JPH0656137B2 - ロケツトモ−タ用ノズルクロ−ジヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ロケットモータのノズル開口部を一時的に
閉塞しておくのに利用するロケットモータ用ノズルクロ
ージャに関するものである。

（従来の技術） 従来、ロケットモータのノズルクロージャとしては、例
えば、特開昭５８−７５６９９号公報に記載されている
ものがあり、その構造を第３図に基づいて説明する。

図中において符号１００は固体の推進薬を装填したモー
タケースであって、このモータケース１００の後端壁と
なるノズルホルダ１００ａには、当該モータケース１０
０の外側（図の右側）に突出するノズル１０１が設けて
あり、さらに、前記ノズル１０１にノズルクロージャ１
０２が取付けてある。ノズルクロージャ１０２は、ノズ
ル１０１の開口１０１ａを閉塞する円形の蓋部１０３，
前記蓋部１０３の内側に埋込んだアルミ片１０４，ノズ
ル１０１の外周に固定する環状の取付部１０５および蓋
部１０３と取付部１０５との円周部分を連結する連結部
１０６を有している。また、前記ノズルクロージャ１０
２は、全体として弾性を有する樹脂等で成形してあり、
取付部１０５をノズル１０１に固定したのち、連結部１
０６をＵ字形に曲げた状態にして蓋部１０３をノズル１
０１の開口１０１ａに嵌着する。したがって、連結部１
０６は、蓋部１０３を取付部１０５に対する元の状態
（図中仮想線で示す状態）に戻す方向（矢印Ａ方向）へ
付勢している。

上記のノズルクロージャ１０２は、モータケース１００
内の推進薬に着火が行われると、前記モータケース１０
０内における燃焼の圧力によって蓋部１０３が開口１０
１ａから離脱し、このとき、連結部１０６および取付部
１０５を有する構成であることから、前記蓋部１０３が
ロケットの後方に吹き飛ばされないようになっている。

このようなノズルクロージャは、推進薬や点火薬の防
湿、および着火時の初期燃焼を促進するのに必要な圧力
の保持などの目的が設けるものであり、従来において
は、上述したノズルクロージャ１０２のほかに、蓋部１
０３に該当する構造だけを有するものや、ノズルのダイ
バージェント部に嵌め込むようにした栓状のようなもの
などがあった。また、ノズルクロージャをノズルに取付
けておく手段としては、ノズルクロージャを弾性物質で
成形し、その弾性を利用して嵌着する構造や、接着剤で
接着する構造などがあった。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記したような従来のノズルクロージャは、
いずれもノズル開口部分を密閉する構造であったため、
例えば、多段ロケットの上段ロケットモータや搭載され
た人工衛星等に使用するロール制御用モータのように高
高度で作動させるロケットモータに適用する場合、ロケ
ットが上昇する間にモータケース内（燃焼室内）の圧力
に対して外気圧が急激に低下する状態になることから、
その圧力差によってノズルクロージャがノズルから離脱
する可能性が大きく、この離脱がノーズフェアリングの
開頭前に生じると、ノズルクロージャが搭載機器に干渉
したりあるいはこれらを破損したりする恐れがあるとい
う問題点があった。また、ノズルクロージャが上記圧力
差によって離脱するのを防ぐためにノズルへの嵌合力あ
るいは接着力等を大にすると、当然離脱に要する圧力も
増大し、その結果、離脱時の圧力変化による衝撃で燃焼
にばらつきが生じたり、モータケースの耐圧強度をより
高めるためにケースの肉厚を増大させることによって重
量増大を招いたりするという欠点がある。

この発明は、上記したような問題点に着目して成された
もので、推進薬の防湿および着火時の圧力保持といった
本来の機能を保ち、高高度で作動させるロケットモータ
に適用した場合であっても燃焼室内外の圧力差による離
脱を防ぐことができ、常に安定した作動を実現すること
ができるロケットモータ用ノズルクロージャを提供する
ことを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明によるロケットモータ用ノズルクロージャは、
ロケットモータのノズル開口部を閉塞するノズルクロー
ジャにおいて、燃焼室の内外を連通状態にする通気孔
と、撥水性および通気性を有し且つ前記通気孔を遮蔽す
るフィルタとを備えたことを特徴としている。なお、上
記構成の場合、ロケットモータの適用条件等によって燃
焼室内の定常圧力がほぼ決定しているものと考えるべき
であるから、この圧力や着火時期に到達するまでの間に
予想される大気の圧力変化を考慮したうえで、当該ノズ
ルクロージャの取付け強度や通気孔の大きさあるいは数
を設定することがより望ましい。

（実施例） 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は、この発明の一実施例を説明する
図である。

すなわち、図中の符号１はロケットモータ（後端側のみ
図示）であって、このロケットモータ１は、円筒形を成
すモータケース２の後端にノズル３を連結し、前記ノズ
ル３の開口部にノズルクロージャ４が取付けてある。

