JPH03130564A - Rocket motor - Google Patents
Rocket motorInfo
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- JPH03130564A JPH03130564A JP26760289A JP26760289A JPH03130564A JP H03130564 A JPH03130564 A JP H03130564A JP 26760289 A JP26760289 A JP 26760289A JP 26760289 A JP26760289 A JP 26760289A JP H03130564 A JPH03130564 A JP H03130564A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、ロケット本体内に推進薬が装填された燃焼
室を有するロケットに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a rocket having a combustion chamber in which a propellant is loaded within the rocket body.
(従来の技術)
従来のロケットは、第4図に示すように、ロケット本体
51内に内面燃焼型の円筒状の固体燃料(#91進薬)
52が装填され、その円筒内が燃焼室53に形成されて
いる。ロケット本体1の後部には噴射ノズル54が設け
られており、この噴射ノズル54は、燃焼室53で発生
ず高温高圧の燃焼ガスを後方に噴射するものである。燃
焼室53の先端部には固体燃料52に着火するイグナイ
タ55が設けられている(例えば、特開昭59−128
955号公報に類似するものが開示されている)。(Prior art) As shown in FIG. 4, a conventional rocket has an internal combustion type cylindrical solid fuel (#91 propellant) inside the rocket body 51.
52 is loaded, and a combustion chamber 53 is formed inside the cylinder. An injection nozzle 54 is provided at the rear of the rocket body 1, and this injection nozzle 54 injects high-temperature, high-pressure combustion gas backward that is not generated in the combustion chamber 53. An igniter 55 for igniting the solid fuel 52 is provided at the tip of the combustion chamber 53 (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-128
No. 955 discloses something similar).
イグナイタ55により固体燃料52が着火されると、固
体燃料52はその内周面から燃焼して高温高圧の燃焼ガ
スを発生し、この燃焼ガスが噴射ノズル54から噴射さ
れる。When the solid fuel 52 is ignited by the igniter 55, the solid fuel 52 burns from its inner peripheral surface to generate high temperature and high pressure combustion gas, which is injected from the injection nozzle 54.
(発明が解決しようとする課M)
ところで、燃焼室53の先端で発生した燃焼ガスは先端
側から後端部へと流れて噴射ノズル54から噴射される
。また、固体燃料52はその内周面52aの全面で燃焼
しているので、後部へ行くほど燃焼ガスの流速が大きく
なる。このため、固体燃料52の後部側で浸食燃焼が生
じ、一定の推力を長時間得ることができなくなる。また
、その浸食燃焼によリ、燃焼室に圧力変化が生じて振動
が発生し、搭載した電子機器等に振動荷重を与えてしま
う等の問題があった。(Problem M to be Solved by the Invention) By the way, the combustion gas generated at the tip of the combustion chamber 53 flows from the tip side to the rear end and is injected from the injection nozzle 54. Further, since the solid fuel 52 is burned over the entire inner circumferential surface 52a, the flow velocity of the combustion gas increases toward the rear. For this reason, erosive combustion occurs on the rear side of the solid fuel 52, making it impossible to obtain a constant thrust for a long time. Further, due to the erosive combustion, pressure changes occur in the combustion chamber, causing vibrations, which causes problems such as applying a vibration load to mounted electronic equipment and the like.
(目 的)
そこで、この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、浸食燃焼の発生を防止す
ることのできるロケットを提供することにある。(Objective) The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to provide a rocket that can prevent the occurrence of erosive combustion.
(課題を解決するための手段)
この発明は、上記目的を達成するため、ロケットモータ
本体内に内面燃焼型の推進薬が装填されて燃焼室が形成
されるとともに、該ロケットモータ本体に前記燃焼室で
発生した燃焼ガスを後方に向けて噴射する噴射ノズルが
設けられたロケットモータにおいて、
前記噴射ノズルは、ロケットモータ本体の中間部の外周
で、前記前部側燃焼部と後部側燃焼部との燃焼ガスの発
生量が略等しい位置に設けたことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention includes a rocket motor body in which internal combustion type propellant is loaded to form a combustion chamber, and a rocket motor body in which the combustion chamber is formed. In a rocket motor provided with an injection nozzle that injects combustion gas generated in a chamber toward the rear, the injection nozzle is located on the outer periphery of an intermediate portion of the rocket motor body, and is connected to the front side combustion part and the rear side combustion part. It is characterized in that it is provided at a position where the amount of combustion gas generated is approximately equal.
