JPH03115764A - 精密制御可変推力固体推進剤ロケットモータ - Google Patents

精密制御可変推力固体推進剤ロケットモータ

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JPH03115764A
JPH03115764A JP2177678A JP17767890A JPH03115764A JP H03115764 A JPH03115764 A JP H03115764A JP 2177678 A JP2177678 A JP 2177678A JP 17767890 A JP17767890 A JP 17767890A JP H03115764 A JPH03115764 A JP H03115764A
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JP
Japan
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bus
ignition
rocket motor
propellant
missile
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Pending
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JP2177678A
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English (en)
Inventor
Don L Berchtold
エル.ドン バーチトールド
Ralph S Tappan
ラルフ エス.タッパン
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ATK Launch Systems LLC
Original Assignee
Morton Thiokol Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/80Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by thrust or thrust vector control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/74Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof combined with another jet-propulsion plant
    • F02K9/76Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof combined with another jet-propulsion plant with another rocket-engine plant; Multistage rocket-engine plants
    • F02K9/763Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof combined with another jet-propulsion plant with another rocket-engine plant; Multistage rocket-engine plants with solid propellant

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多段固体推進薬ロケットモータに関する。よ
り詳しくは、該ロケ・ットモータを作動させる方法と装
置に関するものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕固体推
進薬ロケットモータの全推進力は一般に固体推進薬の一
つのかたまり(成形体)の燃焼が行われている間にその
全部が消費されてしまうその理由は、固体推進薬は、−
度点火すると、点火された推進薬の全量が消費されるま
ではその一連の燃焼作用を停止させることは非常に困難
であるからである。
固体推進ロケットモータに一度以上の発火をさせる性能
を与える手段は公知である。そのような、[発進−停止
−再発進」の能力のあるロケットモータは一般に「パル
ス」ロケットモータと言われている。それは、同一の容
器の中に、2つ又はそれ以上の成形固体推進薬を備え、
その成形固体推進薬は例えば、昇圧用の推進薬と持続用
の推進薬が相互に独立して推進薬のユニットの点火がで
きるように被膜で密封した構造により分離されている。
この方法によれば、指令により、別々の推進力を得るこ
とができる。非常に屡々、この固体推進薬のユニットは
