JPH079215B2 - ラムロケット用ガスジェネレータ - Google Patents

ラムロケット用ガスジェネレータ

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JPH079215B2
JPH079215B2 JP31616388A JP31616388A JPH079215B2 JP H079215 B2 JPH079215 B2 JP H079215B2 JP 31616388 A JP31616388 A JP 31616388A JP 31616388 A JP31616388 A JP 31616388A JP H079215 B2 JPH079215 B2 JP H079215B2
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JP
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pintle
nozzle
gas generator
combustion chamber
case
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浪之介 久保田
靖 渡部
一芳 二宮
卓雄 桑原
実 光野
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【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、可燃性ガスと導入した外気とを燃焼室で混
合して燃焼させるラムロケットにおいて、前記可燃性ガ
スを発生させるとともに燃焼室に供給するのに用いるラ
ムロケット用ガスジェネレータに関するものである。 (従来の技術) ラムロケットは、例えば、昭和58年4月に丸善が発行し
た「日本航空宇宙学会編・航空宇宙工学便覧・増補版」
の第655頁10・4・3に記載されている。 すなわち、ラムロケットは、頭部側からガスジェネレー
タおよび燃焼室を備えると共に、側部には、頭部側に開
口し且つ前記燃焼室に連通するディフューザを備えてい
る。前記ガスジェネレータには、燃料過剰の組成を有す
る固体のサステーナ推進薬が装填してあり、燃焼室に
は、固体のブースタ推進薬が装填してある。 上記ラムロケットは、ブースタ推進薬への点火によって
発進し、ブースト飛翔の終了とともに所定の速度に達し
たところでサステーナ推進薬に点火し、前記サステーナ
推進薬の燃焼で生じた可燃性ガスと、ディフューザから
導入した外気とを混合して燃焼室で連続的に燃焼させる
ことによって飛翔し続ける。 ここで、上記したようなラムロケットには、第3図に示
すように、ガスジェネレータ100の燃料噴射用ノズル101
に流量調整機構を設け、ガスジェネレータ100の内圧や
導入した空気圧の変化等に応じて可燃性ガスの流量を制
御し、燃焼およびこれに伴う推力の安定化を図るように
したものがある。 前記ガスジェネレータ100は、内部にサステーナ推進薬1
02が装填してあって、前記ノズル101を介して燃焼室103
に連通している。前記ノズル101は、コンバージェント
部101aに連続したスロート部101bを有するものであっ
て、前記コンバージェント部101aには、その直径方向に
貫通する駆動軸104と、ピントン105をノズル101の軸線
方向へ移動可能に保持するホルダ106とが設けてある。 前記駆動軸104は、一端部に、ノズル外部に設けたサー
ボモータ107の減速機構108が連結してあると共に、ノズ
ル壁部との間にシール材109が介装してある。前記ピン
トル105は、円錐状の先端部をスロート部101bに延出さ
せると共に、基部には、前記駆動軸104に偏心位置を固
着した球状カム110が係合している。 上記の流量調整機構は、サーボモータ107で駆動軸104を
その軸まわりに回動させるのに伴って、球状カム110を
介してピントル105をノズル101の軸線方向へ移動させる
ことにより、スロート部101bの開口面積を変化させて可
燃性ガスの流量を調整する。 なお、上記したような流量調整機構は、例えば、AGARD
Lecture SeriesNo.136「RAMJET AND RAM−ROCKET PROPU
LSION」 (NATO 1984年10月発行)のページ7−26,27に開示され
ている。 (発明が解決しようとする課題) ところが、上記したような流量調整機構を備えた従来の
ラムロケット用ガスジェネレータ100にあっては、駆動
軸104や球状カム110等で構成されるピントル駆動機構を
ノズル101内に設けていたため、駆動軸104のシーリング
部を高温のガス流から近い配置にせざるを得ず、シール
材109が熱で劣化し易いほか、上記ピントル駆動機構が
ガス流の圧力(例えば200Kgf/cm2)をまともに受けるの
で、充分な出力を有する大型の駆動源を用いらねばなら
ないなどの課題を有していた。 (発明の目的) この発明は、このような従来の課題を解消するために成
されたもので、ピントル用のシーリング部をガス流から
離れた配置にすることが可能であって、シーリング部の
熱保護に伴う耐久性の向上を図ることができると共に、
ピントル駆動源の小型化を実現し得るラムロケット用ガ
スジェネレータを提供することを目的としている。
【発明の構成】
(課題を解決するための手段) この発明によるラムロケット用ガスジェネレータは、ガ
スジェネレータから噴射した可燃性ガスと、ディフュー
ザから導入した外気とを燃焼室で混合して燃焼させるラ
ムロケットの前記ガスジェネレータにおいて、固体のサ
ステーナ推進薬を装填したタンクに、前記燃焼室に連通