(作 用)
この発明は、上記構成であるから、燃焼室の前部側と後
部側とで発生した燃焼ガスは噴射ノズルが設けられた燃
焼室の中間部に流れて互いに衝突する状態となるので、
燃焼ガスの流速は小さくなる。(Function) Since the present invention has the above configuration, the combustion gases generated at the front side and the rear side of the combustion chamber flow to the middle part of the combustion chamber where the injection nozzle is provided, and collide with each other. So,
The flow velocity of combustion gas becomes smaller.
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図および1112図はこの発明に係わるロケットの
構成の一例として空気導入型ロケットを示した断面図で
あり、図において、1は内部が中空のロケット本体であ
る。このロケット本体1は、前部筒体2と、後部筒体3
と、この筒体2.3同士を互いに連接している環状のノ
ズル取付部材4を備えている。FIGS. 1 and 1112 are cross-sectional views showing an air introduction type rocket as an example of the structure of a rocket according to the present invention, and in the figures, 1 is a rocket body having a hollow interior. This rocket body 1 includes a front cylinder 2 and a rear cylinder 3.
and an annular nozzle attachment member 4 that connects the cylindrical bodies 2.3 to each other.
そして、この各筒体2,3内には筒状の固体燃料(推進
薬)5,6が装填され、この各固体燃料5.6内には一
次燃焼室(前部側燃焼部)7.(後部側燃焼部)8が形
成されている。また、前部筒体2の先端部にはイグナイ
タ9が装着されている。しかも、後部筒体3は、上(第
4図において)から順に第1テーバ部3a、 平行部
3b、 第2テーバ部3c、 スパイクノズル部3
dを有している。尚、各テーバ部3a、 3cは後方
に向かうに従って径が次第に小さくなるように設定され
ている。A cylindrical solid fuel (propellant) 5, 6 is loaded into each cylinder 2, 3, and a primary combustion chamber (front side combustion part) 7. (Rear side combustion part) 8 is formed. Further, an igniter 9 is attached to the tip of the front cylinder 2. Moreover, the rear cylinder 3 includes, in order from the top (in FIG. 4): a first tapered part 3a, a parallel part 3b, a second tapered part 3c, and a spike nozzle part 3.
It has d. Incidentally, each of the tapered portions 3a, 3c is set so that its diameter gradually decreases toward the rear.
このロケット本体lの中間部から下方、すなわち前部筒
体2の後端部から後方は外筒1(l内に遊嵌されている
。しかも、この外筒lOは、ロケット本体lと同心に配
設されていると共に、先端部および後端部がステー11
. 12でロケット本体lに連結固定されている。そし
て、このロケット本体lと外筒1(lとの間には二次燃
焼室13が形成されている。The lower part of the rocket main body l, that is, the rear part of the front cylinder 2 from the rear end, is loosely fitted into the outer cylinder 1 (l. The distal end and the rear end are connected to the stay 11.
.. It is connected and fixed to the rocket body l at 12. A secondary combustion chamber 13 is formed between the rocket body 1 and the outer cylinder 1 (1).
この二次燃焼室13の先端部内であるロケット本体lの
中間部の外周には、複数の可燃ガス噴射用の噴射ノズル
14が周方向に等ピッチで設けられている。噴射ノズル
14が設けられている位置は、燃焼室7と燃焼室8とで
発生した可燃ガスが同時に噴出する位置であり、また、
燃焼室7.8は両推進薬5,6の内面の表面積を同じに
することで各燃焼室7.8で発生する可燃ガス量が略等
しくなるように設定されている。A plurality of injection nozzles 14 for injecting combustible gas are provided at equal pitches in the circumferential direction on the outer periphery of the intermediate portion of the rocket body l, which is inside the tip of the secondary combustion chamber 13. The position where the injection nozzle 14 is provided is the position where the combustible gas generated in the combustion chamber 7 and the combustion chamber 8 is simultaneously jetted out, and
The combustion chambers 7.8 are set so that the inner surfaces of both propellants 5, 6 have the same surface area, so that the amount of combustible gas generated in each combustion chamber 7.8 is approximately equal.
他方、前記二次燃焼室13は、後部筒体3の第1テーバ
部3aのJ!R囲に形成された超音速混合燃焼部21と
、平行部3bの周囲に形成された亜音速混合燃焼部22
と、第2テーパ部3cの周囲に形成された開口部23と
から#I戒されている。On the other hand, the secondary combustion chamber 13 is located at the J! of the first tapered portion 3a of the rear cylinder body 3. A supersonic mixing and combustion section 21 formed around the radius R, and a subsonic mixing and combustion section 22 formed around the parallel section 3b.
and the opening 23 formed around the second tapered portion 3c.
