JPH0788806B2 - ロケツトエンジンの燃焼室及びその組立て方法 - Google Patents
ロケツトエンジンの燃焼室及びその組立て方法Info
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- JPH0788806B2 JPH0788806B2 JP62011464A JP1146487A JPH0788806B2 JP H0788806 B2 JPH0788806 B2 JP H0788806B2 JP 62011464 A JP62011464 A JP 62011464A JP 1146487 A JP1146487 A JP 1146487A JP H0788806 B2 JPH0788806 B2 JP H0788806B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
- F16B11/006—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
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- F02K9/32—Constructional parts; Details not otherwise provided for
- F02K9/34—Casings; Combustion chambers; Liners thereof
- F02K9/343—Joints, connections, seals therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、もし必要ならば部分的に穴があけられ、また
円筒形のクリーブにより相互連結された、２つのドーム
（円蓋）を具備する型のロケットエンジンのための燃焼
室に関するものである。
円筒形のクリーブにより相互連結された、２つのドーム
（円蓋）を具備する型のロケットエンジンのための燃焼
室に関するものである。
上記のドームと中間のスリーブとはカーボン／エポキシ
樹脂タイプの合成物のような繊維状合成材料から作ら
れ、この円筒状のスリーブの巻きつけは上記ドームの巻
きつけとは別個に行われることがすでに提案されてい
る。この場合、スリーブは、すでに巻き終ったドーム上
か又はこのドームにすでに取付けられかつマンドレル
（心軸）として作用する推進燃料ブロックの上に作られ
る。
樹脂タイプの合成物のような繊維状合成材料から作ら
れ、この円筒状のスリーブの巻きつけは上記ドームの巻
きつけとは別個に行われることがすでに提案されてい
る。この場合、スリーブは、すでに巻き終ったドーム上
か又はこのドームにすでに取付けられかつマンドレル
（心軸）として作用する推進燃料ブロックの上に作られ
る。
この方法は例えばスリーブの曲げ剛性及び周辺剛性に関
しては多くの利点をもたらすものであるが、高い運動加
熱に対する良好な抵抗を示す構造の実現は不可能であ
る。
しては多くの利点をもたらすものであるが、高い運動加
熱に対する良好な抵抗を示す構造の実現は不可能であ
る。
実際に、この特別の型の燃焼室にとって、推進燃料物質
との熱的両立性を保証する必要があるということは樹脂
の重合温度が比較的低いものとなり、これが高い運動加
熱に対する抵抗に限界を来たすものとなる。
との熱的両立性を保証する必要があるということは樹脂
の重合温度が比較的低いものとなり、これが高い運動加
熱に対する抵抗に限界を来たすものとなる。
この公知の燃焼室のもう１つの欠点は、その構造のため
に、スリーブの内面上の任意の場所でドームの位置ぎめ
と固定とができないということである。さらに、繊維状
合成物中でスリーブを作り出すためのマンドレルとして
推進燃料ブロックを用いる時、燃焼室の製造上の危険な
期間が、推進燃料の存在中に生じ、そしてこの期間がス
リーブの巻きつけ及び重合工程を通じて継続する。
に、スリーブの内面上の任意の場所でドームの位置ぎめ
と固定とができないということである。さらに、繊維状
合成物中でスリーブを作り出すためのマンドレルとして
推進燃料ブロックを用いる時、燃焼室の製造上の危険な
期間が、推進燃料の存在中に生じ、そしてこの期間がス
リーブの巻きつけ及び重合工程を通じて継続する。
本発明の目的は、従来技術の利点を保持しながら前記の
