JPH10103156A - ガス流を配分する制御バルブ - Google Patents
ガス流を配分する制御バルブInfo
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- JPH10103156A JPH10103156A JP9218374A JP21837497A JPH10103156A JP H10103156 A JPH10103156 A JP H10103156A JP 9218374 A JP9218374 A JP 9218374A JP 21837497 A JP21837497 A JP 21837497A JP H10103156 A JPH10103156 A JP H10103156A
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- 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
- F02K9/80—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by thrust or thrust vector control
- F02K9/805—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by thrust or thrust vector control servo-mechanisms or control devices therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
- B64G1/26—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control using jets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
- B64G1/403—Solid propellant rocket engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
- F42B10/60—Steering arrangements
- F42B10/66—Steering by varying intensity or direction of thrust
- F42B10/663—Steering by varying intensity or direction of thrust using a plurality of transversally acting auxiliary nozzles, which are opened or closed by valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2200/00—Mathematical features
- F05D2200/10—Basic functions
- F05D2200/11—Sum
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- 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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-
- 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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- Y10T137/87788—With valve or movable deflector at junction
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 固形推進剤によるガス発生装置で発生された
ガス流を、ロケット推進ノズルに連結されている複数の
出口の間で、全流量が実質的に一定に保たれるようにし
て配分するのに適用される、改良された高温ガス制御バ
ルブを提供する。 【解決手段】 部分球面状の凹面32で画成された内部
キャビティを有する本体21と、キャビティ内部で全方
向に枢動するように配置されたバルブ部材22とを含
み、キャビティに通じる入口24を有する。本体はキャ
