20% by weight chloride-forming compound, 0-10% by weight metal, and 0-5% by weight metal salt. .

他のロケットモーター推進薬と比較して、最小煙量の推
進薬は非常に速くは燃焼しない。しかしながら、イグナ
イター40又は発射モーターブレイン28の燃焼速度を
上昇させるためイグナイター40又は発射モーターグレ
イン28のいずれかのための推進薬チャージに鉛及び/
又は銅の塩を添加することは、そのような燃焼速度触媒
の毒性のため望ましいこととは考えられない。
Compared to other rocket motor propellants, minimal smoke propellants do not burn very quickly. However, to increase the combustion rate of igniter 40 or launch motor brain 28, lead and/or
Alternatively, the addition of copper salts is not considered desirable due to the toxicity of such burn rate catalysts.

燃焼速度触媒を添加せずにイグナイター40及び発射モ
ーターグレイン28のための推進薬チャージの燃焼時間
を減少させ、且つ、イグナイターペレソトのためのバス
ケット又は管のハウジングをなくすためにも、最小煙量
の推進薬が発射の間における加速力に耐えられるように
推進薬チャージを強くするためにも、イグナイター40
及び発射モーターグレイン28のための推進薬チャージ
は、本発明に従って、第4図及び第5図の50で例示さ
れる網状構造からそれぞれ構成され、そしてそれらのリ
ガメント52は適当な推進薬物質54で被覆されていて
、下記において更に完全に説明されるように表面積を増
加させるためこの被覆されたリガメントの間には隙間が
存在するようになっている。網状の炭素が例示されてい
る第4図に示したように、網状構造50ば、一般に均一
寸法のものであり且つお互いどうし相互に連絡してお互
いに通じる気孔を形成するような多数のリガメント52
から構成される。この明細書の目的のためには、「網状
構造」又は「網状支持材」とは、お互いどうし相互に連
絡してお互いに通じる気孔を形成する多数のリガメント
から構成されている構造又は基材に当てはまるものを意
味し、且つそれば、ウオルツの米国特許明細書に記載さ
れたような構造を包含する。
Minimum smoke volume to reduce the burn time of the propellant charge for the igniter 40 and launch motor grain 28 without adding a combustion rate catalyst and also to eliminate the basket or tube housing for the igniter pellet. The igniter 40 is used to strengthen the propellant charge so that it can withstand the acceleration forces during firing.
The propellant charges for the and launch motor grains 28 are each constructed in accordance with the present invention from a reticulated structure illustrated at 50 in FIGS. 4 and 5, and their ligaments 52 are made of a suitable propellant material 54. The coated ligaments are coated such that gaps exist between the coated ligaments to increase surface area as will be explained more fully below. As shown in FIG. 4, where a reticulated carbon is illustrated, the reticulated structure 50 includes a number of ligaments 52 that are generally of uniform size and interconnected to form interconnected pores.
It consists of For the purposes of this specification, a "network structure" or "network support" refers to a structure or substrate that is composed of a number of ligaments that interconnect with each other to form pores that communicate with each other. is meant as applicable, and as such includes structures such as those described in the Woltz patent.

本発明の側面に従って網状構造50の燃焼から煙の生じ
るのを防止し又は減少させるため、発射モーターグレイ
ン28及びイグナイター40の両被覆された推進薬が燃
焼する温度及び条件において燃焼しない材料、又は最小
煙量材料からおのおの構成される。炭素及び黒鉛は、推
進薬素材が酸素に富むものであるようなある条件下にお
いては燃焼可能であるかもしれないけれども、炭素及び
黒鉛は、それらが燃焼する時に煙を生ずることのない二
酸化炭素を生じ、従って最小煙量材料である。
To prevent or reduce the generation of smoke from combustion of the network 50 in accordance with aspects of the present invention, materials that do not combust at the temperatures and conditions at which the coated propellant of both the launch motor grain 28 and the igniter 40 will combust, or a minimum Each is composed of smoke amount materials. Although carbon and graphite may be combustible under certain conditions, such as when the propellant material is oxygen-rich, carbon and graphite produce carbon dioxide without smoke when they burn; Therefore, it is the material with the least amount of smoke.

本発明の被覆網状構造の他の応用は、推進薬チャージが
無煙又は最小煙量もしくは煙を減少させた種類のもので
あることを必要としないかもしれず、その場合、網状構
造50は、それもまた推進薬物質が燃焼する時に燃焼し
てエネルギーを増加させるように、例えば、アルミニウ
ム、ホウ素、ベリリウム、又は銅のような可燃材料から
構成されることが好ましいかもしれない。このように、
本発明の網状構造50は最小煙量材料もしくは不燃材料
に限定はされない、ということを理解すべきである。
Other applications of the coated network of the present invention may not require the propellant charge to be of the smokeless or minimal smoke or reduced smoke type, in which case the network 50 may also It may also be preferable to construct the propellant material from a combustible material, such as aluminum, boron, beryllium, or copper, so that it combusts and increases energy when it is combusted. in this way,
It should be understood that the network structure 50 of the present invention is not limited to minimal smoke or non-combustible materials.

