JPH079217B2 - Combustion pressure controller for gas generator for ram rocket - Google Patents

Combustion pressure controller for gas generator for ram rocket

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JPH079217B2
JPH079217B2 JP19114289A JP19114289A JPH079217B2 JP H079217 B2 JPH079217 B2 JP H079217B2 JP 19114289 A JP19114289 A JP 19114289A JP 19114289 A JP19114289 A JP 19114289A JP H079217 B2 JPH079217 B2 JP H079217B2
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gas generator
pressure
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gas
combustion
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浪之介 久保田
裕 矢野
靖 渡部
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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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、可燃性ガスと、外部から導入した外気とを燃
焼室で混合して二次燃焼させるラムロケットにおいて、
可燃性ガスを発生させて燃焼室(二次燃焼室)に供給す
るいわゆる一次燃焼室として機能するガスジェネレータ
の燃焼圧力制御装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ram rocket in which a combustible gas and external air introduced from outside are mixed in a combustion chamber for secondary combustion.
The present invention relates to a combustion pressure control device for a gas generator that functions as a so-called primary combustion chamber that generates a combustible gas and supplies it to a combustion chamber (secondary combustion chamber).

従来の技術 ラムロケットは、その基本構造として頭部側から順にガ
スジェネレータおよび燃焼室を備えるとともに、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。そして、上記のラムロケットは、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(一次燃焼)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
燃焼室で連続的に二次燃焼させることによって飛翔し続
ける(例えば、日本航空宇宙学会編「航空宇宙工学便覧
増補版」,(昭59,10,10),丸善,P655〜656参照)。
2. Description of the Related Art A ram rocket has a gas generator and a combustion chamber as its basic structure in order from the head side, and a side part is provided with a diffuser that opens to the head side and communicates with the combustion chamber. The gas generator is loaded with a solid sustainer propellant having an excess fuel composition and the combustion chamber is loaded with a solid booster propellant. Then, the above-mentioned ram rocket starts by the ignition of the booster propellant, and when the predetermined speed is reached at the end of the boost flight, the sustainer propellant is ignited,
Combustible gas generated by the combustion (primary combustion) of the sustainer propellant is mixed with the outside air introduced from the diffuser, and the secondary combustion is continuously performed in the combustion chamber to continuously fly (for example, the Japan Aerospace Society). Volume "Aerospace Engineering Handbook Supplement", (Sho 59, 10, 10), Maruzen, P655-656).

ここで、上記のようなラムロケットには、第4図に示す
ように、ガスジェネレータ100の燃料噴射ノズル101に流
量調整機構を設け、ピントル105によりノズル開度(燃
料噴射ノズルの有効開口面積)を変化させて可燃性ガス
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。
Here, in the above-mentioned ram rocket, as shown in FIG. 4, a flow rate adjusting mechanism is provided in the fuel injection nozzle 101 of the gas generator 100, and the nozzle opening (effective opening area of the fuel injection nozzle) is provided by the pintle 105. There is a method in which the flow rate of the combustible gas is controlled by changing the above to stabilize combustion and thrust associated therewith.

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、ピントル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。
The gas generator 100 has a sustainer propellant 1
02 is loaded into the combustion chamber 103 through the nozzle 101.
Is in communication with. The nozzle 101 has a throat portion 101b continuous with the convergent portion 101a, and the convergent portion 101a has a drive shaft 104 penetrating in its diameter direction and a pintle 105 in the axial direction of the nozzle 101. A holder 106 for movably holding is provided.

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が連結してあるとともに、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
させるとともに、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。
The drive shaft 104 has one end connected to a speed reduction mechanism 108 of a servo motor 107 provided outside the nozzle, and a sealant 109 interposed between the drive shaft 104 and the nozzle wall. The pintle 105 has a conical tip end extending to the throat portion 101b, and a spherical cam 110 having an eccentric position fixed to the drive shaft 104 is engaged with the base portion.