相互に縦並びに配置され、したがって、1つの固体推進
薬又はそのユニットが、他の固体推進薬又はそのユニッ
トの前方に配置される。9!通は、この湿部にあるユニ
ットは、前部のユニットが点火する前に燃焼が完了する
。しかしながら、この先行技術にも、また、本発明にも
単に2つの段階だけに限定されるものでなく、弓き続い
て発火する。いくつかの縦に並んだ段が含まれている。
本発明は元来は、より大きなミサイル、又は航空機のよ
うな「バス」 (発射台)から発射される比較的小型の
固体推進薬駆動ミサイルに関するものである。例えば5
0又はそれ以上のおとり(デコイ)(例えば、再突入す
る輸送手段に見せかけて)が地上に到達するかも知れな
いという想定をすると、この場合には、各おとりは固体
推進薬駆動ロケットであり、これらは特定の標的に向か
って「バス」から発射される。この方法により、すべて
のおとりは発射されたときに多数の標的を攻撃するよう
に見せかける。このときには、敵にとっては、おとりと
真の弾頭を有するものとの区別が難しくなる。真の弾頭
に見せかけるためには、次のことをコントロール出来る
ことが必要である。
すなわち、(a)バスの発射時刻; (b)発射角度:
(C)地球の大気圏に入った時のミサイルの速度変換;
及び(d)レーダー像のような他の要素である。また、
スラストプロフィル(推力変化の様相)と同様に特徴の
ある放出ガス(ブルーム)の形状をコントロールするこ
とが屡々望ましくなる。ここで用いられている「マスデ
ィスチャージプロフィル(放出物変化の様相)」の語は
この両者を含んでいる。
バスはこれらのより小型のミサイルをその長い飛行進路
を越えて発射をする。これらの飛行進路においては、速
度、移動方向、位置、高度が広範囲に変化する。イの上
部に、実際のバスの飛行進路が計画した飛行進路をいく
ぶん変化させる。各おとりミサイルに対して所期の弾道
と速度を得させるためには、これらの各要因を堪定に入
れなければならない。なおその上に、要求される弾道と
速度は各おとり毎に異っている。
前述の通り、固体推進薬により駆動されるロケットモー
タには、大きな制限がある。すなわちそれは、−度着火
すると各成形された固体推進薬は最後まで燃え切ってし
まうことである。従来技術においては、多jiLモータ
を有するミサイルは知られているが、その段は、同時に
発火するか又は、各段は、その前の段の燃焼が終ってか
ら発火するいわゆるパルスモータである。
したがって本発明の一つの目的とするところは、予め選
定された推力、速度、弾道が推進薬の与えられた量によ
り達成できる多段固体推進薬ロケットモータを提供する
ことにある。
本発明の他の目的はバスからミサイルが発射される前に
、前記の各種の変化に対応する要素をロケットモータに
備えることである。
更に他の目的はバス輸送手段の発進前に前記の各種の変
化に対応する要素をロケットモータに備えることである
その他の目的や特徴や利点は、以下述べる説明と特許請
求の範囲(クレーム)の記載により明かになるであろう
〔課題を解決するための手段] 本発明は、それぞれが固有の点火装置によって発火する
複数の成形固体推進薬を有するロケットモータを制御す
る方法と装置とより成っている。
この成形固体推進薬は、燃焼が重複して行われるように
点火される。第1段(ステージ)の発火の後、その次の
段については、所望の形態の噴出ができるように点火の
時期が決められる。例えば、第2段の成形固体推進薬は
、第1段の点火後その燃焼期間中、何時でも点火するこ
とができる。両段からの燃焼生成物は、同じノズルを通
して排出される。両者の同時の点火は、最高の初期推力
と速度を発生し、最も急な進入角に適合している。
第2の及びそれに続く段の点火の遅れは、初期の推力を
小さくし、再進入角を浅いものとする。
〔実施例〕
第1図に、本発明の実施例として、2段固体推進薬ロケ
ットモータの組立体が示しである。図示の上部ハウジン
グIOの中には、以下説明をする起爆制御回路12が設
けである。
上部ハウジング10は第2段ハウジング14の上に搭載
され、該第2段ハウジングには空洞の中心部16を有す
る第2段推進薬が収納されている。
第2段ハウジング14の末端部は中間隔壁18で閉ざさ
れている。該隔壁18は第1段ハウジング20の上に設
けられ、該第1段ハウジングには同じ(空洞の中心部2
2を有する第1段成形固体推進薬Aが収納されている。
中間隔壁18の中にある中央の開口部には噴出プラグ2
6が設けである。
図にはロケットの本体とノズルとは画かれていない。ノ
ズルは成形固体推進薬Bに対する囲いの役目をしている
。成形固体推進薬Bの端部には燃焼抑制剤が使用されて
いる。
第2段推進薬Bの空洞中心16の上端部の中に点火器(
イグナイタ)30が配設され、この点火器30はハウジ
ング10の中にある起爆制御回路12により印加され、
起爆が行われる。焼き尽くされ得る第2の点火器32が