前記噴射ノズル14は一次燃焼室7,8で発生した高温
高圧の可燃ガスを後方に噴射するようになっており、こ
の可燃ガスは、二次燃焼室13の開口部23で膨張して
噴射されることにより、空気が二次燃焼室13内に導入
される以前でも所定の推進力を得ることができるように
なっている。The injection nozzle 14 is configured to inject rearward the high-temperature, high-pressure combustible gas generated in the primary combustion chambers 7 and 8, and this combustible gas expands at the opening 23 of the secondary combustion chamber 13 and is injected. This makes it possible to obtain a predetermined propulsive force even before air is introduced into the secondary combustion chamber 13.
二次燃焼室13の超音速混合燃焼部21では、後方に向
かって縮径された第1テーパ部3aを設けることにより
、空気が超音速状態を保ち、空気導入口24よりの空気
の逆流がなく、良好に空気を取り入れることができて、
噴射ノズル14かも噴射された燃焼ガスと混合燃焼させ
るものである。In the supersonic mixing and combustion section 21 of the secondary combustion chamber 13, by providing the first tapered section 3a whose diameter decreases toward the rear, the air maintains a supersonic state and the backflow of air from the air inlet 24 is prevented. air can be taken in well,
The injection nozzle 14 also mixes and burns the injected combustion gas.
亜音速混合燃焼部22では、空気を亜音速に減速し、燃
焼ガスとの燃焼効率を増大させるようになっている。The subsonic mixing and combustion section 22 is designed to reduce the speed of air to subsonic speed and increase the efficiency of combustion with combustion gas.
開口部23では、亜音速混合燃焼部22で燃焼した空気
と燃焼ガスを膨張させスパイクノズル3dを介して噴射
させるようになっている。In the opening 23, the air and combustion gas combusted in the subsonic mixing combustion section 22 are expanded and injected through the spike nozzle 3d.
ところで、スパイクノズル3dが外筒3の後端から突出
しているため、大気中において、燃焼ガスの膨張率が大
きく、大気圧のほうが燃焼ガス圧より大きい場合でも、
燃焼ガスは周囲から圧迫されることにより、スパイクノ
ズル3d璧に押さえつけられ、コーンノズルのように剥
離現象が生じることがない、したがって、後述の大気圏
外はもとより大気圧下でも所定の推進力を確保すること
ができる。By the way, since the spike nozzle 3d protrudes from the rear end of the outer cylinder 3, even when the expansion rate of the combustion gas is large in the atmosphere and the atmospheric pressure is higher than the combustion gas pressure,
The combustion gas is pressed against the spike nozzle 3D wall by being compressed from the surroundings, and separation phenomenon does not occur as with cone nozzles. Therefore, the specified propulsion force is secured not only outside the atmosphere but also under atmospheric pressure, which will be described later. can do.
大気圏外においては、空気が二次燃焼室13内に導入さ
れることがないが、発射直後と同様に、複数の噴射ノズ
ル14から燃焼ガスが直接噴射されることで所定の推力
を得ることができる。Outside the atmosphere, air is not introduced into the secondary combustion chamber 13, but just as immediately after launch, combustion gas is directly injected from the plurality of injection nozzles 14 to obtain a predetermined thrust. can.
また、このロケットは、ロケット本体1の外周部に二次
燃焼室13を形成したものであるからロケット本体内に
二次燃焼室を設ける必要がなく全長を短くすることがで
きる。Furthermore, since this rocket has a secondary combustion chamber 13 formed on the outer periphery of the rocket body 1, there is no need to provide a secondary combustion chamber within the rocket body, and the overall length can be shortened.
Nは前部筒体2の先端部には電子部品等を搭載するペイ
ロード部である。N is a payload section on which electronic components and the like are mounted at the tip of the front cylinder 2.
いま、固形燃料5.6がイグナイタ9で点火されると、
固形燃料5.6の内周面全体が燃焼して高温高圧の可燃
ガスが発生する。そして、燃焼室7で発生する可燃ガス
は矢印P方向に流れて噴射ノズル14かも噴射される。Now, when solid fuel 5.6 is ignited with igniter 9,
The entire inner circumferential surface of the solid fuel 5.6 is combusted to generate high-temperature, high-pressure combustible gas. The combustible gas generated in the combustion chamber 7 flows in the direction of arrow P and is also injected through the injection nozzle 14.
他方、燃焼室8で発生する可燃ガスは矢印Q方向に流れ
て噴射ノズル14から同時に噴射される。On the other hand, combustible gas generated in the combustion chamber 8 flows in the direction of arrow Q and is simultaneously injected from the injection nozzle 14.