上記の流量調整機構は、予め設定した指令信号を外部か
ら入力してサーボモータ107で駆動軸104をその軸まわり
に回動させ、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101
bの開口面積を変化させて可燃性ガスの流量を調整する
ものである。
The flow rate adjusting mechanism described above inputs a preset command signal from the outside to rotate the drive shaft 104 around the axis by the servo motor 107, and the pintle 105 is nozzled through the spherical cam 110.
By moving in the axial direction of 101, the throat portion 101
The flow area of flammable gas is adjusted by changing the opening area of b.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の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にあっては、ノズル
開度を変化させるべく単にピントル105の位置を制御し
ているだけで実際の燃焼圧力をフィードバックしていな
いため、ノズル開度変化に対する燃焼圧力の応答性が悪
いばかりでなく制御誤差が大きく、圧力制御の精度の向
上に限界がある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional gas generator for a ram rocket provided with the flow rate adjusting mechanism as described above, the position of the pintle 105 is simply controlled to change the nozzle opening. Since the actual combustion pressure is not fed back, not only the responsiveness of the combustion pressure to the change in the nozzle opening degree is bad, but also the control error is large, and there is a limit in improving the accuracy of pressure control.

これは、ピントル105の位置指令信号を、サステーナ推
進薬102の燃焼面積とノズルスロート面積との関係をも
とに予め設定しておいたとしても、サステーナ推進薬10
2の物性等の影響のために燃焼途中で予想し得ない不安
定な燃焼挙動をしていることが原因と考えられる。
This is because even if the position command signal of the pintle 105 is preset based on the relationship between the combustion area of the sustainer propellant 102 and the nozzle throat area, the sustainer propellant 10
It is considered that the cause is the unstable combustion behavior that cannot be predicted during the combustion due to the influence of the physical properties of 2.

本発明は以上のような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、ガスジェネレータの燃焼圧力
を直接フィードバックすることにより、応答性の向上と
圧力制御の精度の向上を図った圧力制御装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide a pressure control device that improves the responsiveness and the accuracy of pressure control by directly feeding back the combustion pressure of the gas generator.

課題を解決するための手段 第1の発明は、ガスジェネレータの噴射ノズルから噴射
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とともに、噴射ノズルのガス
流量を調整してガスジェネレータの燃焼圧力を可変制御
するようにした装置において、予め設定された燃焼圧力
の目標値を出力するジェネレータ基本制御手段と、燃料
噴射ノズルのスロート面積を変化させてガス流量を調整
する流量調整手段と、ガスジェネレータの内圧を検出す
る圧力センサと、上記の目標値と圧力センサによって検
出された実圧力とを比較してその差に相当する信号を駆
動信号として前記流量調整手段に付与する比較制御手段
とを備えている。
Means for Solving the Problem A first invention is to mix combustible gas injected from an injection nozzle of a gas generator and external air introduced from a diffuser in a combustion chamber and burn the same, and adjust a gas flow rate of the injection nozzle. In a device that variably controls the combustion pressure of a gas generator, a generator basic control unit that outputs a preset target value of the combustion pressure and a flow rate that adjusts the gas flow rate by changing the throat area of the fuel injection nozzle. The adjusting means, a pressure sensor for detecting the internal pressure of the gas generator, and the target value and the actual pressure detected by the pressure sensor are compared, and a signal corresponding to the difference is given to the flow rate adjusting means as a drive signal. And comparison control means.

また第2の発明は、ガスジェネレータの噴射ノズルから
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とともに、噴射ノズルの
ガス流量を調整してガスジェネレータの燃焼圧力を可変
制御するようにした装置において、ガスジェネレータの
点火後ガスジェネレータの圧力が所定の値になるまでは
予め設定された燃焼圧力の目標値を流量調整手段に対し
出力するジェネレータ基本制御手段と、噴射ノズルのス
ロート面積を変化させてガス流量を調整する流量調整手
段と、ガスジェネレータの内圧を検出する圧力センサ
と、上記の目標値と圧力センサによって検出された実圧
力とを比較してその差に相当する信号を駆動信号として
出力する比較制御手段と、ガスジェネレータの内圧が所
定の値になった時点で流量調整手段に入力される信号を
目標値から比較制御手段の出力に切り換えるモード切換
手段とを備えている。
A second aspect of the invention is to mix combustible gas injected from an injection nozzle of a gas generator and external air introduced from a diffuser in a combustion chamber and burn the same, and adjust a gas flow rate of the injection nozzle to burn pressure of the gas generator. In the device for variably controlling, the generator basic control means for outputting the preset target value of the combustion pressure to the flow rate adjusting means until the pressure of the gas generator after ignition of the gas generator reaches a predetermined value, A flow rate adjusting unit that adjusts the gas flow rate by changing the throat area of the injection nozzle, a pressure sensor that detects the internal pressure of the gas generator, and the difference between the above target value and the actual pressure detected by the pressure sensor are compared. When the internal pressure of the gas generator reaches a predetermined value, comparison control means that outputs a signal corresponding to A signal input to the flow rate adjusting means and a mode switching means for switching from the target value to the output of the comparison control unit.