欠点を解消することにある。
欠点を解消することにある。
本発明によれば上記の目的は、各ドームが円錐形のスカ
ート部を具備し、このスカート部の外面が、ドームの円
錐形スカート部の少なくとも対向側に円錐形スカートと
同じ円錐形を有する円筒−円錐形割り連結リングを介し
て、その長さの少なくとも一部にわたってスリーブの内
面に接合され、ドーム、スリーブ及びリングが接着剤接
合により固着されることにより、達成されるものとな
る。
ート部を具備し、このスカート部の外面が、ドームの円
錐形スカート部の少なくとも対向側に円錐形スカートと
同じ円錐形を有する円筒−円錐形割り連結リングを介し
て、その長さの少なくとも一部にわたってスリーブの内
面に接合され、ドーム、スリーブ及びリングが接着剤接
合により固着されることにより、達成されるものとな
る。
この構造の結果、種々の構成要素が、燃焼室の内容物の
反応について考慮することなく熱処理を受けることがで
きる。さらに、本発明の構造はドームがスリーブ上に固
定される固着又は接合区域の範囲を減少させることがで
き、その結果として推進燃料によって充たされる容積が
増大することになる。
反応について考慮することなく熱処理を受けることがで
きる。さらに、本発明の構造はドームがスリーブ上に固
定される固着又は接合区域の範囲を減少させることがで
き、その結果として推進燃料によって充たされる容積が
増大することになる。
本発明はさらに、樹脂タイプの母材を持った繊維状合成
材料により全てが作られる、円筒状スリーブと別個のド
ームとを具備するロケットエンジンの燃焼室を組立てる
方法に関するものである。
材料により全てが作られる、円筒状スリーブと別個のド
ームとを具備するロケットエンジンの燃焼室を組立てる
方法に関するものである。
本発明によれば前記方法は、最初に、スリーブと２つの
円錐形スカートを持ったドームと２つの円筒−円錐形連
結リングとを別々に作り、これら要素を組立てる前にそ
の樹脂を重合し、ついで接着材料を、各々のドームを受
け入れるスリーブの内側部分とドームの各々の外面及び
円錐面の少なくとも一方と円筒−円錐リングの円筒面と
に塗布し、ドームの各々を、そのために用意されたスリ
ーブの部分に配置し、そして前記ドームの各々を正しい
位置に保持し、円筒−円錐形リングの各々がドームに到
達しかつこのドームの各々を押しつけるようになるま
で、この円筒−円錐リングの各々をスリーブとドームの
各々の円錐形スカートとの間の空間に挿入し、そして接
着材料の重合を開始することからなることを特徴とする
ものである。
円錐形スカートを持ったドームと２つの円筒−円錐形連
結リングとを別々に作り、これら要素を組立てる前にそ
の樹脂を重合し、ついで接着材料を、各々のドームを受
け入れるスリーブの内側部分とドームの各々の外面及び
円錐面の少なくとも一方と円筒−円錐リングの円筒面と
に塗布し、ドームの各々を、そのために用意されたスリ
ーブの部分に配置し、そして前記ドームの各々を正しい
位置に保持し、円筒−円錐形リングの各々がドームに到
達しかつこのドームの各々を押しつけるようになるま
で、この円筒−円錐リングの各々をスリーブとドームの
各々の円錐形スカートとの間の空間に挿入し、そして接
着材料の重合を開始することからなることを特徴とする
ものである。
この方法によれば、燃焼室の全要素をこれら各要素が遭
遇する条件を考慮して作ることができるばかりでなく、
またスリーブの内径に等しい最大の開口部を通って推進
燃料を注入することによりこの推進燃料で燃焼室を容易
に充たすことができ、推進燃料の存在のもとにこれら要
素を組立てるために必要な時間が、スリーブの中にドー
ムを固定するのに必要とされる時間に対して減少するの
で、製造の安全性を高めることができるということが容
易に理解されるであろう。
遇する条件を考慮して作ることができるばかりでなく、
またスリーブの内径に等しい最大の開口部を通って推進
燃料を注入することによりこの推進燃料で燃焼室を容易
に充たすことができ、推進燃料の存在のもとにこれら要
素を組立てるために必要な時間が、スリーブの中にドー
ムを固定するのに必要とされる時間に対して減少するの
で、製造の安全性を高めることができるということが容
易に理解されるであろう。
本発明は添付図面を参照する以下の記載によりさらに容
易に理解されるであろう。
易に理解されるであろう。