リガメント52は、網状構造50が推進薬チャージの容
積の約1.5%と6%との間の容積のみを占めるような
寸法にしてよい。推進薬物質のコーティング54は、こ
の発明の属する分野の当業者にあまね(知られている、
アセトンのような適当な溶剤に推進薬物質を熔解させて
調製した推進薬ラッカーをリガメント上に吹きつげ又は
浸漬被覆し、その後この材料をリガメント上で乾燥させ
ることによるような、どのような適当な手段によってリ
ガメント52に適用してもよい。コーティング54の、
第5図において56で例示された厚さは、所望の衝撃性
能及び他の要求性能を達成するためこの発明の属する分
野の当業者にあまねく知られた工学的原理を適用するこ
とによって決定される。しかしながら、本発明によれば
、コーティング54の厚さ56は、相互に連絡する被覆
されたリガメントの間に58で例示される隙間が存在す
るような厚さであって、燃焼のための推進薬の表面領域
60を定めている。浸漬被覆し又は吹付けしてから乾燥
させる操作を数回繰返して、推進薬物質を所望の厚さ5
6まで付着させることが、必要かもしれない。この厚さ
は、隙間58f)l’肉眼で8忍めることがほとんと゛
できないほど小さいような厚さであってもよく、その結
果、網状構造50により占められる容積を考慮に入れれ
ば、推進薬チャージの利用可能な容積の恐らくは90〜
97.5%の非常に大きな割合が推進薬物質によって占
められるけれども、それにもかかわらず急速に燃焼する
ための表面領域60は、恐らくは500χ又はそれ以上
のオーダーまで増加するであろう。
Ligament 52 may be dimensioned such that network structure 50 only occupies between about 1.5% and 6% of the volume of the propellant charge. The propellant material coating 54 is well known to those skilled in the art to which this invention pertains.
Any suitable method may be used, such as by blowing or dip coating the ligament with a propellant lacquer prepared by dissolving the propellant material in a suitable solvent such as acetone, and then drying this material on the ligament. It may be applied to the ligament 52 by means. Coating 54,
The thickness illustrated at 56 in FIG. 5 is determined by applying engineering principles generally known to those skilled in the art to which this invention pertains to achieve the desired impact performance and other required performance. . However, in accordance with the present invention, the thickness 56 of the coating 54 is such that there is a gap, illustrated at 58, between the interconnecting coated ligaments, and the propellant for combustion is A surface area 60 is defined. Several dip coating or spraying and drying operations are repeated to build up the propellant material to the desired thickness.
It may be necessary to attach up to 6. This thickness may be so small that it is almost impossible to penetrate the gap 58f)l' with the naked eye, so that, taking into account the volume occupied by the network 50, the propellant The available volume of the charge is probably 90~
Although a very large proportion of 97.5% is occupied by propellant material, the surface area 60 for rapid combustion will nevertheless increase, perhaps to the order of 500x or more.

第6図を参照すれば、ガスを発生させて乗り物の膨張式
衝突防護バッグを膨らませるだめの、本発明によるガス
発生器又はインフレータ−集成体が70で一般的に示さ
れている。インフレーク−70は一般に円筒形の外形を
有し、二つの構造部材を含んでなるハウジング構造72
を含んでいる。
Referring to FIG. 6, there is shown generally at 70 a gas generator or inflator assembly according to the present invention for generating gas to inflate an inflatable crash bag of a vehicle. The inflator 70 has a generally cylindrical outer shape and includes a housing structure 72 that includes two structural members.
Contains.

この二つの構造部材は、−に部外殻(upper sl
+e1.l)又はデイフユーザ−74と下部外i(lo
wer 5hell)又はベース76を含み、これらは
78 、80 、82で示された三つの同心の摩擦溶接
部(jnertia welds)により接合されて、
インフレーク−築成体70のハウジング構造72を形成
する。三つの摩擦溶接は、単一の摩擦溶接操作で同時に
行なわれる。
These two structural members are the upper sl.
+e1. l) or differential user-74 and lower outer i (lo
5hell) or base 76, which are joined by three concentric friction welds indicated at 78, 80, 82,
Forming the housing structure 72 of the inflake-build 70. The three friction welds are performed simultaneously in a single friction welding operation.

デイフユーザ−74は、三つの同心シリンダー84 、
86 、88と共に鍛造によって作ることができよう。
The differential user 74 has three concentric cylinders 84,
It could be made by forging along with 86 and 88.

これらのシリンダーのおのおのは、デイフユーザ−74
の共通の平らな上壁90から下方に伸びてベース76と
の別々の溶接界面を形成する。
Each of these cylinders is a differential user-74
extend downwardly from a common flat top wall 90 to form separate weld interfaces with the base 76.

内側のシリンダー84は、上壁90及びベース76と協
同して円筒状の点火室92を形成する。
Inner cylinder 84 cooperates with top wall 90 and base 76 to form a cylindrical ignition chamber 92 .