作用 第1の発明によると、圧力センサをフィードバック要素
にもつことによってガスジェネレータの燃焼圧力がフィ
ードバック制御される。
Action According to the first aspect of the invention, the combustion pressure of the gas generator is feedback-controlled by having the pressure sensor as the feedback element.

また第2の発明によると、当初は従来と同様に流量調整
手段のピントルの位置が直接制御されるものの、燃焼圧
力が所定の圧力に達したのちは自動的に上記のフィード
バック制御に切り換えられて燃焼圧力がフィードバック
制御されるようになる。
According to the second aspect of the invention, the position of the pintle of the flow rate adjusting means is directly controlled initially as in the conventional case, but after the combustion pressure reaches a predetermined pressure, the feedback control is automatically switched to the above-mentioned feedback control. The combustion pressure is feedback controlled.

実施例 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。
Embodiment FIGS. 1 and 2 are views for explaining an embodiment of the present invention, in which the left side of each figure is the head side and the right side is the tail side.

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を備えるとともに、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、後述するピントル12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(図示せず)を連結する。
As shown in FIG. 2, the ram rocket R has a combustion chamber 4 at the tail of the gas generator 1 and a plurality of diffusers 14 at the sides. Further, on the head side of the gas generator 1, a driving means 17 for the pintle 12 described later is provided.
Is mounted on the head side of the driving means 17,
For example, a nose cone (not shown) for mounting a payload required for flight is connected.

前記燃焼室4には、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が分離可能に組み込んであり、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が取り付けてある。
The combustion chamber 4 is loaded with solid booster propellant 30. For this reason, a rocket nozzle 33 is separably incorporated into the inside of the ramjet nozzle 31 provided at the tail of the combustion chamber 4 by using a clamp 32, and a booster propulsion is provided inside the rocket nozzle 33. An igniter 34 for igniting the drug 30 is attached.

前記ディフューザ14は、当該ラムロケットRの頭部側に
開口するとともに、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が取り付けてある。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。
The diffuser 14 is open to the head side of the ram rocket R, communicates with the head of the combustion chamber 4, and the opening to the inside of the combustion chamber 4 is closed by a port cover 35. A pyrotechnic product 35a is attached to the surface of the port cover 35 on the diffuser 14 side. In addition, a storage portion 36 is continuously provided on the tail side of the diffuser 14, and a port cover releasing device 37 for operating the pyrotechnic product 35a is stored in the storage portion 36. .

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に連通する噴射ノズル5
と、当該タンク3の内部にて前記噴射ノズル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。
The gas generator 1 includes a tank 3 loaded with a solid sustainer propellant 2 and an injection nozzle 5 communicating with a combustion chamber 4.
And a pipe-shaped pintle case 6 extending toward the injection nozzle 5 inside the tank 3 on the coaxial line.

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をねじ結合するとともに、前部円筒部材7の
尾部に、中央に前記噴射ノズル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の先端が噴射ノズル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。そして、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。
The tank 3 has a head end of a cylindrical member 7 constituting a main body portion, a front end plate member 8 having a base end of the pintle case 6 fixed to the center thereof screwed thereto, and a tail portion of the front cylindrical member 7, A rear end plate member 9 having the injection nozzle 5 formed at the center is screwed together, and the tip of the pintle case 6 reaches the vicinity of the injection nozzle 5. The sustainer propellant 2 is loaded into the tank 3 through the restrictor 10 over the length of the pintle case 6. A heat insulating material 11 is interposed between the pintle case 6 and the restrictor 10 to enhance the heat protection performance for the pintle 12 inserted in the pintle case 6.

