JPH05155386A - 推力偏向装置 - Google Patents
推力偏向装置Info
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Abstract
を必要とせず、構造が簡単かつ小型軽量化となり、ま
た、球面滑り部の隙間を小さくでき、ガス漏れのシール
装置が不要となる。 【構成】 燃料を燃焼させた高温高圧のガスを排気する
ダクトを、ボールとソケットを備えたスイベル機構で揺
動して排気方向を偏向する推力偏向装置において、推力
偏向装置のボール6とソケット7を、セラミックス材を
素材としてダクトの中心線上の点を中心とした同心円の
面を有する形状とし、ボールの半径をR、ボールの幅を
Wとしたとき、Sin-1(W/2R)の角度を8度から
25度の範囲に設定して構成される。
Description
ロケット・モータ等を有する飛翔体に組み込まれ、エン
ジンの推力の方向を偏向する推力偏向装置に関する。
して、円錐角内で可動の排気ノズルを有する形式のもの
は、たとえば、アメリカ特許第3759446号やアメ
リカ特許第3912172号に記載されている。
向装置は、二対の同心の球状合せ面を有し、一方の球状
合せ面をロケット・モータ側に設け、他方の球状合せ面
を排気ノズルに設け、排気ノズルをジンバル・リンク装
置によってピボット軸を中心として回動することにより
排気方向を偏向するようにしている。
向装置は、一対のボールとソケット型の継手によって取
り付けられたスイベル・ノズルを備え、このスイベル・
ノズルを継手を中心として回動するようにしたものであ
り、この場合、継手部に加圧潤滑装置を付設し、継手部
の摩擦力を軽減してスムーズな作動を行うようにしてい
る。
を備えた推力偏向装置では、二対の同心の球状合せ面お
よびジンバル装置を必要とするので、構造が複雑になる
とともに、装置全体の重量が重くなりかつ容積がかさば
るため設置空間に制限がある。また、一方の球状合せ面
をロケット・モータ側に他方の球状合せ面を排気ノズル
に配置した場合に、二対の同心の球状合せ面の隙間が比
較的大きくなってしまうため、これら隙間からの排気ガ
スの漏洩を防止するためには、別に構成したシール装置
を設置する必要がある。
推力偏向装置では、高温にさらされ油潤滑などができな
い状態で荷重を加えると、図3に示すように、排気力お
よびアクチュエータの作動力により、ボールBに回転力
R1のほかに軸方向の力R2が作用し、この軸方向の力
R2が大きくなると、ボールBの面がソケットSの面に
楔効果によって食い込み、摩擦力が著しく増加し、場合
によっては噛み込んで作動しなくなってしまうことがあ
る。また、これを防止するには、ボールの直径に対する
すべり面の幅を大きくするとともに、空気圧により加圧
するような摩擦力低減装置を付設する必要があり、装置
全体の重量が重くなりかつ複雑なシステムとなってしま
う。
で、構造が簡単でかつ軽量で運転の信頼性の高い推力偏
向装置を提供することを目的とする。
は、燃料を燃焼させた高温高圧のガスを排気するダクト
に設けられ、スイベル機構のボールとソケットを、セラ
ミックス材を素材としてダクトの中心線上の点を中心と
した同心円の面を有する形状とし、ボールの半径をR、
ボールの幅をWとしたとき、Sin-1(W/2R)の角
度を8度から25度の範囲に設定して構成される。
ス材で成形したボールとソケットを機械的結合によりダ
クトにコンパクトに結合することで、ダクトに対するボ
ール直径を小さく保つことができ、小型軽量化を図るこ
とができ、ボールとソケットのすべり面の隙間を寸法公
差、熱膨張差および歪みを考慮して小さく設定すること
で、ボールのソケットへの噛み込みを防ぐことができ
る。
る。
タ、ロケット・モータ等を有する飛翔体の静止側排気ダ
クトを示し、この静止側排気ダクト1にスイベル機構2
を介して可動側排気ダクト3が取り付けられている。こ
の可動側排気ダクト3には周方向に90度の間隔を置い
て2つのアーム4が取り付けられている。これらアーム
4の先端部は軸5に枢着されている。この軸5の中心は
排気ダクトの中心線上の点Pを通る面S内にあるように
設定されている。上記アーム4は、図示しないリンク装
置を介してアクチュエータに連結されており、可動側排
気ダクト3を任意の方向(ピッチおよびヨー方向)に偏
向できるようにしている。
素材として成形されたボール6とソケット7を備え、ボ
ール6はナット8を介して可動側排気ダクト3に固定さ
れ、ソケット7はVバンドカップリング9を介して静止
側排気ダクト1に取り付けられている。上記セラミック
ス材としては、摩擦係数が低く、硬度が高くかつ高温特
性に優れたものが選定される。ボール6とソケット7の
噛み合い面は、排気ダクトの中心線上の点Pを中心とし
た同心円の面を有し、ソケット7の内径はボール6の外
径よりわずかに大きく設定され、噛み込むことなく滑り
運動を行うようになっている。ソケット7の内径とボー
ル6の外径との隙間は、排気ガスにより加熱されたとき
の熱膨張差および熱歪みおよび真円度の製作誤差を考慮
してできるだけ小さい値となるように決められる。ボー
ル6とソケット7の噛み合い面(滑り面)には、必要に
応じて耐熱性固体潤滑被膜が施され、摩擦力が小さくな
るようにすることが好ましい。上記ボール6の幅Wは、
所定位置にあるとき、面Sに対して角度αすなわち全体
として角度2αをなすように設定されている。図4は、
ダクト径を150ミリとし、スイベルノズルの軸受部分
のボールとソケットを耐熱金属で作った従来製品と、ボ