中間のシリンダー86は、内側シリンダー84、上壁9
0、及びベース76と協同して、トロイドの形状を有す
る内室、特定して述べるならば燃焼室94を形成する。
The middle cylinder 86 is connected to the inner cylinder 84 and the upper wall 9
0 and the base 76 form an interior chamber, specifically a combustion chamber 94, having the shape of a toroid.

外側のシリンダー88は、中間シリンダー86、上壁9
0、及びベース76と協同して、これまたl・ロイドの
形状を有する外室96を形成する。おのおののシリンダ
ー84 、86 。
The outer cylinder 88 is connected to the middle cylinder 86 and the upper wall 9
0, and the base 76 form an outer chamber 96 which also has the shape of an L.roid. cylinders 84 and 86 respectively.

88はそれぞれ、−律に間隔をあげた複数の排気開口部
又は排気口98. 100,102を含んでおり、発生
ガス又は膨張ガスはそれらを通して充満されるべき防護
エアーハソグ(図示せず)に流入する。
88 each include a plurality of regularly spaced exhaust openings or outlets 98. 100, 102 through which the generated or inflation gas flows into a protective air hassog (not shown) to be filled.

ベース76にば、インフレータ−築成体70をその乗員
が防護されるべき自動車に取付けるのに使用される接合
取付はフランジ104が含まれる。
The base 76 includes a flange 104 that is used to attach the inflator assembly 70 to the vehicle whose occupant is to be protected.

点火室92の内部には点火物質108の入った破裂可能
な密閉アルミニウム容器106を含んでなる(z3) イグナイターチャージ集成体105が配置されている。
Disposed within the ignition chamber 92 is an igniter charge assembly 105 (z3) comprising a rupturable sealed aluminum container 106 containing an ignitable substance 108.

容器106は、湿気に対して密封してもよく、その底部
111に形成されたくぼみ又はキャビティー110を有
し、そして保持リング112により点火室92の中に保
持される。保持リング112は、くぼめ110を含む容
器106の底部111に一致する形状を有し、またそれ
は、プレス嵌めによって点火室92の端部に挿入されよ
う。容器106は、その」二端において、所望ならばセ
ラフアイバー材料を含むものでもよいクツション/スペ
ーサ材料114によって上壁90の内面との間隔をあげ
て保持される。
The container 106 may be sealed against moisture, has a depression or cavity 110 formed in its bottom 111 and is retained within the ignition chamber 92 by a retaining ring 112. The retaining ring 112 has a shape that matches the bottom 111 of the container 106, including the recess 110, and it will be inserted into the end of the ignition chamber 92 by a press fit. Container 106 is held at its two ends spaced apart from the inner surface of top wall 90 by cushion/spacer material 114, which may optionally include seraphibar material.

種々の火工物質を点火物1ioaとして使用してもよい
りれども、好ましい物質は、ホウ素25重量%及び硝酸
カリウム75%の粒状混合物である。
Although various pyrotechnic materials may be used as the igniter, the preferred material is a granular mixture of 25% boron and 75% potassium nitrate by weight.

この混合物は、下記において説明するようにインフレー
ク−集成体70に使用される固体燃料ガス発生物質に点
火するのに適した非常に高温の炎を伴って燃焼すること
が分った。
This mixture was found to combust with a very hot flame suitable for igniting the solid fuel gas generating material used in the inflator assembly 70 as described below.

容器106のくぼめ110の中には、イグナイター11
6が入り込んでいる。イグナイター116は、図示され
るように、円錐形状をした下部を有し、そして、結合す
る円錐形状の上部を有する穴118に取付りられる。穴
118は、ベース76の中央の位置に用意されている。
In the recess 110 of the container 106, an igniter 11 is placed.
6 is included. The igniter 116 has a conically shaped lower portion and is mounted in a hole 118 having a mating conically shaped upper portion as shown. A hole 118 is provided at the center of the base 76.

イグナイタ−116ば、ベース76に形成されたクリン
プ120によって穴118の」二端に保持され、そして
それば、イグナイター116の円錐形状の上部と重なり
そして連結する。
The igniter 116 is held at two ends of the hole 118 by a crimp 120 formed in the base 76, which overlaps and connects with the conical top of the igniter 116.

イグナイタ−116は、外部の衝突検知手段(図示せず
)への差込み接続に適合した一対の電圧印加式電気端子
(図示せず)を有する従来型の電気スキブでよい。
The igniter 116 may be a conventional electrical squib having a pair of energized electrical terminals (not shown) adapted for a bayonet connection to external collision detection means (not shown).

本発明に従ってガスを発生させるために燃焼速度のより
遅い適当な推進薬物質を使用することができるように、
燃焼速度の遅い推進薬物質のために急速な燃焼時間を得
るためには、第4図の網状構造50と同様の、好ましく
は炭素もしくは黒鉛のような最小煙量材料又は不燃材料
で構成された網状構造を含み、また、適当な推進薬物質
、好ましくは上述のように最小煙量推進薬で被覆された
、一般にドーナツ形をした推進薬チャージ122が、I
・ロイド形の燃焼室94の内部に入れられる。
So that suitable propellant materials with lower burning rates can be used to generate the gas according to the invention,
To obtain rapid burn times for slow burn propellant materials, a mesh structure 50 similar to that of FIG. 4, preferably constructed of minimal smoke or non-flammable materials such as carbon or graphite A generally donut-shaped propellant charge 122 comprising a reticulated structure and coated with a suitable propellant material, preferably a minimum smoke propellant as described above, is
- It is placed inside the Lloyd-shaped combustion chamber 94.

