JPH0823480B2

JPH0823480B2 - 多連ミサイルセルガス管理システム

Info

Publication number: JPH0823480B2
Application number: JP4008657A
Authority: JP
Inventors: エドワード・ティー・ピーシク
Original assignee: General Dynamics Corp
Current assignee: General Dynamics Corp
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: EP0513960A3; EP0513960A2; CA2058090C; US5206450A; KR920021966A; DE69207260T2; EP0513960B1; ES2083078T3; NZ241264A; CA2058090A1; AU636264B2; KR950011866B1; AU1002492A; DE69207260D1; JPH04347498A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】特にミサイル発射能力を有する軍
艦上でのある軍事的応用では、ミサイルは垂直に指向さ
れ互いに近接している１組の室内に格納されている。排
気ガス出口は通常、意図された或いは偶発的なロケット
の点火の際に発生されるロケット排気ガスをダクトで安
全な場所へ送るように設けられている。このような設備
では、いくつかの室を多岐管で１つの共通な排気ダクト
すなわちプレナムチューブ（plenum tube ）内に集める
ことが通常となっている。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】複数
のミサイル格納室を備えた１つの共通な排気ダクトの使
用に付随した問題がある。点火されているミサイルから
の排気ガスが他のミサイルの個々の室を通って吹き出さ
ないように封止できることは重要である。これは通常、
発射されるミサイルを具備する室に対してはミサイル排
気の衝突の力からプレナム室（plenum room ）へと開く
ことができ、且つ他のミサイルに対しては排気プレナム
へと開いているミサイル室の底部で通路を閉鎖すること
ができるドアすなわち蝶番で動くパネルの使用によって
達成される。

【０００３】ここではまた、ロケット排気の一部分が点
火されたミサイルの室へと逆流し、およびそのミサイル
室をおそらく過度に加圧するという問題が生じる。

【０００４】開示された内容全体が引例によってここに
完全に記述されているかのように組み込まれている私の
先の米国特許第 4,044,648号明細書は、連結された排気
プレナムダクトにミサイル格納室を接続する通路内の各
ミサイル格納室の底部にある１対の蝶番で動くドアを開
示している。ミサイルの発射の間にドアの反対側部に加
えられる圧力は、バランスされてミサイルが発射の際に
昇って室を離れるにつれロケット排気流の変化する大き
さに対して開口を調整するためにドアの開く角度を制御
する。結果としてロケット排気流は、点火された室へと
戻る排気ガスの再循環を防ぐための開口部内の適切な
“ガスプラグ”として機能する。

【０００５】ガスプラグがロケット排気流が室へと戻っ
て再循環するのを防ぐのに効果的であるように、ロケッ
ト排気ガス流を制御することは重要である。企図された
目的を達成するためには、ガスプラグの効果を発生させ
るために力学に基いてロケット排気流を制御すること
は、流れを制御したり、逆循環を制限したりする等のよ
うな試みにおいて直接的な排気ガス流を妨げるという不
本意な結果をしばしば招くバッフル、バルブ、ダイバー
タ或いはそのようなもののような固定された構造を使用
するよりもより効果的である。開示された内容全体が引
例によってここに完全に記述されているかのように組み
込まれている私の先の米国特許第 4,683,798号明細書
は、各ミサイル格納室の下方端部の近くにあるが、ミサ
イルがその中に格納され且つ排気プレナムに接続するそ
の室の円形出口開口部に向けて発射される全体的に方形
断面の室からのスムーズな遷移を提供する遷移部分によ
って共通のプレナム室との接続部から間隔をおかれてい
る蝶番で動くドアを開示している。これによってガスプ
ラグの効果が促進され、前記ガスプラグを使用して点火
されたミサイルの室へと戻る排気ガスの再循環を防ぐ。

【０００６】開示された内容全体が引例によってここに
完全に記述されているかのように組み込まれている私の
先の米国特許第 4,686,884号明細書は、ミサイルの格納
室および発射室との間の遷移部分および共通のプレナム
室内に装備された回動可能なデフレクタパネルを付加さ
れた、別の室内のミサイルの点火の際に共通のプレナム
室に結合されたミサイル格納室を閉鎖するためのドアの
組を具備する装置を開示している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のガス管理システ
ムは、上述された私の先の特許のシステムに当てはまる
原則のいくつかを組込んでいる。しかし本システムは、
共通のプレナムへと排気する多連発射セルを備えている
が、これらのセルは集団で−例えば対になって−配置さ
れて共通プレナム室との接合部に達する前に共通の排気
遷移部分を共有するミサイル発射システムを企図する。