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のほか、ガスジェネレータ1内の燃焼圧力を検
出するための圧力センサ40が取り付けられている。この
圧力センサ40の出力信号は増幅器41を介して後述する比
較制御手段としてのループアンプ43に入力されるように
なっており、圧力センサ40は実質的にループアンプ43と
の間で圧力フィードバックループを形成している。
In addition to the igniter 13 for the sustainer propellant 2, a pressure sensor 40 for detecting the combustion pressure in the gas generator 1 is attached to the rear end plate member 9. The output signal of the pressure sensor 40 is input to the loop amplifier 43 as a comparison control means described later via the amplifier 41, and the pressure sensor 40 is substantially connected to the loop amplifier 43 in a pressure feedback loop. Is formed.

ここで、圧力センサ40としては、圧電変換素子への圧力
伝達媒体として耐熱性のあるシリコングリス等を用いた
ものが使用される。
Here, as the pressure sensor 40, a sensor using heat-resistant silicon grease or the like as a pressure transmission medium to the piezoelectric conversion element is used.

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、離脱可能あるいは焼尽性を
有するカバーを設けることがある。
The tank 3 has a connecting portion 4a that opens at the head of the combustion chamber 4.
In addition, the tail portion of the rear end plate member 9 is screwed. In addition,
A detachable or burnable cover may be provided at the opening of the connecting portion 4a.

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
するとともに、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
の軸線が噴射ノズル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。
When the pintle 12 is inserted in the pintle case 6, the conical tip portion extends to the center of the opening of the nozzle 5, and the base end formed with the male screw portion 12a is the tank 3.
A seal ring 15 that protrudes to the outside and is slidably contacted with the inner surface of the pintle case 6 is fitted near the base end. Also,
A guide ring 16 is fixed to the tip of the pintle case 6, and the guide ring 16 keeps the pintle 12 in a state where its axis coincides with the axis of the injection nozzle 5. Prevents flammable gas from entering between and. On the base end side of the pintle 12 above,
Drive means for axially reciprocating the pintle 12
17 are connected.

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を取り付けるとともに、前記第1ブラケット2
0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1
8のナット部18bは、ナットホルダ24に取り付けてある。
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。
The drive means 17 includes a ball screw 18 and a servomotor 19
And a first bracket 21 fixed to the front end plate member 8 having a structure in which the pintle 12 is arranged on the coaxial line of the pintle 12.
Is attached to the screw shaft 18a of the ball screw 18 via a bearing 20 and the like, and the first bracket 2
The servo motor 19 is attached to the second bracket 22 fixed to 0.
Is fixed, and the screw shaft 18a and the output shaft 19a of the servomotor 19 are connected by a joint 23. Ball screw 1
The nut portion 18b of 8 is attached to the nut holder 24.
Then, the nut 25 is screwed onto the male screw portion 12a of the pintle 12 penetrating the nut holder 24 to connect the nut holder 24 and the pintle 12. This allows
The drive means 17 converts the rotational movement of the servo motor 19 into the linear movement of the nut holder 24 via the ball screw 18,
Reciprocate the pintle 12 in the axial direction.

また、前記第1ブラケット21には、ピントル12の変位を
検出するために、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が取り付けられており、このポテ
ンショメータ26はサーボアンプ27との間でピントル12の
位置フィードバックループを形成している。そして、ピ
ントル12と前述した駆動手段17とで、噴射ノズル5のス
ロート面積を変化させてガス流量を調整する流量調整手
段42が構成されている。ここで、駆動手段17がタンク3
よりも前方側にあるのは、ガスジェネレータ1の発生ガ
スによる熱影響を極力なくし、その操作性能を維持させ
るためである。
Further, a potentiometer 26 having an input shaft 26a fixed to a nut holder 24 is attached to the first bracket 21 in order to detect the displacement of the pintle 12, and the potentiometer 26 is connected to the servo amplifier 27 in a pintle. It forms 12 position feedback loops. Then, the pintle 12 and the above-mentioned driving means 17 constitute a flow rate adjusting means 42 for adjusting the gas flow rate by changing the throat area of the injection nozzle 5. Here, the driving means 17 is the tank 3
The reason for being on the front side is to minimize the thermal influence of the gas generated by the gas generator 1 and maintain its operating performance.