推進薬チャージ122は、環状の内側スクリーンパンク
又は燃焼室フィルター124に取巻かれ′Cいる。内側
スクリーンバック124ば、望むならば、同心シリンダ
ー86の内面に隣接した粗いスクリーンの層126を含
むものでもよい。アルミニウムのワッシャー形状をした
保持リング又は保持盤128は、推進薬チャージ122
と内側スクリーンバック124とを所定位置に保持し、
そして摩擦溶接作業の間それらをベース76から離して
おく。
The propellant charge 122 is surrounded by an annular inner screen puncture or combustion chamber filter 124. Inner screen back 124 may include a layer of roughened screen 126 adjacent the inner surface of concentric cylinder 86, if desired. An aluminum washer-shaped retaining ring or disc 128 holds the propellant charge 122.
and the inner screen back 124 in place;
and keep them separate from the base 76 during the friction welding operation.

ベース76の内面には丸味をつけた環状の隆起130が
含まれる。この隆起130は、燃焼室94の自由な容積
を減少させるのに役立つ。その上、インフレータ−集成
体70が働いている間ば、隆起130は保持盤128の
ために支えを提供する。
The inner surface of the base 76 includes a rounded annular ridge 130. This ridge 130 serves to reduce the free volume of the combustion chamber 94. Additionally, ridge 130 provides support for retainer plate 128 while inflator assembly 70 is in operation.

外側のトロイド形状の室96内には、アルミニウムの転
向リング144が用意される。転向リング144は、そ
の上端で内側に向けられた湾曲フランジ146と一緒に
作られており、その下端には隣接して均一に間隔をあけ
た複数の排気開口又は排気0148を有する。転向リン
グ144の長さは少なくとも同心シリンダー86と同し
長さであり、そして転向リング144は、プレス嵌入し
てその内側の:Ti:i部でシリンダー86の外表面と
、またその外側の端部で結合溶接フラッシング(eng
aging +ueldflashiB) 140と結
合させて、シリンダー86と抱き合わせて所定位置に配
置される。そしてまた、1− +コイド形状の室96内
にも外側スクリーンバンク又はフィルター150が含T
I:、れている。スクリーンパンク150ば、望むなら
ば、シリンダー88の内面に隣接した籾い屓152を含
んでいてもよい。
An aluminum turning ring 144 is provided within the outer toroid-shaped chamber 96. The turning ring 144 is made with an inwardly directed curved flange 146 at its upper end and has a plurality of adjacent uniformly spaced exhaust openings or vents 0148 at its lower end. The length of the deflection ring 144 is at least as long as the concentric cylinder 86, and the deflection ring 144 is press-fitted into contact with the outer surface of the cylinder 86 at its inner Ti:i portion and also at its outer end. Welded flashing (eng.
aging + ueldflashiB) 140 and is placed in position in conjunction with the cylinder 86. Also included within the coid-shaped chamber 96 is an outer screen bank or filter 150.
I:, it is. Screen puncture 150 may include hulls 152 adjacent the inner surface of cylinder 88, if desired.

インフレーク−集成体70が機能を果すのは、衝突検知
器(図示せず)からイグナイター116への電気信号に
よって開始される。イグナイターは着火して、点火物質
108を保持する密閉アルミニウム容器106の中に突
入する。点火IJ!/J質108は、燃焼し、そして容
器106の壁を通して爆発して、内(則シリンダー84
の出口開口98を通ってトロイド形状の燃焼室94の中
に流れ込む。高温のイブナイタ−ガスは、インフレーク
−ガスを放出する推進薬チャージ122に点火する。こ
れらのガスは、内側スクリーンバック124を通って流
れ、また燃焼室の出口開口100を通って放射状に外に
向って流れる。スクリーンパック124ば、インフI/
−ターガスを冷やすのに、またそれより粒状の残留物を
取除くのに役立つ。ガスが燃焼室の開口100を出てゆ
く時には、それらは転向リング144によって下向きに
方向を変えられ、そしてそれらはそこで中間シリンダー
の摩擦溶接部80からのフラッシング140に突き当る
。フラッシング140ば、ガスの流れを邪魔するのに役
立ち、排出ガスから粒状物を更に取除くのを助ける。膨
張ガスは、次には転向リング144の開口148を通っ
て放射方向に外向きに、転向リング144 と外側スク
リーンバック150の間の環状空間の方へ流れ、そして
外側スクリーンパンク150を通り、最終的には出口の
開口102を通って放射方向に外向きに流れる。
The functioning of the inflation assembly 70 is initiated by an electrical signal from a crash detector (not shown) to the igniter 116. The igniter ignites and projects into a sealed aluminum container 106 holding an ignitable material 108. Ignition IJ! /J material 108 burns and explodes through the wall of container 106 and into the cylinder 84.
through an outlet opening 98 into the toroid-shaped combustion chamber 94. The hot eveninger gas ignites propellant charge 122 which releases inflated gas. These gases flow through the inner screen back 124 and radially outwardly through the combustion chamber outlet opening 100. Screen pack 124, Infu I/
- Helps cool the Targus and remove more particulate residues. As the gases exit the combustion chamber opening 100, they are redirected downwardly by the deflection ring 144, where they impinge on the flashing 140 from the intermediate cylinder friction weld 80. Flushing 140 serves to disrupt gas flow and further remove particulates from the exhaust gas. The inflation gas then flows radially outwardly through the opening 148 in the turning ring 144 toward the annular space between the turning ring 144 and the outer screen back 150 and through the outer screen puncture 150 to the final radially outwardly through the outlet aperture 102 .