第１図を参照すると、ロケットエンジンの燃焼室１は円
筒形スリーブ２と少なくとも２つのドーム3,4と各ドー
ム3,4のための連結リング5,6とを具備している。
筒形スリーブ２と少なくとも２つのドーム3,4と各ドー
ム3,4のための連結リング5,6とを具備している。
円筒形スリーブ２と別体のドーム3,4とは例えばカーボ
ン／エポキシ樹脂タイプのような巻かれた繊維状合成材
料で別々に作られ、そして推進燃料自己点火温度以上に
上昇する温度で熱間重合される。各ドーム3,4は0.2゜と
５゜との間の円錐度（円錐の半分の角に等しい）を有す
る円錐形スカート3b,4bが延在している切り口のない連
続した底部3a又は穴のあけられた底部4aを具備してい
る。ドーム3,4の最大外径、すなわち円錐形スカート3b,
4bの大きな底部の直径は、円筒形スリーブ２の内径より
わずかに小さいか又は大きくともこの内径に等しい。ド
ーム、例えばドーム４は、もし必要ならば２つの異った
部分から作られ、そして１つ又はそれ以上の開口4cが設
けられた取付け底部4aに接合されたスカート4bを有して
いる。
ン／エポキシ樹脂タイプのような巻かれた繊維状合成材
料で別々に作られ、そして推進燃料自己点火温度以上に
上昇する温度で熱間重合される。各ドーム3,4は0.2゜と
５゜との間の円錐度（円錐の半分の角に等しい）を有す
る円錐形スカート3b,4bが延在している切り口のない連
続した底部3a又は穴のあけられた底部4aを具備してい
る。ドーム3,4の最大外径、すなわち円錐形スカート3b,
4bの大きな底部の直径は、円筒形スリーブ２の内径より
わずかに小さいか又は大きくともこの内径に等しい。ド
ーム、例えばドーム４は、もし必要ならば２つの異った
部分から作られ、そして１つ又はそれ以上の開口4cが設
けられた取付け底部4aに接合されたスカート4bを有して
いる。
連結リング5,6は円筒−円錐形状を有し少なくとも１つ
の分割溝７が設けられている。１つの溝７が設けられた
だけの場合は、この溝は有利にはリング5,6の全長にわ
たって延在している。スリーブ２の内面に接触するよう
にされた割リング5,6の外周部はリング全長にわたって
円筒形状を有し、一方リング5,6の内周部はリングの内
端に向って広がっている少なくとも１つの円錐形部分5
b,6bを具備している。リング5,6の円錐面5bはドーム3,4
の円錐形スカート3b,4bの外面と同じ円錐度を有してお
り、そのためこれもまた0.2゜と５゜の間（円錐の半分
の角に等しい）である。
の分割溝７が設けられている。１つの溝７が設けられた
だけの場合は、この溝は有利にはリング5,6の全長にわ
たって延在している。スリーブ２の内面に接触するよう
にされた割リング5,6の外周部はリング全長にわたって
円筒形状を有し、一方リング5,6の内周部はリングの内
端に向って広がっている少なくとも１つの円錐形部分5
b,6bを具備している。リング5,6の円錐面5bはドーム3,4
の円錐形スカート3b,4bの外面と同じ円錐度を有してお
り、そのためこれもまた0.2゜と５゜の間（円錐の半分
の角に等しい）である。
その外側において、連結リング5,6は内面に円筒形部分5
c,6cが設けられ、この円筒形部分が円錐形部分5b,6bに
連結されている。
c,6cが設けられ、この円筒形部分が円錐形部分5b,6bに
連結されている。
リング5,6の円錐形部分の長さは大体においてこのリン
グの直径の0.5倍と1.5倍との間に構成されている。連結
リング5,6はガラス／エポキシ樹脂タイプの材料のよう
な繊維状合成材料を巻きつけることによって作られ、こ
の樹脂の重合が、推進燃料自己点火温度以上の温度のも
とで熱により行われる。
グの直径の0.5倍と1.5倍との間に構成されている。連結
リング5,6はガラス／エポキシ樹脂タイプの材料のよう
な繊維状合成材料を巻きつけることによって作られ、こ
の樹脂の重合が、推進燃料自己点火温度以上の温度のも
とで熱により行われる。
円筒−円錐形連結リング5,6は、１つの分割溝７の代り
に又はこれに補足して複数の溝８を具備する。この場
合、これらの溝８はリング5,6の全周にわたって好まし
くは均一に分配され、その薄い方の端部から始まり、リ
ング5,6の軸線に平行に少なくとも円錐形部分5b,6bの全
長にわたって走行する。割リング5,6の外周の長さは溝