サーボアンプ27の前段には比較制御手段としてのループ
アンプ43のほか、ジェネレータ基本制御手段としての関
数発生器44が設けられている。関数発生器44にはサステ
ーナ推進薬2の燃焼面積と噴射ノズル5のスロート面積
との関係をもとに時間の経過に応じた燃焼圧力の目標値
が予め設定されており、関数発生器44はこれをピントル
12の位置指令としてサーボアンプ27またはループアンプ
43に出力するもので、関数発生器44とループアンプ43と
の間にはモード切換手段45が設けられる。このモード切
換手段45は圧力フィードバック信号Pcが所定の設定レベ
ルを越えたときに切換作動するリレースイッチ46を中心
として構成され、このモード切換手段45のはたらきによ
り関数発生器44の出力がサーボアンプ27およびループア
ンプ43のいずれかに選択的に入力されるようになってい
る。
In front of the servo amplifier 27, in addition to a loop amplifier 43 as comparison control means, a function generator 44 as generator basic control means is provided. The function generator 44 is preset with a target value of the combustion pressure according to the passage of time based on the relationship between the combustion area of the sustainer propellant 2 and the throat area of the injection nozzle 5. Pintle this
Servo amplifier 27 or loop amplifier as 12 position commands
A mode switching means 45 is provided between the function generator 44 and the loop amplifier 43. This mode switching means 45 is mainly composed of a relay switch 46 which is switched when the pressure feedback signal Pc exceeds a predetermined set level, and the output of the function generator 44 is output by the servo amplifier 27 by the operation of the mode switching means 45. And it is adapted to be selectively inputted to either of the loop amplifiers 43.

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を離脱させるととも
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に点火する。
The ram rocket R equipped with the gas generator 1 described above
When the booster propellant 30 is ignited by the igniter 34, the igniter 34 is blown away to start and accelerate, and when the predetermined speed is reached at the end of the boost flight, the clamp 32 is released and the rocket nozzle 33 is released. , The port cover 35 is crushed by the operation of the pyrotechnic 35a by the port cover release device 37, and the diffuser 14 and the combustion chamber 4
Are brought into communication with each other (state shown in FIG. 1), and further the igniter 13 ignites the sustainer propellant 2.

この時、点火直前まではガスジェネレータ1内の圧力が
実質的に零であるために関数発生器44の出力はループア
ンプ43を経ることなくピントル12の位置指令として直接
サーボアンプ27に入力される。つまり、ガスジェネレー
タ1の内圧が所定の圧力に達するまではガスジェネレー
タ1の内圧がフィードバックされず、ピントル12は関数
発生器44からの指令位置、すなわちこの実施例では噴射
ノズル5の全閉位置のわずか手前にピントル12が保持さ
れる。
At this time, since the pressure in the gas generator 1 is substantially zero until just before ignition, the output of the function generator 44 is directly input to the servo amplifier 27 as a position command of the pintle 12 without passing through the loop amplifier 43. . That is, the internal pressure of the gas generator 1 is not fed back until the internal pressure of the gas generator 1 reaches a predetermined pressure, and the pintle 12 is at the command position from the function generator 44, that is, at the fully closed position of the injection nozzle 5 in this embodiment. The pintle 12 is held just in front.

上記のようにサステーナ推進薬2に点火されると、その
燃焼で生じた可燃性ガスがガスジェネレータ1内に充満
するとともに一部が噴射ノズル5から燃焼室4内に噴射
される。そして、燃焼室4内に噴射された可燃性ガス
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。
When the sustainer propellant 2 is ignited as described above, the combustible gas generated by the combustion fills the gas generator 1 and a part of the combustible gas is injected from the injection nozzle 5 into the combustion chamber 4. Then, the flammable gas injected into the combustion chamber 4 and the outside air introduced from the diffuser 14 are mixed and continuously burned in the combustion chamber 4 to continue flying.