前記モータケース２は、その内側に形成した燃焼室５
に、レストリクタ６を介して端面燃焼型の固体推進薬７
が装填してあり、後端部外周におねじ部２ａが形成して
ある。前記ノズル３は、ほぼ中央の内側に、スロート部
Ｔを形成するノズルインサート８が固定してあって、こ
のノズルインサート８の先端側および後端側に、前記ス
ロート部Ｔに連続するコンバージェント部Ｃおよびダイ
バージェント部Ｄを有しており、さらに前記コンバージ
ェント部Ｃの先端部に、前記モータケース２のおねじ部
２ａに螺合するめねじ部９ａを形成した円筒状の連結部
９を有している。また、前記コンバージェント部Ｃの内
面には断熱材１０が設けてある。

前記ノズルクロージャ４は、ゴム等の弾性物質で成形さ
れたものであって、円形の閉塞部４ａと前記聞塞部４ａ
の周部から片側へ突出する環状の取付部４ｂとを有して
おり、前記閉塞部４ａに、その両面に開口する通気孔４
ｃが形成してあると共に、前記閉塞部４ａの取付部４ｂ
側の面に、撥水性および通気性を有し且つ前記通気孔４
ｃを遮蔽するフィルタ１１が設けてある。なお、この実
施例では、前記通気孔４ｃが四箇所の点対称位置に設け
てあり、前記フィルタ１１としては、例えばフッ素樹脂
を素材とする布状のものを用いている。また、前記取付
部４ｂには、当該取付部４ｂの端面に開口する環状の取
付溝４ｄが形成してあって、この取付溝４ｄは、テーパ
状を成すノズル３の後端部３ａに対応して中心寄りに傾
斜した断面になっている。つまり、上記ノズルクロージ
ャ４は、自身が有する弾性を利用してノズル３の後端部
３ａに前記取付溝４ｄを嵌合することによって取付けて
あり、テーパ状を成す嵌合部分によって容易に外れない
ようになっている。

次に、上記のノズルクロージャ４を多段ロケットのノー
ズフェアリング内に搭載した上段ロケット等のロール制
御用モータに適用した場合を例に挙げて説明する。

まず、地上においては、フィルタ１１が撥水性を有する
ものであることから、燃焼室５内への大気中水分の浸入
を阻止し、固体推進薬７および図示しないイグナイタの
点火薬が吸湿するのを防いでいる。次に、多段ロケット
が打ち上げられて上昇している間には、周囲の大気が急
激に低下していくが、フィルタ１１が通気性をも有する
ことから前記フィルタ１１および通気孔４ｃを通して燃
焼室５内の空気を排出することによって大気と等圧にす
る作用を成し、前記燃焼室５内外の圧力差で当該ノズル
クロージャ４がノズル３から離脱するのを防いでいる。
そして、ノーズフェアリングの開頭後、固体推進薬７に
着火したのちには、通気孔４ｃから燃焼ガスの漏出が生
じるが、漏出による圧力低下の作用に比べて燃焼室５内
の圧力上昇の度合が著しく大きく、その圧力がノズル後
端部３ａと取付溝４ｄとの嵌合力を越えるため、当該ノ
ズルクロージャ４は燃焼ガスの圧力によってノズル３か
ら離脱する。

なお、当該ノズルクロージャの材質，形状ならびに取付
け手段、およびフィルタの材質が上記実施例に限定され
ることはない。また、当該ノズルクロージャは、例えば
通気孔の面積が大きくなると、燃焼室内の圧力を大気と
等圧にしようとする作用が容易に得られる反面、離脱に
要する圧力が大きくなる傾向にある。そこで、当該ノズ
ルクロージャは、ロケットモータの適用条件によって燃
焼室内の定常圧力やこの圧力に応じたモータケースの強
度が予め設定されているものと考えるべきであるから、
上記の圧力に応じてノズルへの取付け強度を設定し、こ
れと同時に、着火時期に到達するまでの間に予想される
大気の圧力変化等を考慮して通気孔の面積を設定する。
このとき、通気孔は、フィルタの通気性を考慮したうえ
で、燃焼室内外の圧力差によってノズルクロージャに作
用する力が当該ノズルクロージャの取付け強度を越える
ことがないように燃焼室内の空気を排出可能にする最小
の面積であることが望ましく、一箇所に設けるよりも小
孔として複数設けるほうがより一層好ましい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明のロケットモータ用
ノズルクロージャによれば、ロケットモータのノズル開
口部を閉塞するノズルクロージャにおいて、燃焼室の内
外を連通状態にする通気孔と、撥水性および通気性を有
し且つ前記通気孔を遮蔽するフィルタとを備えたため、
推進薬の防湿や着火時の圧力保持等の本来の機能を全く
損うことがなく、例えば高高度で作動させるロケットモ
ータに適用した場合であっても燃焼室内外の圧力差によ
る離脱を防ぐことができ、常に安定した作動を実現する
ことができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるノズルクロージャを
適用したロケットモータを説明する断面図、第２図は第
１図中のＡ−Ａ線に基づく矢視方向からの正面図、第３
図は従来におけるノズルクロージャを説明する断面図で
ある。 １……ロケットモータ、３……ノズル、４……ノズルク
ロージャ、４ｃ……通気孔、５……燃焼室、１１……フ
ィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロケットモータのノズル開口部を閉塞する
   ノズルクロージャにおいて、燃焼室の内外を連通状態に
   する通気孔と、撥水性および通気性を有し且つ前記通気
   孔を遮蔽するフィルタとを備えたことを特徴とするロケ
   ットモータ用ノズルクロージャ。