第1段の推進薬Aの上端部に配置され、該点火器32は
、第2段ハウジング14の中に設けられた適当な配線管
を通った電線を経由して起爆制御回路12より印加を受
けて起爆される。
本発明の目的は第1段推進薬Aが燃焼している間に第2
段の推進薬Bが点火することにより達成される。点火時
期を適切に逃し、粒子の大きさと粒子の燃焼の速度を適
切に送ぶことにより、所望の条件を備えたスラストプロ
フィルが容易に形成される。
例えば、第4図に示すものは、本発明に基く、2段固体
推進薬ロケットモータを作動させた場合の推力(ボンド
)と時間(秒)との関係を示す曲線である。図において
、曲線36は初期領域を示し、これは、第1段の粒子A
により起こされた推力が上昇している状態が示されてい
る。起爆後、15秒を僅かに過ぎたところで、尖頭状(
スパイク)波形38が表われ、これは第2段の粒子Bが
点火したことを示している。両方の粒子A、Bにより混
成された推力は中間領域にある曲線40により示されて
いる。適切な成形された固体推進薬の形と大きさとを選
ぶことは、第1段の推進薬に対する第2段の推進薬の点
火時期の制御と相俟ってスラストプロフィルについての
相当な程度の制御■が達成できる。これにより、これま
で−船釣に行われていた、先行した段の燃焼が終了して
から単にこれに続いた段の点火を行うという従来の技術
より得られるものよりも有意義に異る結果が得られると
いうことはこの技術の専門家により十分に評価されるで
あろう。
第2図は第1段点火器32と第2段点火器30を点火す
るための制御回路の構成図である。この回路においてプ
ログラムに作ることができるタイマー42が、各おとり
ミサイル内にある各段に点火するために予めセットされ
る。これには、ミサイルなどの発進を検知し、システム
を装備させるための検知回路が含まれている。
第3図には、第2図に示す回路と若干異った配置の回路
を示し、ここでは、各おとりの中の各段の点火時期が実
際の飛行条件により決められ、おとりの発進前に、前も
って調整される。この型には、コンピュータインターフ
ェース(情! 処理)と、タイマー、トリガーとリセッ
トを含む制御ユニット46が備えである。
本発明の多くの利点が今や、この技術の専門家にとり明
かになるであろう。また、本発明の趣゛旨とその範囲と
を離れることなく、本発明の多くの変形と修正とが存在
することも明かである。例えば、段の点火時期について
の特別の回路は実際に、変更され又は他の点火時期規制
回路と交換することも出来る。又、前述の通り、本発明
は2段のモータに限定したものではなく、さらに、第1
段と第2段の制御に限定したものでもない。それよりも
むしろ、これは制御されるモータの任意の数の多数の段
における任意の2つの連続した段の点火に通用すること
が出来る。したがって、上述の説明は、一つの実例とし
て考え、これにより限定されるものではない。本発明は
、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に関する2段固体推進車ロケットモータ
のハウジングを含みノズルを除外した縦断面図、 第2図は本発明に用いる点火器と制御回路の配線図、 第3図は第2図と同様の配線図であるが、コンピュータ
制御タイミングシステムを含んだ図、第4図は本発明の
方法を用いて実際のテストを行った結果の推力−時間線
図。 12・・・起爆制御回路、14・・・第1段ハウジング
、20・・・第2段ハウジング、 30.32・・・点
火器、A・・・第1段成形面体推進薬、 B・・・第2段成形面体推進薬。 図′、ニー”’) : ’4’古(自害に変更なし)F
IG、 f !!R 手 続 補 正 書(方式) %式% 事件の表示 平成2年特許願第177678号 発明の名称 精密制御可変推力固体推進剤ロケットモータ補正をする
者 事件との関係      特許出願人 名称 サイオコール コーポレイション 4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号補正
の対象 明細書 補正の内容 明細書の浄書 添付書類の目録 浄書明細書 (内容に変更なし) 1通 手 続 補 正 書 (方式) %式% 事件の表示 平成2年特許願第177678号 発明の名称 精密制御可変推力固体推進剤ロケγ 補正をする者 事件との関係   特許出願人 トモータ 名称 サイオコール コーボレイション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.−07216、  $Ii正
の対象 (1)明細書 (2)図 面 7、 補正の内容 (1)  明細書の浄書  ′− ただし、(11につきましては、平成2年8月14日付
手続補正書(方式)において、既に提出数しております
。 (2)図面の浄書(内容に変更なし) 8、 添付書類の目録 浄書図面           1通