このような燃焼過程において、ガスジェネレータ1の内
圧が所定の圧力に達するとモード切換手段45のリレース
イッチ46が切り換わり、それまでサーボアンプ27に入力
されていた関数発生器44の出力がループアンプ43に入力
される結果、それまでのピントル12の位置制御から圧力
フィードバック信号Pcに基づいたフィードバック制御に
切り換えられる。つまり、関数発生器44の出力信号と圧
力フィードバック信号Pcとの差に相当する信号を駆動信
号としてサーボモータ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、噴射ノズル5のスロート部の開口面積を
変化させて可燃性ガスの流量を調整する。
In such a combustion process, when the internal pressure of the gas generator 1 reaches a predetermined pressure, the relay switch 46 of the mode switching means 45 is switched, and the output of the function generator 44 which has been input to the servo amplifier 27 until then is the loop amplifier. As a result of being input to 43, the position control of the pintle 12 until then is switched to the feedback control based on the pressure feedback signal Pc. That is, the servo motor 19 is driven by using a signal corresponding to the difference between the output signal of the function generator 44 and the pressure feedback signal Pc as a drive signal, and the pintle 12 is moved in the axial direction via the ball screw 18 and the nut holder 24. Thereby, the opening area of the throat portion of the injection nozzle 5 is changed to adjust the flow rate of the combustible gas.

これにより、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コ
ントロールされながら飛翔し続ける。
As a result, the ram rocket R moves to the gas generator 1 described above.
As a result, combustion in the combustion chamber 4 and thrust associated therewith are controlled while continuing to fly.

ここで、ピントル12の位置制御を基本とした従来方式
と、上記のピントル12の位置制御と圧力フィードバック
とを併用した本発明方式とを比較した結果、第3図に示
すように本発明方式では圧力応答性および制御誤差とも
に大幅に改善されたことが判明した。
Here, as a result of comparison between the conventional method based on the position control of the pintle 12 and the method of the present invention in which the position control of the pintle 12 and pressure feedback are used together, as shown in FIG. It was found that both the pressure response and the control error were greatly improved.

また、第1図の圧力フィードバック系のみでシステムを
構成した場合には、ガスジェネレータ1の内圧が所定の
圧力になるまではピントル12は噴射ノズル5のスロート
部を全閉することになるので、点火直後に点火器13から
の発生圧力が加わってガスジェネレータ1の内圧が異常
に上昇するおそれがある(第3図における破線参照)
が、上記の実施例のようにガスジェネレータ1の内圧が
所定の圧力になるまではピントル12の位置を直接制御し
て、ピントル12がノズルスロート部を全閉しないような
制御を行うことにより異常な圧力上昇を回避できるよう
になる。
Further, when the system is configured only with the pressure feedback system of FIG. 1, the pintle 12 will fully close the throat portion of the injection nozzle 5 until the internal pressure of the gas generator 1 reaches a predetermined pressure. Immediately after ignition, the pressure generated from the igniter 13 may be applied to cause an abnormal increase in the internal pressure of the gas generator 1 (see the broken line in FIG. 3).
However, as in the above-described embodiment, the position of the pintle 12 is directly controlled until the internal pressure of the gas generator 1 reaches a predetermined pressure, and the pintle 12 does not fully close the nozzle throat portion. It will be possible to avoid excessive pressure rise.

発明の効果 以上のように第1の発明によれば、ガスジェネレータの
内圧を検知してフィードバック制御するようにしたこと
により、従来と比べて燃焼圧力の応答性が向上するとと
もに、制御誤差が小さくなって燃焼圧力制御の精度が向
上する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the internal pressure of the gas generator is detected and the feedback control is performed, so that the responsiveness of the combustion pressure is improved and the control error is small as compared with the conventional case. Therefore, the accuracy of combustion pressure control is improved.