外側スクリーンバンク150ば、更に排出ガスを冷却し
且つ粒状物を取除くのに役立つ。
The outer screen bank 150 further serves to cool the exhaust gas and remove particulate matter.

このようなインフレーク−に関するもっと詳しい情報は
、アダムスらに対する前述の特許明細書中に含まれてお
り、それによってそれは参照によりここに組み入れられ
、且つこれの−j31Bをなす。
More detailed information regarding such inflation is contained in the aforementioned patent specification to Adams et al., which is hereby incorporated by reference and herein incorporated by reference.

もちろんのことながら、アダムスらの特許明細書におい
ては推進薬チャージを構成するものとして本発明の被覆
網状構造よりもむしろ従来技術のベレソI・が開示され
ていることを認識すべきである。
Of course, it should be recognized that the Adams et al. patent discloses the prior art Vereso I. rather than the coated network of the present invention as comprising the propellant charge.

本発明に従って推進薬チャージを調製するためには、最
初に網状構造50を、ウォルツの特許明細書に記載され
た方法により、又はいずれか他の適当な方法によって調
製する。次に、細状構造50のリガメン1−52を、浸
漬被覆、吹付け、又は他のいずれか適当な被覆方法によ
って、先に説明した適当な固体推進薬物質54で被覆す
るが、この被覆は先に検討したように数回行なうことを
必要とするかもしれない。固体推進薬物質54の1又は
2以上の被覆は、その後、被覆されたリガメントの間に
燃焼のための推進薬表面領域60を定める隙間58を維
持しながら、リガメント52上で乾燥させる。
To prepare a propellant charge in accordance with the present invention, a network 50 is first prepared by the method described in the Waltz patent, or by any other suitable method. The elongated structure 50 of Ligamen 1-52 is then coated with a suitable solid propellant material 54 as previously described by dip coating, spraying, or any other suitable coating method; It may be necessary to do this several times as discussed above. The one or more coatings of solid propellant material 54 are then dried on the ligaments 52 while maintaining gaps 58 between the coated ligaments that define propellant surface areas 60 for combustion.

結果として得られた推進薬チャージは、ロケットモータ
ー推進薬もしくはイグナイター、あるいはエアーバッグ
用のガス発生器として装置し、又は、この発明の属する
分野の当業者にあまねく知られた原理を利用する他の適
当な用途に当てることができる。例えば、イグナイター
40のようなイグナイターのために本発明を体現する推
進薬チャージは、−組のねじ山(図示せず)を利用する
ことにまりロケットモーターの適当な構造支持材(図示
せず)に都合よく取付は又は結合させてもよく、また、
本発明を体現するグレイン28のような推進薬グレイン
は、ロケットモーターのケース16のようなケースに都
合よく結合させることができよう。
The resulting propellant charge may be configured as a rocket motor propellant or igniter, or as a gas generator for an air bag, or by other means utilizing principles generally known to those skilled in the art to which this invention pertains. It can be used for appropriate purposes. For example, a propellant charge embodying the present invention for an igniter, such as igniter 40, may be secured to a suitable structural support of a rocket motor (not shown) by utilizing a set of screw threads (not shown). may be conveniently attached to or combined with,
A propellant grain, such as grain 28 embodying the present invention, could be conveniently coupled to a case, such as case 16 of a rocket motor.

一例を挙げれば、本発明の態様を、アセトン熔ン夜中で
t周製されたフ゛タントリオールト( B i’ TN
 )とニトロセルロース(N C)との混合物を網状構
造の炭素に浸漬被覆して試験した。
By way of example, embodiments of the present invention may be applied to phantom triol (B i' TN
) and nitrocellulose (NC) were dip coated and tested on reticulated carbon.

下記のデータは、1インチ(25.4mm)当り45i
11Jの気孔のある網状の炭素−」二に50150(重
量/重量パーセント)のBTTN/NCのアセ1−ン溶
液(50χ)を浸漬被覆して調製した試料から111ら
れたものである。
The data below is 45i per inch (25.4mm)
The sample was prepared by dip coating a 50150 (w/w percent) acetone solution of BTTN/NC (50 x) on a 11 J porous reticulated carbon sample.