ビティに通じた複数の半径方向に延在する開口を有し、
各開口にノズル組立体36が取付けられる。バルブ部材
は本体球形キャビティの内部に作動状に配置された半球
形ヘッド部分39を有し、バルブ部材のエッジ41が計
量エッジを構成する。作動手段45がレバー44の先端
に連結され、ヘッド部分の制御された全方向の枢動を行
わせる。これによりノズル組立体のノズル通路A、C等
の面積を可変制御する。
ガス流を、ロケット推進ノズルに連結されている複数の
出口の間で、全流量が実質的に一定に保たれるようにし
て配分するのに適用される、改良された高温ガス制御バ
ルブを提供する。 【解決手段】 部分球面状の凹面32で画成された内部
キャビティを有する本体21と、キャビティ内部で全方
向に枢動するように配置されたバルブ部材22とを含
み、キャビティに通じる入口24を有する。本体はキャ
ビティに通じた複数の半径方向に延在する開口を有し、
各開口にノズル組立体36が取付けられる。バルブ部材
は本体球形キャビティの内部に作動状に配置された半球
形ヘッド部分39を有し、バルブ部材のエッジ41が計
量エッジを構成する。作動手段45がレバー44の先端
に連結され、ヘッド部分の制御された全方向の枢動を行
わせる。これによりノズル組立体のノズル通路A、C等
の面積を可変制御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に乗物の姿勢
を変化させるジェット推進器の分野に係わり、さらに詳
しくは、固形推進剤によるガス発生装置で発生されたガ
ス流を、ロケット推進ノズルに別々に連結されている複
数の出口の間で、各ノズルを流れる流量の合計が実質的
に一定に保たれるように選択的に配分する、改良された
高温ガス制御バルブに関する。
を変化させるジェット推進器の分野に係わり、さらに詳
しくは、固形推進剤によるガス発生装置で発生されたガ
ス流を、ロケット推進ノズルに別々に連結されている複
数の出口の間で、各ノズルを流れる流量の合計が実質的
に一定に保たれるように選択的に配分する、改良された
高温ガス制御バルブに関する。
【0002】
【従来の技術】ロケット、ミサイルおよび宇宙船におい
ては、機体を前進方向に推進させる推力を与えるように
配置された少なくとも一つのロケットエンジンを一般に
備えている。幾つかの例では、機体に取付けられた翼形
面(例えばフィン、補助翼、方向舵など)によって操舵
が行われる。他の例では、機体の姿勢は機体の飛行方向
に対して横方向に推進ノズルから噴射されたガス反応ジ
ェットによって制御される。これらの推進ノズルは通常
は機体の周囲で、周方向に様々に間隔を隔てた位置に配
置される。典型的な配置では、4つの半径方向に配置さ
れた推進ノズルが備えられ、各ノズルの軸線は直ぐ隣の
ノズルの軸線に対して90゜の角度をなすように配置さ
れる。
ては、機体を前進方向に推進させる推力を与えるように
配置された少なくとも一つのロケットエンジンを一般に
備えている。幾つかの例では、機体に取付けられた翼形
面(例えばフィン、補助翼、方向舵など)によって操舵
が行われる。他の例では、機体の姿勢は機体の飛行方向
に対して横方向に推進ノズルから噴射されたガス反応ジ
ェットによって制御される。これらの推進ノズルは通常
は機体の周囲で、周方向に様々に間隔を隔てた位置に配
置される。典型的な配置では、4つの半径方向に配置さ
れた推進ノズルが備えられ、各ノズルの軸線は直ぐ隣の
ノズルの軸線に対して90゜の角度をなすように配置さ
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】幾つかの例では、ノズ
ルを通して噴射する流体は固形推進剤によるガス発生装
置で発生される。この発生装置は長期間にわたって不作
動モードすなわち待機モードのままとされることがあ
る。しかしながら、一旦付勢されたならば、それが燃焼
する時間にわたって高温ガスを連続的に発生し、その発
生された高温ガスは1つ以上の推進ノズルを通して連続
して噴射されねばならない。発生ガスは典型的には相反
する組をなすノズルを通して噴射される。協動するノズ
ル組が構造的に同一で直径方向に相反しているならば、
流体はそれらのノズルを通して相反ジェットとして噴射
される。これらの相反ジェットの推力が等しいならば、
機体には横方向正味じょう乱力(net latera
l disturbing force)は全く作用し
ない。他方、相反ジェットが等しくなければ、そのよう