７又８の縁が共に接合した時円筒形スリーブ２の内周の
長さより0.2mmから5mmだけ小さいことに注目されるべき
である。
に又はこれに補足して複数の溝８を具備する。この場
合、これらの溝８はリング5,6の全周にわたって好まし
くは均一に分配され、その薄い方の端部から始まり、リ
ング5,6の軸線に平行に少なくとも円錐形部分5b,6bの全
長にわたって走行する。割リング5,6の外周の長さは溝
７又８の縁が共に接合した時円筒形スリーブ２の内周の
長さより0.2mmから5mmだけ小さいことに注目されるべき
である。
燃料室を構成する異った要素の組立ては好ましくは以下
のとおりである。
のとおりである。
ａ） ドーム3,4の円錐形スカート3b,4bの外面とスリー
ブ２の内面とは、組立てが行われるべき部分に接着剤
（エポキシ樹脂のような）が塗布されるが、この部分は
スリーブ２の端部では必要でない。
ブ２の内面とは、組立てが行われるべき部分に接着剤
（エポキシ樹脂のような）が塗布されるが、この部分は
スリーブ２の端部では必要でない。
ｂ） 各ドーム3,4が、図示しない心出し工具によりス
リーブ２の内側のその最終位置に挿入され、位置ぎめさ
れ、保持される。
リーブ２の内側のその最終位置に挿入され、位置ぎめさ
れ、保持される。
上記の工程ａ）とｂ）は逆にすることができるのが注目
される。言いかえれば、スリーブ２の表面と、対面関係
にある対応スカート3b,4bの表面とは、ドーム3,4がこの
スリーブ２内に位置ぎめされた後接着剤を塗布すること
ができる。
される。言いかえれば、スリーブ２の表面と、対面関係
にある対応スカート3b,4bの表面とは、ドーム3,4がこの
スリーブ２内に位置ぎめされた後接着剤を塗布すること
ができる。
ｃ） 円筒−円錐形割リング5,6はその外面5a,6aと円錐
形部分5b,6bの内面とに接着剤が塗布される。
形部分5b,6bの内面とに接着剤が塗布される。
ｄ） 接着剤が塗布されたリングはその後、円錐形スカ
ート3b,4bとスリーブの内面との間の空間の中に挿入さ
れ、必要な屈曲度に達するまでリングの外端上に推力Ｆ
が加えられる。
ート3b,4bとスリーブの内面との間の空間の中に挿入さ
れ、必要な屈曲度に達するまでリングの外端上に推力Ｆ
が加えられる。
ｅ） この組立て体は接着剤の重合中正しい位置に保持
されこの重合は、用いられた接着剤によって冷間又は熱
間条件で行うことができる。
されこの重合は、用いられた接着剤によって冷間又は熱
間条件で行うことができる。
ｆ） 保持工具が引出され過剰の接着剤の全てが取除か
れる。
れる。
推進燃料は、第１ドーム、例えばドーム３を位置ぎめし
た後第２のドーム４を位置ぎめする前、又はその一方、
例えばドーム４に穴のあけられている２つのドーム3,4
の位置ぎめ後に、燃焼室内に導入される。
た後第２のドーム４を位置ぎめする前、又はその一方、
例えばドーム４に穴のあけられている２つのドーム3,4
の位置ぎめ後に、燃焼室内に導入される。
２つの燃焼室が、本発明の方法により、以下の１つのス
リーブ２、２つのドーム3,4及び２つの円筒−円錐形割
リング5,6で作られた。
リーブ２、２つのドーム3,4及び２つの円筒−円錐形割
リング5,6で作られた。
− 巻かれた繊維状のカーボン／エポキシ樹脂合成材料
からなり、内径158mm、長さ1700mm、厚さ4mmのスリーブ
２ − 巻かれた繊維状のカーボン／エポキシ樹脂材料から
なり円錐度１゜のスカート部3b,4bを具備する２つのド
ーム3,4 − 巻かれた繊維状のガラス／エポキシ樹脂合成材料か
らなり円錐形内面5b,6bが円錐度１゜を有している２つ
の円筒−円錐形割リング5,6 − エポキシ樹脂接着剤。
からなり、内径158mm、長さ1700mm、厚さ4mmのスリーブ
２ − 巻かれた繊維状のカーボン／エポキシ樹脂材料から
なり円錐度１゜のスカート部3b,4bを具備する２つのド
ーム3,4 − 巻かれた繊維状のガラス／エポキシ樹脂合成材料か
らなり円錐形内面5b,6bが円錐度１゜を有している２つ
の円筒−円錐形割リング5,6 − エポキシ樹脂接着剤。
組立て後、接着剤は熱間重合された。油圧破壊のための
２つの試験が、ドーム−スリーブ−リング連結体に対す
る損傷が全くなく、底部との接合コイルのレベルでの破
壊点に達するまで、344バールと346バールでそれぞれ行