するノズルと、当該タンクの内部にて前記ノズルに向け
て延出するピントルケースとを同軸線上に設けると共
に、前記ピントルケースに、先端が前記ノズルの開口部
中央に延出するピントルを挿設し、前記ピントルの基端
側に、当該ピントルを軸方向に往復動させる駆動手段を
設けたことを特徴としている。 (発明の作用) この発明によるラムロケット用ガスジェネレータは、ノ
ズル開口部に、ピントルケースから突出したピントルの
先端部だけが延出している。したがって、ピントル用シ
ーリング部をノズルから離れた配置にすることが容易で
あると共に、ピントルに作用するガス流の圧力は小さ
い。この状態において、上記ラムロケット用ガスジェネ
レータは、サステーナ推進薬燃焼時のタンクの内圧や、
ディフューザから導入した空気圧の変化等に応じて駆動
手段でピントルを移動させ、ノズルの開口面積を変化さ
せることによって可燃性ガスの流量を調整する。 (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
であって、各図の左側が頭部側であり、右側が尾部側で
ある。 すなわち、ラムロケットRは、第2図に示すように、ガ
スジェネレータ1の尾部に燃焼室4を備えると共に、側
部に、複数のディフューザ14を備えている。また、ガス
ジェネレータ1の頭部側には、後記するピントルの駆動
手段17が搭載してあり、さらに前記駆動手段17の頭部側
には、例えば、飛翔に必要なペイロード等を搭載するた
めのノーズコーン(図示ぜす)を連結する。 前記燃焼室4は、この実施例の場合、固体のブースタ推
進薬30が装填してある。このため、燃焼室4の尾部に設
けたラムジェット用ノズル31の内側には、クランプ32を
用いてロケット用ノズル33が分離可能に組込んであり、
さらにロケット用ノズル33の内側には、ブースタ推進薬
30に点火するためのイグナイタ34が取付けてある。 前記ディフューザ14は、当該ラムロケットRの頭部側に
開口すると共に、前記燃焼室4の頭部寄りに連通してお
り、燃焼室4内への開口部分がポートカバー35で閉塞し
てある。前記ポートカバー35のディフューザ14側の面に
は、火工品35aが取付けてある。また、前記ディフュー
ザ14の尾部側には、収納部36が連設してあって、この収
納部36内には、前記火工品35aを作動させるためのポー
トカバー解除装置37が収納してある。 ガスジェネレータ1は、固体のサステーナ推進薬2を装
填したタンク3に、燃焼室4に連通する燃料噴射用のノ
ズル5と、当該タンク3の内部にて前記ノズル5に向け
て延出するパイプ状のピントルケース6とを同軸線上に
備えている。 前記タンク3は、本体部分を構成する円筒部材7の頭部
に、中央に前記ピントルケース6の基端を固定した前部
鏡板部材8をねじ結合すると共に、前記円筒部材7の尾
部に、中央に前記ノズル5を形成した後部鏡板部材9を
ねじ結合した構成になっており、ピントルケース6の先
端がノズル5の近傍に達している。このタンク3内に
は、ピントルケース6の長さ分にわたって、レストリク
タ10を介して前記サステーナ推進薬2が装填してある。
このとき、ピントルケース6とレストリクタ10との間に
断熱材11を介装することにより、前記ピントルケース6
内に挿設したピントル12に対する熱保護性能を高めるよ
うにしてある。また、前記後部鏡板部材9には、サステ
ーナ推進薬2の点火器13が取付けてある。 上記のタンク3は、燃焼室4の頭部に開口する連結部4a
に、後部鏡板部材9の尾部をねじ結合している。なお、
前記連結部4aの開口部には、離脱可能あるいは燃尽性を
有するカバーを設けることがある。 前記ピントル12は、ピントルケース6に挿設した状態に
おいて、円錐形の先端部がノズル5の開口部中央に延出
すると共に、おねじ部12aを形成した基端がタンク3の
外側に突出し、基端部近傍には、ピントルケース6の内
面に摺接するシールリング15が嵌着してある。また、前
記ピントルケース6の先端には、ガイドリング16が固定
してあって、このガイドリング16は、ピントル12をその
軸線がノズル5の軸線と一致する状態に保ち、且つピン
トルケース6とピントル12との間に可燃性ガスが入り込
むのを防止する。上記ピントル12の基端側には、当該ピ
ントル12を軸方向に往復動させるための駆動手段17が連
結してある。 上記駆動手段17は、ボールねじ18およびサーボモータ19
をピントル12の同軸線上に配設した構成を有するもので
あって、前部鏡板部材8に固定した第1ブラケット21
に、軸受20等を介して前記ボールねじ18のスクリューシ
ャフト18aを取付けると共に、前記第1ブラケット20に
固定した第2ブラケット22に、前記サーボモータ19を固
定し、スクリューシャフト18aとサーボモータ19の出力
軸19aとを継手23で連結している。前記ボールねじ18の
ナット部18bは、ナットホルダ24に取付けてある。そし
て、前記ナットホルダ24に貫通させたピントル12のおね
じ部12aにナット25を螺着することにより、前記ナット
ホルダ24とピントル12とを連結する。これにより、上記
駆動手段17は、ボールねじ18を介して、サーボモータ19
の回転運動をナットホルダ24の直線運動に変換し、ピン
トル12を軸方向に往復動させる。 また、前記第1ブラケット21には、入力軸26aをナット
ホルダ24に固定したポテンショメータ26が取付けてあっ
て、このポテンショメータ26からの出力信号Aをサーボ
アンプ27に入力するようにしてある。なお、サーボアン
プ27は、サーボモータ19に接続してあるほか、タンク3
内あるいはディフューザ14内に設けた圧力センサ(図示