なジェットは機体に正味じょう乱力を作用する。
ルを通して噴射する流体は固形推進剤によるガス発生装
置で発生される。この発生装置は長期間にわたって不作
動モードすなわち待機モードのままとされることがあ
る。しかしながら、一旦付勢されたならば、それが燃焼
する時間にわたって高温ガスを連続的に発生し、その発
生された高温ガスは1つ以上の推進ノズルを通して連続
して噴射されねばならない。発生ガスは典型的には相反
する組をなすノズルを通して噴射される。協動するノズ
ル組が構造的に同一で直径方向に相反しているならば、
流体はそれらのノズルを通して相反ジェットとして噴射
される。これらの相反ジェットの推力が等しいならば、
機体には横方向正味じょう乱力(net latera
l disturbing force)は全く作用し
ない。他方、相反ジェットが等しくなければ、そのよう
なジェットは機体に正味じょう乱力を作用する。
【0004】勿論、個別に備えたバルブによって各ノズ
ルを通して噴射される流れを制御するのは可能である
が、費用が高くなるとともに効率が悪くなると考えられ
る。
ルを通して噴射される流れを制御するのは可能である
が、費用が高くなるとともに効率が悪くなると考えられ
る。
【0005】したがって、特にガス流量(例えば固形推
進剤によるガス発生装置から発生される)を推進ノズル
に別々に連結されている複数の出口の間で配分するよう
になった改良された制御バルブを提供することが一般に
望まれる。このような改良バルブは、安価に製造且つ作
動でき、機能、特徴および性能の実質的な犠牲を伴わな
いものでなければならないことが望まれる。
進剤によるガス発生装置から発生される)を推進ノズル
に別々に連結されている複数の出口の間で配分するよう
になった改良された制御バルブを提供することが一般に
望まれる。このような改良バルブは、安価に製造且つ作
動でき、機能、特徴および性能の実質的な犠牲を伴わな
いものでなければならないことが望まれる。
【0006】
【課題を解決するための手段】説明のためだけのもので
限定するものではない開示例の対応する部品、部分また
は面に関して、本発明は、ガス流(例えば固形推進剤に
よるガス発生装置から発生される)をロケット推進ノズ
ルに別々に連結されている複数の出口の間で配分するよ
うに適用される、改良された高温ガス制御バルブを広く
提供する。
限定するものではない開示例の対応する部品、部分また
は面に関して、本発明は、ガス流(例えば固形推進剤に
よるガス発生装置から発生される)をロケット推進ノズ
ルに別々に連結されている複数の出口の間で配分するよ
うに適用される、改良された高温ガス制御バルブを広く
提供する。
【0007】この改良バルブは広義には、部分球面状の
凹面を境界の一部とする内部キャビティに通じた入口を
有し、この凹面に位置されたポートで終端する複数の出
口通路を有する本体と、キャビティ内で全方向に枢動で
きるように該キャビティ内に作動配置されたバルブ部材
とを含み、該バルブ部材が本体の凹面と密封状に係合し
て端縁にて終端する面を有し、端縁はポートと協動して
両者間に可変面積の計量開口を形成するとともに、本体
に対するバルブ部材の角度位置の関数として開口の面積
を変化させるように形成され配置されていて、計量開口
の個々の開口面積の合計は実質的に一定で、バルブ部材
の本体に対する作動範囲における位置には無関係であ
る。
凹面を境界の一部とする内部キャビティに通じた入口を
有し、この凹面に位置されたポートで終端する複数の出
口通路を有する本体と、キャビティ内で全方向に枢動で
きるように該キャビティ内に作動配置されたバルブ部材
とを含み、該バルブ部材が本体の凹面と密封状に係合し
て端縁にて終端する面を有し、端縁はポートと協動して
両者間に可変面積の計量開口を形成するとともに、本体
に対するバルブ部材の角度位置の関数として開口の面積
を変化させるように形成され配置されていて、計量開口
の個々の開口面積の合計は実質的に一定で、バルブ部材
の本体に対する作動範囲における位置には無関係であ
る。
【0008】好ましい実施例において、ポートは共通面
内に配置された計量縁を有し、ポートは等しい間隔距離
で互いに円周方向に隔てられる。共通面は、周囲に凹面
が形成される基準軸線に対して垂直である。ポートは少
なくとも一つの協動する組として配置され、またポート
は互いに同じもので、直径方向に相対して配置される。
協動する組をなす計量開口の開口面積の合計は、作動範