ールとソケットをセラミックスで作った本発明製品との
比較を示す図であり、従来製品では角度α=Sin
-1(W/2R)が37度が食い込みを考慮すると限界で
あり、したがって、角度は37度以上で、重量が24K
g程度であるのに対して、本発明製品では角度α=Si
n-1(W/2R)が8度が強度や構造から限界であり、
25度以上では重量が急増するため制限を受け、したが
って、角度は8度と25度の間で、重量が2〜3Kg程
度である。
部分では、ボール6の幅をW、ボールの半径をR、とし
たとき、角度α=Sin-1(W/2R)が8度から25
度の範囲になるように設定される。この場合、ソケット
7の内径R´はボール6の外径Rよりわずかに大きく設
定される。ソケット7の幅W´はボール6の幅Wより狭
くすることが望ましい。このSin-1(W/2R)の角
度の設定は、ノズルの偏向角及び図4に示すようにボー
ル6とソケット7の間の楔効果で摩擦力が著しく増加
し、噛み込みが生じて動かなしなくなることのないよう
な値に決められる。ボール6と可動側排気ダクト3およ
びナット8の間には、排気熱の熱膨張差を逃がすよう
に、小さい隙間および勾配が設けられている。また、静
止側排気ダクト1の先端は、可動側排気ダクト3が作動
した場合でも、干渉しないようかつ、静止側排気ダクト
1と可動側排気ダクト3の間の隙間を小さくして排気の
流れを乱さないようにする。
所定位置に配置したとき、面Sに対して角度αをなすよ
うに設定されている。このボール6の幅Wは、ボール6
とソケット7の間の楔効果で摩擦力が著しく増加し、噛
み込みが生じて動かなくなることのないような値に決め
られる。
ルとソケットをセラミックス材を素材としてダクトの中
心線上の点を中心とした同心円の面を有する形状とする
ことで、摩擦力が小さくかつ噛み込みが生じない球面滑
り部が形成されるので、複雑な構造のジンバルあるいは
摩擦低減装置を必要とせず、構造が簡単かつ小型軽量化
となり、また、球面滑り部の隙間を小さくできるので、
ガス漏れのシール装置が不要となる。
図。
の関係を示す図。
の食い込みを示す図。
Claims (1)
- 【請求項1】燃料を燃焼させた高温高圧のガスを排気す
るダクトを、ボールとソケットを備えたスイベル機構で
揺動して排気方向を偏向する推力偏向装置において、推
力偏向装置のボールとソケットを、セラミックス材を素
材としてダクトの中心線上の点を中心とした同心円の面
を有する形状とし、ボールの半径をR、ボールの幅をW
としたとき、Sin-1(W/2R)の角度を8度から2
5度の範囲に設定したことを特徴とする推力偏向装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31941891A JPH07115675B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 推力偏向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31941891A JPH07115675B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 推力偏向装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05155386A true JPH05155386A (ja) | 1993-06-22 |
JPH07115675B2 JPH07115675B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=18109974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31941891A Expired - Lifetime JPH07115675B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 推力偏向装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07115675B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015166240A (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | エアバス デーエス ゲーエムベーハーAirbus DS GmbH | 宇宙航行機などの操作対象物の保持及び操向操作を行うための装置 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP31941891A patent/JPH07115675B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015166240A (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | エアバス デーエス ゲーエムベーハーAirbus DS GmbH | 宇宙航行機などの操作対象物の保持及び操向操作を行うための装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07115675B2 (ja) | 1995-12-13 |
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