以下余白 試験を行なった、隙間のない従来の固体形態の推進薬物
質についての100Or+ξ’(: (70kg/c冨
)における典型的燃焼時間は、約0.2インチ/秒(約
5.1mm/s)と約0.4インチ/秒(約10.21
1/S)の間である。このように、試験結果は、推進薬
物質で構成され、且つ、本発明を体現する推進薬チャー
ジによって、推進薬物質の典型的燃焼時間より数倍大き
い燃焼時間が達成されるだろう、ということを示す。試
験を行なった推進薬チャージの試料は、窓付きボンへ中
で調製されそして燃焼させられて、大量の表面下燃焼(
subsurface combusl.ion)(す
なわち被覆された網状構造の内部での燃焼)が観測され
た。
Typical burn times at 100 Or + ξ' (: (70 kg/c) for conventional solid form propellant materials without voids tested below are approximately 0.2 inches/second (approximately 5.1 mm/second). s) and approximately 0.4 inches/second (approximately 10.21
1/S). Thus, test results indicate that a propellant charge comprised of propellant materials and embodying the present invention will achieve burn times that are several times greater than the typical burn times of propellant materials. shows. A sample of the propellant charge tested was prepared and combusted in a window bong to produce a large amount of subsurface combustion (
subsurface combusl. ion) (i.e. combustion inside the coated network) was observed.

網状構造50が不燃性である場合には、燃焼後に残留す
る構造は、圧力波又は音波を減衰させることによって燃
焼安定材として役立つかもしれず、またガスの流れの渦
形成を壊す手段とし役立つかもしれない。その上、炭素
の網状構造は、モーターケースに下塗りされて静電放電
の危険を防止するかもしれない。
If the network structure 50 is non-flammable, the structure that remains after combustion may serve as a combustion stabilizer by damping pressure waves or sound waves, and may serve as a means to break up vortex formation in the gas flow. do not have. Additionally, a carbon network may be primed on the motor case to prevent electrostatic discharge hazards.

本発明を体現する被覆1′14状構造で燃焼するのに利
用できる全表面積は非常に大きいので、このような被覆
網状構造が用意されれば、その上に被覆された推進薬物
質の燃焼速度がどのようなものであっても速い燃焼時間
が達成される。
The total surface area available for combustion in a coating 1'14-like structure embodying the present invention is so large that, if such a coating network is provided, the burning rate of the propellant material coated thereon will be significantly reduced. Fast burn times are achieved no matter what.