【０００８】つまり、本発明による装置は共通のプレナ
ムへと排気する複数の発射セルを組込んだミサイル発射
システムを具備する。システムの構造は、点火されるミ
サイルがそこから発射されるキャニスタすなわちセル内
で排気ガスの流れ面積が最小であるようになっている。
ミサイルが発射キャニスタを通過している間のこの流れ
面積は、超音速ロケット排気流が“絞り（choking ）”
をせずに最小の流れ面積を通過することはできないよう
なものである。“絞り”は、流れ密度と速度との積が、
連続の方程式によって記載されるように、単位流れ面積
当りの質量流率より小さいときに生じる。“絞り”状態
が発生するとき、最小流れ面積での速度は 1.0にちょう
ど等しいマッハ数を有する。上流のある距離の間では、
流れは最小流れ面積の下流の圧力の２倍以上の回復圧力
（recovery pressure ）を備えた亜音速である。

【０００９】本発明による構造は、チャンネル出口で或
いはそれより先にある圧力によって対抗されるときでさ
え、ロケットノズル出口の下流の設計されたチャンネル
領域を満たすために膨脹するロケット排気流を具備す
る。このようなシステムはそれ故に、ロケットノズル出
口の上流にある空間への排気流のいかなる逆流或いは再
循環をも防ぐ。ロケットノズルの下流の面積はノズル出
口に等しいか或いはそれより大きく、そしてノズルから
下流への距離の関数としてサイズが一定であるか増加す
る。開示された実施例は特別に設計されて、垂直発射シ
ステム（ＶＬＳ）でのいかなる通常の或いは制限された
ミサイル点火の際にも、多連ミサイルキャニスタおよび
その中のミサイルを保護する。

【００１０】本発明の一態様によると、この実施例は多
連ミサイルキャニスタ内の各円筒形発射セルの後方端部
の付近の単一閉鎖蓋を利用しており、さらにＶＬＳプレ
ナムと整合する遷移部分を具備する。この蓋は、作動ロ
ケットノズルから排気するガスの流れの影響を受けて開
く。蓋を通る流れ面積はこのシステム内で限定された面
積ではなく、むしろこれは上述されたような最小流れ面
積である。蓋は、そのロケットが作動しないときにロケ
ットノズルに向けて指向される何等かの対抗するガスの
流れからの圧力を受けて閉鎖するように設計されてい
る。再度閉鎖するときには、蓋はこのセルを残りの発射
環境から分離するために適所に締着されおよび固定され
得る。

【００１１】

【実施例】二連ミサイルセルシステム二連ミサイルセルガス管理システムを具備する本発明の
１つの実施例は、図１乃至図５に示されている。この実
施例10は原則的に、排気室の一部である第二の遷移部分
12と、第一の上方遷移部分14と、部分14の頂上に着座す
る１対のミサイルキャニスタすなわちセル16とを具備し
ている。部分12は直角に接合された隣接する側壁20を持
つほぼ正方形（或いは方形）の断面を有し、本システム
が連結される排気室の一部であるプレナム室24に結合す
る底部フランジ22を具備する。この部分12は本発明の基
本的な部分ではないが、本発明による装置が既存の設備
に付加されることになっているその部分に含まれる。

【００１２】第二の遷移部分12は、第一の遷移部分がそ
こに取着される出口端部板28に接合される上方フランジ
26で終端する。垂直方向で角度の付いた側壁30は板28か
ら、ミサイルセル16が取着される入口端部板32へと上向
きに延在する。隣接する側壁30は一緒に接合されて、第
一の遷移部分14の６つの側面を持つ形態を形成する。板
32には１対の円形開口部34が設けられて、２つのミサイ
ルセル16の内部空間を第一の遷移部分14に接続する。板
28には、２つの遷移部分12および14の内部空間を接続す
るように働き遷移部分14の下方断面の輪郭に整合するよ
うに形作られた開口部38が設けられている。テーパのつ
いたスカート40は第二の遷移部分12の上方部分内へと下
向きに突き出て、第一の遷移部分14の壁30によって作ら
れるほぼ垂直方向の角度を引き継いでいる。