囲内で実質的に一定に保たれる。
内に配置された計量縁を有し、ポートは等しい間隔距離
で互いに円周方向に隔てられる。共通面は、周囲に凹面
が形成される基準軸線に対して垂直である。ポートは少
なくとも一つの協動する組として配置され、またポート
は互いに同じもので、直径方向に相対して配置される。
協動する組をなす計量開口の開口面積の合計は、作動範
囲内で実質的に一定に保たれる。
【0009】このバルブは、本体とバルブ部材上の少な
くとも一つの偏心点との間に作用して、バルブ部材を本
体に対して選択的に移動させるようにする作動手段をさ
らに含む。この作動手段は、バルブ部材にしっかり取付
けられてそこから外方へ延在したレバーと、本体および
レバー間に作用するように作動状に配置され、本体に対
する第1平面内での回転成分をバルブ部材に与えるよう
にする第1アクチュエータと、本体およびレバー間に作
用するように作動状に配置され、本体に対する第2平面
内での回転成分をバルブ部材に与えるようにする第2ア
クチュエータとを含み、第1および第2平面は互いに垂
直である。流れ偏向装置がバルブ部材に取付けられて、
入口から計量ポートへ向うガスの流れを偏向させるよう
に作動状に配置される。好ましい実施例では、バルブ部
材は半球形であり、またバルブ部材の表面は部分球面で
凸形状である。
くとも一つの偏心点との間に作用して、バルブ部材を本
体に対して選択的に移動させるようにする作動手段をさ
らに含む。この作動手段は、バルブ部材にしっかり取付
けられてそこから外方へ延在したレバーと、本体および
レバー間に作用するように作動状に配置され、本体に対
する第1平面内での回転成分をバルブ部材に与えるよう
にする第1アクチュエータと、本体およびレバー間に作
用するように作動状に配置され、本体に対する第2平面
内での回転成分をバルブ部材に与えるようにする第2ア
クチュエータとを含み、第1および第2平面は互いに垂
直である。流れ偏向装置がバルブ部材に取付けられて、
入口から計量ポートへ向うガスの流れを偏向させるよう
に作動状に配置される。好ましい実施例では、バルブ部
材は半球形であり、またバルブ部材の表面は部分球面で
凸形状である。
【0010】したがって、本発明の主目的は改良された
高温ガス制御バルブを提供することである。
高温ガス制御バルブを提供することである。
【0011】他の目的は、固形推進剤によるガス発生装
置で発生されたガス流をロケット推進ノズルに連結され
ている複数の出口の間で配分するように適用される、改
良された高温ガス制御バルブを提供することである。
置で発生されたガス流をロケット推進ノズルに連結され
ている複数の出口の間で配分するように適用される、改
良された高温ガス制御バルブを提供することである。
【0012】他の目的は、本体キャビティ内で全方向に
枢動できるように取付けられて、バルブを通る全流が実
質的に一定に保たれるようにロケットノズルへ通じる通
路の開口面積部分を変化させる共通のバルブ部材を有す
る、改良された高温ガス制御バルブを提供することであ
る。
枢動できるように取付けられて、バルブを通る全流が実
質的に一定に保たれるようにロケットノズルへ通じる通
路の開口面積部分を変化させる共通のバルブ部材を有す
る、改良された高温ガス制御バルブを提供することであ
る。
【0013】これらおよび他の目的は、前述および後述
の明細書の記載、図面および特許請求の範囲から明白と
なろう。
の明細書の記載、図面および特許請求の範囲から明白と
なろう。
【0014】
【発明の実施の形態】最初に、図面を通じて同じ符号は
同じ構造要素、部分または面を示すものであり、それら
の部材、部分または面は、ここに記載する詳細な説明を
その一部分としている明細書全文においてさらに記載さ
れ説明されることを明確に理解されたい。別途示してい
なければ、図面は明細書とともに読まれる(例えば部品
の配置、取付けなど)ことを意図しており、図面は本発
明の明細書全文の一部と考えるべきである。後述する記
載に使用されるならば、「水平」、「垂直」、「左」、
「右」、「上」および「下」、ならびにそれらの形容詞
的および副詞的な使い方(例えば「水平方向に」、「右
方に」、「上方に」など)の用語は、その特定の図面が
読者の方向に向いた状態において示された構造の配向を
単純に称する。別途示していなければ、「内方」および
「外方」は適当ならば伸長方向の軸線、すなわち回転軸
線に対する表面の配向を称する。
同じ構造要素、部分または面を示すものであり、それら