われた。第１の場合は、リング5,6の長さが170mmであり
第２の場合はリングの長さが150mmであり、一方、ドー
ムがスリーブの中に固定された長さ（スリーブ及びリン
グの少なくとも一方に接触するドームの部分）はそれぞ
れ200mmと110mmであった。これは、固定区域の長さが著
しく減少されまたこれと同時に燃焼室充填率が増大する
ことを示している。
２つの試験が、ドーム−スリーブ−リング連結体に対す
る損傷が全くなく、底部との接合コイルのレベルでの破
壊点に達するまで、344バールと346バールでそれぞれ行
われた。第１の場合は、リング5,6の長さが170mmであり
第２の場合はリングの長さが150mmであり、一方、ドー
ムがスリーブの中に固定された長さ（スリーブ及びリン
グの少なくとも一方に接触するドームの部分）はそれぞ
れ200mmと110mmであった。これは、固定区域の長さが著
しく減少されまたこれと同時に燃焼室充填率が増大する
ことを示している。
第１図は組立て作業中の燃焼室の軸線方向切断正面図、 第２図は円筒−円錐形連結リングの前面図、 第３図は第２図のIII−III線に沿う連結リングの軸線方
向切断正面図である。 １……燃焼室、２……円筒形スリーブ、 3,4……ドーム、 3b,4b……円錐形スカート、 5,6……連結リング、5b,6b……円錐形部分、 5c,6c……円筒形部分、 ７……分割溝、８……溝。
向切断正面図である。 １……燃焼室、２……円筒形スリーブ、 3,4……ドーム、 3b,4b……円錐形スカート、 5,6……連結リング、5b,6b……円錐形部分、 5c,6c……円筒形部分、 ７……分割溝、８……溝。
Claims (6)
- 【請求項１】円筒形スリーブによって相互に連結された
２つのドームを具備し、該ドームの各々と該中間スリー
ブとが繊維状合成材料から作られている型のロケットエ
ンジンのための燃焼室において、前記各ドームが円錐形
スカート部を具備し、該スカート部の外面は、前記ドー
ムの円錐形スカート部の少なくとも対向側に前記円錐形
スカート部と同じ円錐度の円錐形の面を有する円筒−円
錐形の割り連結リングを介して、少なくともその長さ方
向の一部が前記スリーブの内面に接合され、前記ドー
ム、スリーブ及びリングが接着剤接合により固着される
ロケットエンジンの燃焼室。 - 【請求項２】ドームの各々の円錐形スカート部の円錐度
と、連結リングの内面の円錐部と円錐度（円錐の半角）
が0.2゜と５゜との間である特許請求の範囲第１項記載
の燃焼室。 - 【請求項３】連結リングの各々が、厚い方の端部から薄
い方の端部へ延在する少なくとも１つの分割溝を具備し
ている特許請求の範囲第１項記載の燃焼室。 - 【請求項４】連結リングの各々が、該リングの薄い方の
端から始まり該リングの軸線に平行に、少なくとも前記
リングの内面の円錐部分に走行する、複数の溝を具備し
ている特許請求の範囲第１項記載の燃焼室。 - 【請求項５】連結リングの円筒外周面の周囲が、その溝
の縁が接触した時円筒形スリーブの内周面の周囲より0.
2mmから5mmだけ小さい特許請求の範囲第３項又は第４項
記載の燃焼室。 - 【請求項６】１つの円筒形スリーブと別々の複数のドー
ムとを具備し、これらの全てが樹脂の母材を持った合成
材料で作られているロケットエンジン燃焼室の組立て方
法において、最初に前記スリーブと円錐形スカート部を
有する２つの前記ドームと２つの円筒−円錐形連結リン
グとを別々に作り、これらの要素を組立てる前にその樹
脂を重合し、ついで各々のドーを受け入れる前記スリー
ブの内側部分と前記ドームの各々の外面及び前記円錐形
の面の少なくとも一方と前記円筒−円錐形リングの円筒
形の面とに接着剤を塗布し、前記ドームの各々を、その
ために用意された前記スリーブの部分に配置し、そして
前記ドームの各々を正しい位置に保持し、前記円筒−円
錐形リングの各々を、該リングの各々が前記ドームの各
々に到達しかつ該ドームの各々を押圧するようになるま
で、前記スリーブと前記ドームの各々の円錐形スカート
部との間の空間内に挿入し、ついで前記接着材の重合を
開始することからなるロケットエンジン燃焼室の組立て
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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