【００１３】第一の遷移部分14は、ミサイルセル16の２
つの長手方向の軸によって形成される平面に直交する平
面内で対置される側壁30の間の遷移部分14の内部を横方
向に横切って延在する隔離壁52によって、２つの区画50
Ａおよび50Ｂに分割される。この横方向の隔離壁52は、
第一の遷移部分14の上部付近からスカート40によって包
囲された空間内へと延在する。

【００１４】空間50Ａ，50Ｂそれぞれの中には、蝶番で
動く蓋56Ａ或いは56Ｂが存在する。これらの２つの蓋56
Ａ，56Ｂは、蝶番機構60によって回動点58の周囲で揺動
するように蝶番で動く。蓋56Ａ，56Ｂは図３では閉じた
位置で実線で示されており、ここでは蓋の末端部62Ａ或
いは62Ｂは第一の遷移部分14の隣接する壁30の下方端部
に当接している。これは図４で最も良く示されており、
ここで蓋56Ａの輪郭は接続部の角度で第一の遷移部分14
の六角形の断面に整合するような形状として示されてい
る。図３でその輪郭が破線で示されている蓋56Ａおよび
56Ｂは、完全に閉じた位置から隔離壁52に対して密着す
る完全に開いた位置へと移動中のものである。蓋が完全
に開いた位置にあるとき隔離壁52は蓋50Ａ，50Ｂの下方
端部まで延在していることは注目されるであろう。完全
に閉じた位置にあるときは、蓋50Ａ，50Ｂはいかなる排
気ガスも排気プレナムからミサイルセル16内へと上向き
に流動されるのを完全に防ぐ。システム10の動作では、
これらの蓋は１時に１つが開いて、ミサイルセル16の一
つで点火されたミサイルからの排気ガスを遷移部分12,1
4 を通って排気プレナム24へと下向きに流すことがで
き、一方でセル16へと戻るいかなる逆流或いは再循環を
も制限或いは阻止する。

【００１５】図６は従来の技術のミサイル発射システム
の一実施例を示している。このシステムはミサイル格納
部および発射キャニスタ66と、遷移部分67と、排気ダク
ト（図示されない）を備えたプレナム68とを具備してい
る。キャニスタ66は、付随するウィングおよびフィンを
備えた１つのミサイルを具備するようなサイズになって
いる。ロケットモータの直径およびミサイル本体はキャ
ニスタの面積に比較して小さい。蝶番で動くドア69は、
プレナム68からキャニスタ66へのガスの逆流を阻止する
ように設けられている。図１乃至図５に示された本発明
による装置は、単一のミサイルキャニスタに従来は割当
てられたデッキ面積内に収容されることができるミサイ
ルキャニスタの数を２倍にすることができ、しかも本発
明のガス管理システムの望ましい効果を得ることができ
る。

【００１６】本発明の実施例の閉鎖した蓋の好ましい位
置は、図３に示されるように、ミサイルの中心線に対し
て約45゜の角度である。この位置の１つの利点は、ミサ
イルの中心線に対して90゜で閉じる蓋と比較して、ロケ
ット点火に続く応答時間が減少すること、および隔離壁
52にぶつかるときの開きつつある蓋の運動エネルギが減
少することである。図７は、蓋が完全に閉じたところか
ら開く迄の時間のグラフである。実線70は45゜の角度で
閉じられている蓋を開くのにかかる時間を示しており、
破線72は図６の従来の技術の装置のようにミサイル中心
線（０゜の基準角度）に対して90゜の角度で閉じられて
いる蓋の開く時間をプロットしたものである。図７で明
らかであるように、ミサイル中心線に垂直に位置付けら
れた蓋に較べて、45゜の角度で閉じられている蓋が完全
に開くための所要時間は約30％減少される。蓋を開く時
間が長ければ長いほど、作動キャニスタ内の点火圧力パ
ルスが大きくなる。また、隔離壁52（図３および図５）
への衝突する速度も、45゜の角度の蓋構造では約30％減
少される。