ところで、推進薬5,6の内面の表面積が両者とも同じ
になるように設計しであることから燃焼室7で発生する
可燃ガス量と燃焼室8で発生する可燃ガス量とが略等し
いので、両可燃ガスが衝突する付近の燃焼室7と燃焼室
8の間では可燃ガスの流速は、第3図の実線ので示すよ
うに、小さなものとなる。By the way, since the propellants 5 and 6 are designed to have the same inner surface area, the amount of combustible gas generated in the combustion chamber 7 and the amount of combustible gas generated in the combustion chamber 8 are approximately equal. The flow velocity of the combustible gas becomes small between the combustion chamber 7 and the combustion chamber 8 in the vicinity where the two combustible gases collide, as shown by the solid line in FIG. 3.
また、各燃焼室7,8の中間で流速は最大となるが、そ
の最大流速は従来の流速■と比べて相当小さく、固体燃
料5.6の浸食燃焼の発生は防止されることとなる。し
たがって、一定推力を長時間維持することができ、また
、燃焼室7,8では浸食燃焼による圧力変化が生じない
ので、その圧力変化による振動によって搭載した電子機
器等に振動荷重を与えるということがない。Further, although the flow velocity reaches its maximum in the middle of each combustion chamber 7, 8, the maximum flow velocity is considerably smaller than the conventional flow velocity (2), and the occurrence of erosive combustion of the solid fuel 5.6 is prevented. Therefore, a constant thrust can be maintained for a long time, and since pressure changes do not occur in the combustion chambers 7 and 8 due to erosive combustion, vibrations caused by pressure changes will not cause vibration loads to be applied to the mounted electronic equipment, etc. do not have.
なお、上記実施例では空気導入式ロケットについて説明
したが、外筒を持たない他のロケットでもいことは勿論
である。In the above embodiments, an air introduction type rocket has been described, but it goes without saying that other rockets without an outer cylinder may be used.
(効 果)
以上説明したように、この発明によれば、推進薬の浸食
燃焼を防止することができ、一定推力を長時間維持する
ことができる。また、燃焼室には浸食燃焼による圧力変
化が生じないので、搭載した電子機器等に振動荷重を与
えてしまうということがない。(Effects) As explained above, according to the present invention, erosion and combustion of the propellant can be prevented, and a constant thrust can be maintained for a long time. Further, since no pressure change occurs in the combustion chamber due to erosive combustion, no vibration load is applied to the mounted electronic equipment.
第1図はこの発明にかかわるロケットの構成を示した一
部断面図、第2図はロケットの構成を示した断面図、第
3図は燃焼室の位置と燃焼ガスの流速の関係を示した説
明図、第4図は従来のロケットの説明図である。
1・・・ロケット本体
5.8・・・固体燃料(推進薬)
7・・・−次燃焼室(前部側燃焼部)
8・・・−次燃焼室(後部側燃焼部)
14・・・噴射ノズルFigure 1 is a partial sectional view showing the structure of the rocket related to this invention, Figure 2 is a sectional view showing the structure of the rocket, and Figure 3 is the relationship between the position of the combustion chamber and the flow velocity of combustion gas. Explanatory diagram, FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional rocket. 1...Rocket body 5.8...Solid fuel (propellant) 7...-Next combustion chamber (front side combustion part) 8...-Next combustion chamber (rear side combustion part) 14...・Injection nozzle
Claims (1)
て燃焼室が形成されるとともに、該ロケットモータ本体
に前記燃焼室で発生した燃焼ガスを後方に向けて噴射す
る噴射ノズルが設けられたロケットモータにおいて、 前記噴射ノズルは、ロケットモータ本体の中間部の外周
で、前記前部側燃焼部と後部側燃焼部との燃焼ガスの発
生量が略等しい位置に設けたことを特徴とするロケット
モータ。[Scope of Claims] An internal combustion type propellant is loaded into a rocket motor body to form a combustion chamber, and combustion gas generated in the combustion chamber is injected rearward into the rocket motor body. In the rocket motor provided with a nozzle, the injection nozzle is provided at a position on the outer periphery of an intermediate portion of the rocket motor body at a position where the amount of combustion gas generated by the front side combustion section and the rear side combustion section is approximately equal. A rocket motor featuring
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26760289A JPH03130564A (en) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | Rocket motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26760289A JPH03130564A (en) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | Rocket motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03130564A true JPH03130564A (en) | 1991-06-04 |
Family
ID=17447009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26760289A Pending JPH03130564A (en) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | Rocket motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03130564A (en) |
-
1989
- 1989-10-12 JP JP26760289A patent/JPH03130564A/en active Pending
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