の部材、部分または面は、ここに記載する詳細な説明を
その一部分としている明細書全文においてさらに記載さ
れ説明されることを明確に理解されたい。別途示してい
なければ、図面は明細書とともに読まれる(例えば部品
の配置、取付けなど)ことを意図しており、図面は本発
明の明細書全文の一部と考えるべきである。後述する記
載に使用されるならば、「水平」、「垂直」、「左」、
「右」、「上」および「下」、ならびにそれらの形容詞
的および副詞的な使い方(例えば「水平方向に」、「右
方に」、「上方に」など)の用語は、その特定の図面が
読者の方向に向いた状態において示された構造の配向を
単純に称する。別途示していなければ、「内方」および
「外方」は適当ならば伸長方向の軸線、すなわち回転軸
線に対する表面の配向を称する。
【0015】図面、特にその図1から図5を参照すれ
ば、本発明は固形推進剤によるガス発生装置(図示せ
ず)から発生されるような高温ガスを、ロケット推進ノ
ズルに連結されている複数の出口の間で配分するように
適用される、全体を符号20で示された、改良された高
温ガス制御バルブを広く提供する。
ば、本発明は固形推進剤によるガス発生装置(図示せ
ず)から発生されるような高温ガスを、ロケット推進ノ
ズルに連結されている複数の出口の間で配分するように
適用される、全体を符号20で示された、改良された高
温ガス制御バルブを広く提供する。
【0016】改良されたバルブは、内部キャビティを有
する全体を符号21で示された本体と、このキャビティ
内部に作動状に配置されて全方向に枢動できるようにな
された部分を有する、全体を符号22で示されたジョイ
スティック状のバルブ部材とを広義に含むものとして示
されている。図1から図3において、本体は立面図で示
されている。図4および図5において、本体は断面図で
示されている。しかしながら後者の図面では、不明瞭に
なるのを避けるために本体をクロスハッチングしていな
い。
する全体を符号21で示された本体と、このキャビティ
内部に作動状に配置されて全方向に枢動できるようにな
された部分を有する、全体を符号22で示されたジョイ
スティック状のバルブ部材とを広義に含むものとして示
されている。図1から図3において、本体は立面図で示
されている。図4および図5において、本体は断面図で
示されている。しかしながら後者の図面では、不明瞭に
なるのを避けるために本体をクロスハッチングしていな
い。
【0017】本体21は、水平方向に長い短尺ディスク
状の中実部材であって、入口開口24を直接取囲む左方
に向いた環状垂直面23と、外方へ向いた水平円筒面2
5と、この水平円筒面から半径方向外方へ延在している
左方へ向いた環状垂直面26とを含む、段の付いた前面
を有するものとして示されている。本体は右方へ向いた
環状垂直後面27を有している。前面26および後面2
7の外縁部分は円筒面28で連結されている。図5に最
もよく示されるように、本体は中央に水平な軸線方向の
貫通穴を有しており、この貫通穴は左面23の内縁部分
から後方へ延在する水平円筒面29と、左方へ向いた環
状垂直面30と、この環状垂直面から右方へ向かって続
く水平円筒面31と、部分球面状の凹面32と、この部
分球面から右方へ向かって延在して後端面27の内縁部
分に連結されている截頭円錐面33とを順々に含んでい
る。環状溝が球面32から本体内に延在してO−リング
34を受入れて収容するようになされており、このO−
リングはバルブ部材22の球状外面に密封状且つ拭掃状
に係合する。
状の中実部材であって、入口開口24を直接取囲む左方
に向いた環状垂直面23と、外方へ向いた水平円筒面2
5と、この水平円筒面から半径方向外方へ延在している
左方へ向いた環状垂直面26とを含む、段の付いた前面
を有するものとして示されている。本体は右方へ向いた
環状垂直後面27を有している。前面26および後面2
7の外縁部分は円筒面28で連結されている。図5に最
もよく示されるように、本体は中央に水平な軸線方向の
貫通穴を有しており、この貫通穴は左面23の内縁部分
から後方へ延在する水平円筒面29と、左方へ向いた環
状垂直面30と、この環状垂直面から右方へ向かって続
く水平円筒面31と、部分球面状の凹面32と、この部
分球面から右方へ向かって延在して後端面27の内縁部
分に連結されている截頭円錐面33とを順々に含んでい
る。環状溝が球面32から本体内に延在してO−リング
34を受入れて収容するようになされており、このO−