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の成形固体推進薬を備え、点火に続いて燃焼を
    完結する別々の段を設けた固体推進薬ロッケットモータ
    において、第1の成形固体推進薬に点火し、この第1の
    成形固体推進薬が燃焼を続けている間に第2の成形固体
    推進薬に点火することを特徴とする固体推進薬ロケット
    モータのマスディスチャージプロフィルの制御方法。 2、前記複数の成形固体推進薬が逐次点火をする請求項
    1記載の方法。 3、前記複数の成形固体推進薬がロケットモータ内に、
    縦に並んで配置されている請求項1記載の方法。 4、前記ロケットモータがミサイルの中に配設され、該
    ミサイルはバスに搭載され、該バスより分離することが
    可能であり、前記バスの打ち上げの前に、第1の点火の
    時期に関連して第2の点火の時期が予め選定されている
    請求項1記載の方法。 5、前記ロケットモータがミサイルの中に配設され、該
    ミサイルはバスに搭載され、該バスより分離することが
    可能であり、第1の点火に関係のある第2の点火の時期
    が前記バスの飛行の間に、該バスの飛行条件に基いて予
    め選定されている請求項1記載の方法。 6、前記バスの飛行条件が前記バスの弾道である請求項
    5記載の方法。 7、複数の成形固体推進薬を備え、点火に続いて燃焼を
    完結する別々の段を設けた固体推進薬ロケットモータに
    おいて、第1の成形固体推進薬に点火する手段と、この
    第1の成形固体推進薬が燃焼を続けている間に、第2の
    成形固体推進薬に点火する手段とにより構成されること
    を特徴とする固体推進薬ロケットモータのマスディスチ
    ャージプロフィルの制御装置。 8、前記成形固体推進薬がロケットモータ内に、縦に並
    んで配置されている請求項7記載の装置。 9、前記ロケットモータがミサイルの中に配設され、該
    ミサイルはバスに搭載され、該バスより分離することが
    可能であり、前記バスの打上げ前に第1の点火の時期に
    関連して第2の点火の時期を予め選定する手段を有する
    請求項7記載の装置。 10、前記ロケットモータがミサイルの中に配設され、
    該ミサイルはバスに搭載され、該バスより分離すること
    が可能であり、前記バスの飛行の間に第1の点火の時期
    に関連して第2の点火の時期を予め選定するためにバス
    の飛行、条件に感応する手段を有する請求項7記載の装
    置。 11、バスの飛行条件がその軌道である請求項10記載
    の装置。 12、複数の成形固体推進策を備え、点火に続いて燃焼
    を完結する別々の段を設けた固体推進策ロケットモータ
    において、先に点火した第1の成形固体推進策で燃焼を
    続けている間に第2の成形固体推進策を点火させる手段
    を有することを特徴とする改良された装置。13、前記
    複数の成形固体推進策がロケットモータ内に、縦に並ん
    で配置された、請求項12記載の改良された装置。 14、前記ロケットモータがミサイルの中に配設され、
    該ミサイルはバスに搭載され、該バスより分離すること
    が可能であり、前記バスの打ち上げ前に第1の点火の時
    期に関連して第2の点火の時期を予め選定する手段を有
    する請求項12記載の改良された装置。 15、前記ロケットモータがミサイルの中に配設され、
    該ミサイルはバスに搭載され該バスより分離することが
    可能であり、前記バスの飛行の間に第1の点火の時期に
    関連して第2の点火の時期を予め選定するためにバスの
    飛行条件に感応する手段を有する請求項12記載の改良
    された装置。 16、バスの飛行条件がその軌道である請求項15記載
    の改良された装置。
JP2177678A 1989-07-07 1990-07-06 精密制御可変推力固体推進剤ロケットモータ Pending JPH03115764A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/376,813 US7958718B1 (en) 1989-07-07 1989-07-07 Precision controlled variable thrust solid propellant rocket motor
US376813 1989-07-07

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ID=23486617

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JP2177678A Pending JPH03115764A (ja) 1989-07-07 1990-07-06 精密制御可変推力固体推進剤ロケットモータ

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