また第2の発明によれば、上記の作用効果に加えて、ガ
スジェネレータの点火時の圧力が異常に上昇してバース
トしてしまうのを未然に防止でき、言い換えれば点火器
からの発生圧力とサステーナ推進薬からの発生圧力とに
よる過大圧力を緩和できるという効果がある。
According to the second aspect of the invention, in addition to the above-described effects, it is possible to prevent the pressure at the time of ignition of the gas generator from abnormally rising and bursting. In other words, the pressure generated from the igniter can be prevented. This has the effect of alleviating excessive pressure due to the pressure generated by the sustainer propellant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す図で第2図の要部拡大
説明図、第2図はラムロケットの全体の構成説明図、第
3図はガスジェネレータの燃焼圧力と時間との関係を示
す特性図、第4図は従来のガスジェネレータの要部の構
成説明図である。 1……ガスジェネレータ、2……サステーナ推進薬、4
……燃焼室、5……噴射ノズル、12……ピントル、14…
…ディフューザ、17……駆動手段、18……ボールねじ、
19……サーボモータ、40……圧力センサ、42……流量調
整手段、43……比較制御手段としてのループアンプ、44
……ジェネレータ基本制御手段としての関数発生器、45
……モード切換手段、R……ラムロケット。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention and is an enlarged explanatory view of a main part of FIG. 2, FIG. 2 is an explanatory view of the entire structure of a ram rocket, and FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship, and FIG. 4 is a configuration explanatory diagram of a main part of a conventional gas generator. 1 ... Gas generator, 2 ... Sustainer propellant, 4
...... Combustion chamber, 5 ... Injection nozzle, 12 ... Pintle, 14 ...
… Diffuser, 17 …… Driving means, 18 …… Ball screw,
19 ... Servo motor, 40 ... Pressure sensor, 42 ... Flow rate adjusting means, 43 ... Loop amplifier as comparison control means, 44
...... Generator Function generator as basic control means, 45
...... Mode switching means, R …… Lamb rocket.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−161159(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-161159 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガスジェネレータの噴射ノズルから噴射し
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とともに、噴射ノズルのガス流
量を調整してガスジェネレータの燃焼圧力を可変制御す
るようにした装置において、 予め設定された燃焼圧力の目標値を出力するジェネレー
タ基本制御手段と、 噴射ノズルのスロート面積を変化させてガス流量を調整
する流量調整手段と、 ガスジェネレータの内圧を検出する圧力センサと、 上記の目標値と圧力センサによって検出された実圧力と
を比較してその差に相当する信号を駆動信号として前記
流量調整手段に付与する比較制御手段、 とを備えていることを特徴とするラムロケット用ガスジ
ェネレータの燃焼圧力制御装置。
1. A combustible gas injected from an injection nozzle of a gas generator is mixed with external air introduced from a diffuser in a combustion chamber to burn, and a gas flow rate of the injection nozzle is adjusted to vary a combustion pressure of the gas generator. In the controlled device, the generator basic control means for outputting a preset target value of the combustion pressure, the flow rate adjusting means for adjusting the gas flow rate by changing the throat area of the injection nozzle, and the internal pressure of the gas generator are controlled. A pressure sensor for detecting, and a comparison control unit for comparing the target value with the actual pressure detected by the pressure sensor and applying a signal corresponding to the difference to the flow rate adjusting unit as a drive signal. A combustion pressure control device for a gas generator for a ram rocket.
【請求項2】ガスジェネレータの噴射ノズルから噴射し
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とともに、噴射ノズルのガス流
量を調整してガスジェネレータの燃焼圧力を可変制御す
るようにした装置において、 ガスジェネレータの点火後ガスジェネレータの内圧が所
定の値になるまでは予め設定された燃焼圧力の目標値を
流量調整手段に対し出力するジェネレータ基本制御手段
と、 噴射ノズルのスロート面積を変化させてガス流量を調整
する流量調整手段と、 ガスジェネレータの内圧を検出する圧力センサと、 上記の目標値と圧力センサによって検出された実圧力と
を比較してその差に相当する信号を駆動信号として出力
する比較制御手段と、 ガスジェネレータの内圧が所定の値になった時点で流量
調整手段に入力される信号を上記の目標値から比較制御
手段の出力に切り換えるモード切換手段、 とを備えていることを特徴とするラムロケット用ガスジ
ェネレータの燃焼圧力制御装置。
2. A combustible gas injected from an injection nozzle of a gas generator and external air introduced from a diffuser are mixed and burned in a combustion chamber, and a gas flow rate of the injection nozzle is adjusted to vary a combustion pressure of the gas generator. In the controlled device, a generator basic control means for outputting a preset target value of the combustion pressure to the flow rate adjusting means until the internal pressure of the gas generator reaches a predetermined value after ignition of the gas generator, and an injection nozzle. The flow rate adjusting means for changing the throat area of the gas generator to adjust the gas flow rate, the pressure sensor for detecting the internal pressure of the gas generator, and the target value above and the actual pressure detected by the pressure sensor are compared and the difference is equivalent When the internal pressure of the gas generator reaches a predetermined value, the comparison control means that outputs the signal The amount mode switching means for switching the output of the comparison control means a signal input to the adjusting means from the target value of the combustion pressure control apparatus for ram rocket gas generator, characterized in that it comprises a city.
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