せず)からの出力信号Bが入力されるようになってい
る。 上記のガスジェネレータ1を備えたラムロケットRは、
イグナイタ34でブースタ推進薬30に点火を行うと、前記
イグナイタ34を吹き飛ばして発進・加速し、ブースト飛
翔の終了とともに所定の速度に達したところで、クラン
プ32の解除でロケット用ノズル33を離脱させると共に、
ポートカバー解除装置37による火工品35aの作動でポー
トカバー35を破砕して、ディフューザ14と燃焼室4とを
連通状態(第1図の状態)にし、さらに点火器13でサス
テーナ推進薬2に点火し、その燃焼で生じた可燃性ガス
をノズル5から燃焼室4内に噴射することにより、上記
可燃性ガスと、ディフューザ14から導入した外気とを混
合して燃焼室4で連続的に燃焼させることによって飛翔
し続ける。このとき、上記ガスジェネレータ1は、タン
ク3の内圧や導入した空気圧に変化が生じると、その圧
力信号Bおよびポテンショメータ26によるピントル12の
位置検出信号Aに応じて、サーボアンプ27からの命令信
号でサーボモータ19を駆動し、ボールねじ18およびナッ
トホルダ24を介してピントル12を軸方向へ移動させるこ
とにより、ノズル5の開口面積を変化させて可燃性ガス
の流量を調整する。したがって、ラムロケットRは、上
記ガスジェネレータ1により、燃焼室4における燃焼、
およびこれに伴う推力が安定する。 上記のラムロケット用ガスジェネレータ1は、ピントル
ケース6からピントル12の先端だけが突出し、前記ピン
トル12へのガス流の圧力影響が小さい構造となり、出力
の小さい駆動源(サーボモータ19)で前記ピントル12を
充分に駆動することが可能となる。また、上記ガスジェ
ネレータ1は、ピントルケース6により、ノズル5のガ
ス流から離れたピントル基端側にピントル用シーリング
部であるシールリング15が設けてあり、前記シールリン
グ15が可燃性ガスの熱で劣化するような心配は無い。 なお、この発明によるラムロケット用ガスジェネレータ
は、詳細な構造が上記実施例に限定されることは無く、
例えば、ピントルケースおよびノズルを含むタンクの構
成や、駆動手段などを適宜変更することができる。
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明のラムロケット用ガ
スジェネレータによれば、ガスジェネレータから噴射し
た可燃性ガスと、ディフューザから導入した外気とを燃
焼室で混合して燃焼させるラムロケットの前記ガスジェ
ネレータにおいて、固体のサステーナ推進薬を装填した
タンクに、前記燃焼室に連通するノズルと、当該タンク
の内部にて前記ノズルに向けて延出するピントルケース
とを同軸線上に設けると共に、前記ピントルケースに、
先端が前記ノズルの開口部中央に延出するピントルを挿
設し、前記ピントルの基端側に、当該ピントルを軸方向
に往復動させる駆動手段を設けたため、ピントル用シー
リング部をガス流から離れた配置にすることが可能であ
って、前記シーリング部を熱から保護し、耐久性を向上
させることができると共に、ピントルに作用するガス流
の圧力影響を大幅に低減させてピントル駆動源の小型化
を実現することができるなどの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基づくラムロケット用ガ
スジェネレータを説明する断面図、第2図はラムロケッ
トを説明する断面図、第3図は従来におけるガスジェネ
レータを説明する要部の断面図である。 1…ガスジェネレータ、2…サステーナ推進薬、3…タ
ンク、4…燃焼室、5…ノズル、6…ピントルケース、
12…ピントル、14…ディフューザ、17…駆動手段,R…ラ
ムロケット。
フロントページの続き (72)発明者 二宮 一芳 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 桑原 卓雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 光野 実 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−247748(JP,A) 実開 昭62−59748(JP,U) 実開 昭63−10253(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスジェネレータから噴射した可燃性ガス
    と、ディフューザから導入した外気とを燃焼室で混合し
    て燃焼させるラムロケットの前記ガスジェネレータにお
    いて、固体のサステーナ推進薬を装填したタンクに、前
    記燃焼室に連通するノズルと、当該タンクの内部にて前
    記ノズルに向けて延出するピントルケースとを同軸線上
    に設けると共に、前記ピントルケースに、先端が前記ノ
    ズルの開口部中央に延出するピントルを挿設し、前記ピ
    ントルの基端側に、当該ピントルを軸方向に往復動させ
    る駆動手段を設けたことを特徴とするラムロケット用ガ
    スジェネレータ。
JP31616388A 1988-12-16 1988-12-16 ラムロケット用ガスジェネレータ Expired - Lifetime JPH079215B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2738987B2 (ja) * 1991-02-14 1998-04-08 三菱重工業株式会社 ラムジェットエンジン

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