【００１７】多連ミサイルキャニスタ内の硬質蓋の動作
は自動であり、垂直発射システム内のロケット排気流お
よび関連するガス圧力によって力を与えられる。作動セ
ルの蓋は作動セルのロケット排気の圧力を受けて開き、
そしてこの蓋に向けて流れる何等かの隣接したロケット
の排気の影響によって閉じる傾向にある。図８は仮想線
で記載され参照符号53によって示された釣合い重りによ
って平衡され、完全に開いた位置から閉じる位置に向け
てバイアスされるような蓋の構造を示している。その
上、蝶番60内のばねバイアス装置を設けられることがで
きる。代わりに、或いは加えて、図８の蓋構造の下側か
ら見た図である図９の実施例に示されるように、蓋は上
向きに流れるガスを完全に開いた蓋の後ろで澱ませるこ
とができるように構成され得る。図９は、蓋56の後ろ側
にあり、蓋56と壁52との間に停滞空間を設ける空洞57を
示す。別のオプションとして、蓋56のへりには図８に59
で示されるように角度がつけられ得る。角度のついたへ
り59によって、上向きに流れるガスは閉鎖位置に向けて
蓋を押そうとするであろう。

【００１８】硬質の蓋56は上部（ミサイル側）と底部
（プレナム側）の両者の表面を溶発的に（ablatively）
保護されており、この上部表面には抑制された発射排気
衝突に抵抗できるためにより十分な溶発的保護が行われ
ることは理解されるであろう。蝶番機構60はいかなる直
接的な排気衝突からも隠蔽されるが、隣接するセルの点
火からの上向きに流れる排気ガスから保護するために、
必要に応じて溶発的に被覆される。ある種の溶発材料は
ロケット排気衝突を受けて炭化せず溶発的に効果的で可
撓性であり酸化アルミニウムデポジションを退けるの
で、作動シリンダ後方端部の効果的なシールは作動セル
ロケットモータの点火の前後に維持されることができ
る。この目的を達成するのに適切な溶発材の例は、REFS
ETのL3203-6 という名称の材料である。

【００１９】多連ミサイルキャニスタの蓋の１つが隣接
するセルに点火される際に再締着するであろうように、
再締着能力が提供され得る。このような再締着は、ロケ
ットモータ点火での多連ミサイル垂直発射システムに課
される圧力パルスの結果としてあり得る。この蓋の再締
着能力は１つの同時機能である。再締着機構は蓋が作動
セルロケット排気によって開かれるときに作動され、そ
して隣接するセル内の点火圧力パルスから結果として起
こる蓋の閉鎖で締着し固定するであろう。一旦締着され
ると、そのセルはすべてのさらなる点火に対する垂直発
射システム環境から隔離されるであろう。

【００２０】４−パックミサイルセルシステム本発明の第２の実施例100 は、図10および図11に概略的
に示されている。この実施例は、１度に１つずつ点火す
るように組立てられ且つ配置され、共通の遷移部分を通
してプレナムに志向されるロケットモータ排気部を備え
た４つのミサイルキャニスタの組を具備している。そし
て、４つのミサイルセルすなわちキャニスタ102 は図10
に平面図で示されている。セル102 は、遷移部分104 を
介して共通の排気プレナム106 （図11）に一緒に結合さ
れる。横方向の隔離壁108 は遷移部分を２つの部分に分
割し、これらの各分割部分は、壁108 に対して直交して
延在する壁110 によってさらに２またに分けられてい
る。隔離壁108 によって形成された各部分には、中央蝶
番機構114 によって回動てきるように支持された、蓋11
2 のような、１対の蓋がある。蓋112 の動作は、図１乃
至図５の実施例の蓋56の動作に関して記載された内容と
基本的に同じである。単一蓋112 は、蓋112 が共同する
セル102 内のロケットモータの発射の間は開いている。
開いた或いは部分的に開いた蓋112 は、点火されていな
いすべてのミサイルキャニスタ102 に対してプレナム10
6 内に正圧が発生すると閉鎖位置に戻る。

【００２１】したがって、上述されてきたように本発明
による特別の装置は、船或いはそのようなものでの排気
ガスプレナムの単一ポートに結合されることができる垂
直発射システム内のミサイルキャニスタの数を増加させ
る。開示された実施例は、点火されるセル内の排気ガス
の影響を受けて開放位置へと動き、一方で同時にシステ
ム内の他のセルを閉鎖するように作動することによって
排気ガスがこれらの他のセルへと上向きに流れるのを防
ぐ、多連セルシステムの個々のキャニスタの後方蓋を具
備する。端部蓋の動作は、個々のドアの向かい合った側
部のガス圧の影響による自動である。したがって、排気
ガス流に改善された制御を行い且つ点火されるセルへの
逆循環を制限することによって、ミサイルを保護し、そ
してセル内での過剰なガス圧の印加を阻止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多連ミサイルキャニスタシステム
の斜視図。