リングはバルブ部材22の球状外面に密封状且つ拭掃状
に係合する。
【0018】本体は4つの半径方向に延在した開口を有
しており、これらの開口は本体の円筒形外面28を本体
キャビティ面32に連結している。図4に最もよく示さ
れているように、これらの開口の各々は90゜の基準と
なる中心線間隔のもとに配置されている半径方向軸線を
有する。各開口は段の付いた内面を有する。貫通穴の符
号35で示される中間部分は内ねじを形成されている。
全体を符号36で示されたノズル組立体は各貫通穴に螺
合される。各ノズル組立体は半径方向内方へ向かって狭
くなるスロート部分および外方へ向かって拡がる出口部
を有する。図1から図5において、数個のノズル部材が
文字A,B,CおよびDで個別に示されており、これら
のノズル部材はそれぞれ180゜、270゜、0゜およ
び90゜の推力基準角度の方向に配置されている。本体
は壁面38を境界とした外方へ向かって狭くなる入口部
を有するものとして示されており、この壁面が球状の凹
面32を各ノズルの狭くなったスロート部分に連結して
いる。これらの入口通路の各々は、部分球面を関連した
ノズル部材に連結する出口通路である。
しており、これらの開口は本体の円筒形外面28を本体
キャビティ面32に連結している。図4に最もよく示さ
れているように、これらの開口の各々は90゜の基準と
なる中心線間隔のもとに配置されている半径方向軸線を
有する。各開口は段の付いた内面を有する。貫通穴の符
号35で示される中間部分は内ねじを形成されている。
全体を符号36で示されたノズル組立体は各貫通穴に螺
合される。各ノズル組立体は半径方向内方へ向かって狭
くなるスロート部分および外方へ向かって拡がる出口部
を有する。図1から図5において、数個のノズル部材が
文字A,B,CおよびDで個別に示されており、これら
のノズル部材はそれぞれ180゜、270゜、0゜およ
び90゜の推力基準角度の方向に配置されている。本体
は壁面38を境界とした外方へ向かって狭くなる入口部
を有するものとして示されており、この壁面が球状の凹
面32を各ノズルの狭くなったスロート部分に連結して
いる。これらの入口通路の各々は、部分球面を関連した
ノズル部材に連結する出口通路である。
【0019】図5に最もよく示されるように、バルブ部
材22は本体球形キャビティの内部に作動状に配置され
た半球形ヘッド部分39を有するものとして示されてい
る。さらに詳しくは、このヘッド部分は本体の球形の凹
面32に向かって密接な間隔で配置された球形外面40
を有し、球形外面40の環状左方端面42との連続位置
に円形エッジ41を有し、また左方端面の中央部分から
左方へ延在する流れ偏向用突起43を有し、ヘッド部分
39から截頭円錐形通路33を通り、本体後面を超えて
外方へ延在した端部で終端している右方へ延在したレバ
ー部分44を有している。
材22は本体球形キャビティの内部に作動状に配置され
た半球形ヘッド部分39を有するものとして示されてい
る。さらに詳しくは、このヘッド部分は本体の球形の凹
面32に向かって密接な間隔で配置された球形外面40
を有し、球形外面40の環状左方端面42との連続位置
に円形エッジ41を有し、また左方端面の中央部分から
左方へ延在する流れ偏向用突起43を有し、ヘッド部分
39から截頭円錐形通路33を通り、本体後面を超えて
外方へ延在した端部で終端している右方へ延在したレバ
ー部分44を有している。
【0020】バルブ部材の面40,43の交差部はバル
ブ部材にエッジ41を形成する。好ましい実施例では、
エッジ41は円形で、共通平面内に位置する。しかしな
がら、他の形態にあっては、エッジを別の形状および構
造としてもよい。バルブ部材が図2および図5に実線で
示されるように本体に対して芯出しされた位置にあると
き、バルブ部材は出口開口38の各々を部分的に閉塞す
る。したがって、バルブ部材のエッジ41は流体が通過
できない閉塞した開口から、流体が通過できる開かれた
開口を隔離する計量エッジを構成する。
ブ部材にエッジ41を形成する。好ましい実施例では、
エッジ41は円形で、共通平面内に位置する。しかしな
がら、他の形態にあっては、エッジを別の形状および構
造としてもよい。バルブ部材が図2および図5に実線で
示されるように本体に対して芯出しされた位置にあると
き、バルブ部材は出口開口38の各々を部分的に閉塞す
る。したがって、バルブ部材のエッジ41は流体が通過
できない閉塞した開口から、流体が通過できる開かれた