本発明はここに例示され且つ説明された特定の態様に決
して限定されるものではないこと、また、特許請求の範
囲により定められる本発明の範囲内に入る種々の部分的
変更を実際に行なうことができるであろうということを
理jWずべきである。
It is understood that the invention is in no way limited to the particular embodiments illustrated and described herein, and that various modifications may be practiced that fall within the scope of the invention as defined by the claims. You should understand that you will be able to do so.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明を体現するキャニスター発射ミザイル
の、ケースの−f(1;を破断じて取り去った(断面図
である。 第2図は、縦方向の平面の半断面図であって、第1図の
ケースを破断して取り去った部分の詳細を示す川である
。 第3図は、第1図の飛行モーターの縦方向の平面の部分
的断面図である。 第4図は、本発明を体現する固体推進薬チャージの網状
構造の一部の透視図である。 第5図は、第4図の網状構造の部分を含めた、本発明を
体現する固体推進薬チャージのの一部の部分拡大図であ
る。 第6図は、本発明を体現するガスバッグインフレータ−
の断面図である。 図中、10はキャニスタ−発射ミサイル、12は発射モ
ーター、14は飛行モーター、16は発射モーターケー
ス、21はスキブ、28 、38は推進薬チャージ、3
2は飛行モーターケース、36はノズル、40はイグナ
イター、50は網状構造、52はリガメント、54はコ
ーティング、56はコーティングの厚さ、60は表面領
域、70はインフレーク−174はデイフユーザ−17
6はベース、92は点火室、94は燃焼室、96は外室
、108は点火物質、116はイグナイター、122は
推進薬チャージ。 以下余白 手続ζ11正害(方式) 昭和63年7り/a日 特許庁長官 吉 11:1  文 毅 殿1、事件の表
示 昭和63年特許願第076635−づ 2 発明の名称 推進薬チャージ及びその製造方法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 名称 モー1ヘン サイオコール。 インコーホレイディト 4代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光
虎ノ門ビル 電話504−07215、補正命令の]」
付 昭和63年6月28日(発送口) 6、補正の対象 図   面 7、補正の内容 図面の浄@(内容に変更なし) 8、添伺書類の目録 浄書図面     1通 手続補正書 昭和63年を月 3/ IEI 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 昭和63年 特許側 第076635号2、 発明の名
称 推進薬チャージ及びその製造方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名称 モートン サイオコール。 インコーホレイティ1− 4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−下目8番10号5、
補正の対象 (1)  明細書の「特許請求の範囲」の欄(2)  
明細書の「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり補正する
。 (2)(イ)明細書第20頁第3行、「気孔」と「を形
成する」との間に「55」を加入する。 (0)同第26頁第7行、「それ」を「クリンプ120
」と補正する。 7、添付書類の目録 特許請求の範囲       1iim2、特許請求の
範囲 1. 多数の相互に連絡したリガメントを有するAJi
l状支持祠とこのリガメント上の固体推進薬物質のコー
ティングとを含んでなり、このコーティングの厚さが、
被覆されたリガメンl−の間に燃焼のための推進薬の表
面領域を定める隙間が存在するような厚さである、推進
薬チャージ。 2、 前記網状支持材が最小煙量(minimum s
moke)+、t ts+及び不燃性材料からなる群よ
り選択された材料で構成され、且つ前記固体推進薬物質
が最小煙量推進薬である、特許請求の範囲第1項記載の
推進薬チャージ。 3、 前記網状支長月が炭素及び黒鉛からなる群より選
択された材料で構成される、特許請求の範囲第1項記載
の推進薬チャージ。 本 推進薬チャージの製造方法であって、次の工程、す
なわち、 4、多数の相互に連絡したリガメントを有する網状支持
材を用意する工程、 b、このリガメンI−を固体推進薬物質で被覆する二り
程、そして、 C6被覆したコーティングの厚さを、被覆されたリガノ
ンI・の間に燃焼のための推進薬の表面領域を定める隙
間が存在するような厚さに糾持する工程、 を含んでなる方法。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a canister-launched missile embodying the present invention, with -f(1;) of the case broken and removed. FIG. Figure 3 is a partial cross-sectional view in a longitudinal plane of the flight motor of Figure 1. Figure 4 is a partial cross-section of the flight motor of Figure 1. 5 is a perspective view of a portion of a network structure of a solid propellant charge embodying the invention. FIG. Fig. 6 is a partially enlarged view of a gas bag inflator embodying the present invention.
FIG. In the figure, 10 is a canister-launched missile, 12 is a launch motor, 14 is a flight motor, 16 is a launch motor case, 21 is a squib, 28 and 38 are propellant charges, 3
2 is a flight motor case, 36 is a nozzle, 40 is an igniter, 50 is a network structure, 52 is a ligament, 54 is a coating, 56 is a coating thickness, 60 is a surface area, 70 is an inflator-174 is a diffuser-17
6 is a base, 92 is an ignition chamber, 94 is a combustion chamber, 96 is an outer chamber, 108 is an ignition substance, 116 is an igniter, and 122 is a propellant charge. Margin procedure ζ11 Right and wrong (method) Jul. 11, 1988 Commissioner of the Japan Patent Office Yoshi 11:1 Moon Takeshi 1, Indication of the case 1988 Patent application No. 076635-2 Name of the invention Propellant charge and its Manufacturing method 3, relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant name Mo 1 Hen Thiokol. Inchoraidito 4 agent address: Shizuka Toranomon Building, 8-10 Toranomon-chome, Minato-ku, Tokyo, 105 Tel: 504-07215, for amendment order]
Date of June 28, 1983 (Shipping port) 6. Drawings to be amended 7. Contents of amendment: Cleaning of the drawings (no change in content) 8. Inventory engraving drawings of accompanying documents 1 copy Procedure amendment form 1988 3/ IEI Director General of the Japan Patent Office Yoshi 1) Takeshi Moon 1, Indication of the case 1988 Patent side No. 076635 2, Name of the invention Propellant charge and its manufacturing method 3, Person making the amendment Relationship with the case Patent applicant name: Morton Thiokol. Incoholity 1-4, Agent address: 8-10-5 Shimome, Toranomon, Minato-ku, Tokyo 105
Subject of amendment (1) “Claims” column of the description (2)
Column 6 of "Detailed Description of the Invention" of the Specification, Contents of Amendment (1) The scope of claims of the specification will be amended as shown in the attached sheet. (2) (a) Add "55" between "pore" and "form" on page 20, line 3 of the specification. (0) On page 26, line 7, “it” is replaced with “crimp 120”.
” he corrected. 7. List of attached documents Claims 1iim2. Claims 1. AJi with multiple interconnected ligaments
an l-shaped support shrine and a coating of solid propellant material on the ligament, the thickness of the coating being:
The propellant charge is of such thickness that between the coated ligamens there are gaps defining the surface area of the propellant for combustion. 2. The net support material has a minimum smoke volume.
2. The propellant charge of claim 1, wherein the propellant charge is comprised of a material selected from the group consisting of moke)+, tts+, and non-flammable materials, and wherein the solid propellant material is a minimum smoke propellant. 3. The propellant charge according to claim 1, wherein the reticular protrusions are composed of a material selected from the group consisting of carbon and graphite. This method of manufacturing a propellant charge comprises the following steps: 4. Providing a reticulated support having a number of interconnected ligaments; b. Coating this ligament I- with a solid propellant material. and maintaining the thickness of the C6 coated coating to such a thickness that there are gaps between the coated Liganone I layers that define the surface area of the propellant for combustion. A method comprising:

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、多数の相互に連絡したリガメントを有する網状支持
材とこのリガメント上の固体推進薬物質のコーティング
とを含んでなり、このコーティングの厚さが、被覆され
たリガメントの間に燃焼のための推進薬の表面領域を定
める隙間が存在するような厚さである、推進薬チャージ
。 2、前記網状支持材が最小煙量(minimumsmo
ke)材料及び不燃性材料からなる群より選択された材
料で構成され、且つ前記固体推進薬物質が最小煙量推進
薬である、特許請求の範囲第1項記載の推進薬チャージ
。 3、前記網状支持材が炭素及び黒鉛からなる群より選択
された材料で構成される、特許請求の範囲第1項記載の
推進薬チャージ。 4、イグナイターとして使用される、特許請求の範囲第
1項から第3項までのいずれか1項に記載の推進薬チャ
ージ。 5、キャニスター発射ミサイル(canisterfi
redmissile)の発射モーターに使用される、
特許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか1項に
記載の推進薬チャージ。 6、キャニスター発射ミサイルの飛行モーターの推進薬
クレーンを点火するためのイグナイターとして使用され
る、特許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか1
項に記載の推進薬チャージ。 7、乗り物の膨張式衝撃保護バッグを膨張させるガスを
発生するインフレーターのための、点火により作用して
ガス及び燃焼生成物を生ずることのできるガス発生チャ
ージとして使用される、特許請求の範囲第1項から第3
項までのいずれか1項に記載の推進薬チャージ。 8、推進薬物質が前記ガス発生チャージの容積の少なく
とも90パーセントを占める、特許請求の範囲第7項記
載の推進薬チャージ。 9、推進薬チャージの製造方法であって、次の工程、す
なわち、 a、多数の相互に連絡したリガメントを有する網状支持
材を用意する工程、 b、このリガメントを固体推進薬物質で被覆する工程、
そして、 c、被覆したコーティングの厚さを、被覆されたリガメ
ントの間に燃焼のための推進薬の表面領域を定める隙間
が存在するような厚さに維持する工程、 を含んでなる方法。 10、前記のリガメントを被覆する工程が、溶剤に固体
推進薬物質を熔解させることによって調製された推進薬
ラッカーで該リガメントを浸漬被覆することを含み、且
つ更に、浸漬被覆されたリガメントを乾燥させることを
含む、特許請求の範囲第9項記載の方法。 11、前記のリガメントを被覆する工程が、溶剤に溶解
した推進薬物質を該リガメント上に吹付けし、そして吹
付け被覆されたリガメントを乾燥させることを含む、特
許請求の範囲第9項記載の方法。 12、前記網状支持材を不燃性又は最小煙量材料から構
成し、また前記固体推進薬物質を最小煙量推進薬から構
成することを更に含んでなる、特許請求の範囲第9項記
載の方法。
Claims: 1. A reticulated support having a number of interconnected ligaments and a coating of solid propellant material on the ligaments, the thickness of the coating being such that the thickness of the coating is between the coated ligaments. The propellant charge is of such thickness that there is a gap that defines the surface area of the propellant for combustion. 2. The net-like support material has a minimum smoke amount (minimumsmo
The propellant charge of claim 1, wherein said solid propellant material is a minimum smoke propellant, and wherein said solid propellant material is a minimum smoke propellant. 3. The propellant charge of claim 1, wherein said reticulated support material is comprised of a material selected from the group consisting of carbon and graphite. 4. The propellant charge according to any one of claims 1 to 3, which is used as an igniter. 5. Canister-launched missile (canisterfi)
redmissile) used for the launch motor.
A propellant charge according to any one of claims 1 to 3. 6. Any one of claims 1 to 3 used as an igniter for igniting a propellant crane of a flight motor of a canister-launched missile.
Propellant charge as described in Section. 7. Used as a gas-generating charge for an inflator that generates gas for inflating an inflatable impact protection bag of a vehicle, which can be actuated by ignition to produce gas and combustion products, claim 1. 3rd from term
The propellant charge described in any one of the preceding paragraphs. 8. The propellant charge of claim 7, wherein propellant material occupies at least 90 percent of the volume of the gas generating charge. 9. A method for manufacturing a propellant charge, comprising the steps of: a. providing a reticulated support having a number of interconnected ligaments; b. coating the ligaments with a solid propellant material. ,
and c. maintaining the thickness of the applied coating at such a thickness that there are gaps between the coated ligaments that define the surface area of the propellant for combustion. 10. The step of coating the ligament comprises dip-coating the ligament with a propellant lacquer prepared by dissolving a solid propellant material in a solvent, and further drying the dip-coated ligament. 10. The method of claim 9, comprising: 11. The method of claim 9, wherein the step of coating the ligament comprises spraying a propellant material dissolved in a solvent onto the ligament and drying the spray-coated ligament. Method. 12. The method of claim 9, further comprising: constructing the reticulated support material from a non-flammable or minimal smoke material; and constructing the solid propellant material from a minimal smoke propellant. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997010127A1 (en) * 1995-09-13 1997-03-20 Daicel Chemical Industries, Ltd. Gas generator for air bags

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1997010127A1 (en) * 1995-09-13 1997-03-20 Daicel Chemical Industries, Ltd. Gas generator for air bags

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