【図２】図１の装置の平面図。

【図３】図２の線３−３に沿っており矢印の方向から見
た、本発明による多連ミサイルキャニスタシステムの断
面図。

【図４】図３の線４−４に沿っており矢印の方向から見
た、図３の部分の図。

【図５】図３の底部付近の線５−５に沿っており矢印の
方向で上向きに見た断面図。

【図６】従来の技術の装置の構造を示す切欠き立面図。

【図７】異なった最初の閉鎖角度の蓋に対する蓋の開放
時間をプロットしたグラフ。

【図８】本発明の実施例で使用する特有の蓋吊下げ装置
の断面立面図。

【図９】線９−９に沿って下側から矢印の方向で上向き
に見た図８の蓋吊下げ装置の詳細図。

【図１０】本発明による４−ミサイルキャニスタシステ
ムの概略平面図。

【図１１】図10の装置の側断面図。

【符号の説明】

12,14…遷移部分、16,102…セル、 28,32…端部板、30
…側壁、34…円形開口部、40…スカート、52…垂直平
板、56, 56Ａ, 56Ｂ…蓋、58…回動点。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミサイルを具備する少なくとも２つのセ
ルが垂直発射方向で並列に配置されており、入口端部板
(32)と出口端部板(28)との間で断面の寸法および形が変
化し、前記の入口端部板(32)はセル(16)の排気端部に整
合する開口部(34)を有し、前記出口端部板(28)は隣接す
る排気室(12,24) と整合するように断面がほぼ方形であ
る第１の遷移部分(14)と、少なくとも２つの前記セル(1
6)と個々に連結され、前記セル(16)の間で且つ前記セル
(16)の中心軸から等距離に位置付けられた１つの共通の
蝶番機構(60)に回動できるようにそれぞれが装着され、
前記共通の蝶番機構(60)から連結されたセルの壁と接触
する領域まで前記セルの軸と鋭角をなして下向きで外向
きに延在している少なくとも２つの後方蓋(56A,56B)
と、セル(16)から下流に且つ蝶番機構(60)と一直線上に
位置付けられて前記第１の遷移部分(14)を同じ容積の空
間に分割し、各空間が開放位置と閉鎖位置との間に対応
する後方蓋の動く余地を有するようにし、隣接する前記
後方蓋(56A,56B) を前記後方蓋(56A,56B) の前記閉鎖位
置からさらに動くのを抑止する手段を有する少なくとも
１つの隔離壁(52)とを具備する多連ミサイル装置用排気
ガス管理システムであり、前記隣接する排気室(12,24) から前記後方蓋(56A,56B)
に向かう排気ガスの逆流に応答して開いている後方蓋(5
6A,56B) を開放位置から閉鎖位置に向けて自動的に動く
ように、および閉じた後方蓋を閉鎖位置に維持するよう
に排気ガスの流れを制御する機構によって特徴付けられ
る排気ガス管理システム。
【請求項２】後方蓋(56A,56B) が開放位置にあるとき
に隔離壁(52)に沿って向かい合う側面上に延在すること
ができるような方法で共通の蝶番機構(60)に装着される
ことと、排気ガスの流れを制御する機構が隔離壁(52)か
ら離れ且つ閉鎖位置に向かう方向に後方蓋(56)をバイア
スする部材を具備する排気ガスの流れを制御する機構と
によって特徴付けられる請求項１記載のシステム。
【請求項３】排気ガスの流れを制御する機構が隔離壁
(52)と隣接する後方蓋(56)との間に空間を形成する構造
を有して前記後方蓋の後ろにガス停滞部分を作り出し、
前記ガス停滞部分が前記ガス停滞部分へ指向される排気
ガスによって後方蓋を隔離壁(52)から離して閉鎖位置に
向けて動かすのに有効であることをさらに特徴とする請
求項１記載のシステム。
【請求項４】４−パック形態(100) で４つのミサイル
セル(102) が存在することと、隣接する遷移部分内に互
いに直交して配置されて４つの排気部分を形成する隔離
壁が存在することと、各排気部分が４つのセル(102) の
内の対応する１つとそれぞれ流通し且つ前記遷移部分内
で蝶番で動くように装着された対応する後方蓋を有する
こととをさらに特徴とする請求項１記載のシステム。