開口を隔離する計量エッジを構成する。
【0021】さらに基本的に図2および図5を参照すれ
ば、本発明は全体を符号45で示された作動手段をさら
に含み、この作動手段は本体とレバー44の先端の端縁
部分との間に作用するように配置された二つのアクチュ
エータを有している。これらのアクチュエータの内で全
体を符号46で示された第1アクチュエータは水平に配
置されており、全体を符号48で示された第2アクチュ
エータは垂直に配置されている。各アクチュエータは、
本体に枢動可能に取付けられたシリンダを有しており、
またクレビス形式の連結装置でアーム44の後方すなわ
ち先端の端縁部分に連結された伸長可能なロッド部分を
有している。したがって、これらのアクチュエータは、
個別にまたは組合わされて選択的に作動され、本体に対
してバルブ部材を全方向に枢動させることができるよう
になっている。これらのアクチュエータは電気油圧式、
電気機械式、または他のいずれかの形式とすることがで
きる。顕著な特徴は、二つのアクチュエータがレバー4
4の先端を選択的に移動させるために配置されて、本体
内部におけるバルブ部材のヘッド部分39の制御された
全方向の枢動を行わせることである。
ば、本発明は全体を符号45で示された作動手段をさら
に含み、この作動手段は本体とレバー44の先端の端縁
部分との間に作用するように配置された二つのアクチュ
エータを有している。これらのアクチュエータの内で全
体を符号46で示された第1アクチュエータは水平に配
置されており、全体を符号48で示された第2アクチュ
エータは垂直に配置されている。各アクチュエータは、
本体に枢動可能に取付けられたシリンダを有しており、
またクレビス形式の連結装置でアーム44の後方すなわ
ち先端の端縁部分に連結された伸長可能なロッド部分を
有している。したがって、これらのアクチュエータは、
個別にまたは組合わされて選択的に作動され、本体に対
してバルブ部材を全方向に枢動させることができるよう
になっている。これらのアクチュエータは電気油圧式、
電気機械式、または他のいずれかの形式とすることがで
きる。顕著な特徴は、二つのアクチュエータがレバー4
4の先端を選択的に移動させるために配置されて、本体
内部におけるバルブ部材のヘッド部分39の制御された
全方向の枢動を行わせることである。
【0022】
【作動】この改良されたバルブの作動が、図6および図
7に概略的に示されている。
7に概略的に示されている。
【0023】図6は本体に対して異なる角度位置にある
バルブ組立体の一部を示す概略図である。図6は六つの
視図を示しており、これらは文字「a」,「b」,
「c」,「d」,「e」および「f」で個々に識別され
ている。図6は、ポート「D」を完全に開くために平面
内で最大作動範囲角度まで傾けられ、次ぎに最大開口箇
所をポート「A」へ変位させるためにバルブ軸のまわり
に傾斜面を連続的に回転させた状態で、バルブ部材のヘ
ッド部分39を示している。左方のポートはポート
「A」であるとして示され、右方のポートはポート
「C」であるとして示され、また見ることのできる中央
のポートはポート「B」である。図6に見ることはでき
ないが、ポート「D」が有る。
バルブ組立体の一部を示す概略図である。図6は六つの
視図を示しており、これらは文字「a」,「b」,
「c」,「d」,「e」および「f」で個々に識別され
ている。図6は、ポート「D」を完全に開くために平面
内で最大作動範囲角度まで傾けられ、次ぎに最大開口箇
所をポート「A」へ変位させるためにバルブ軸のまわり
に傾斜面を連続的に回転させた状態で、バルブ部材のヘ
ッド部分39を示している。左方のポートはポート
「A」であるとして示され、右方のポートはポート
「C」であるとして示され、また見ることのできる中央
のポートはポート「B」である。図6に見ることはでき
ないが、ポート「D」が有る。
【0024】図7は、図6に示されたバルブ部材の36
0゜の円周方向を展開して平坦面にして見るパノラマ式
の図である。実際に、図7はA,B,CおよびDと符号
を付された数個のポートが開閉される範囲をメルカトー
ル投影図で示している。
0゜の円周方向を展開して平坦面にして見るパノラマ式
の図である。実際に、図7はA,B,CおよびDと符号
を付された数個のポートが開閉される範囲をメルカトー
ル投影図で示している。
【0025】図6(a)で、バルブ部材39は本体に対
して芯出しされた位置にあるとして示されており、これ
は図5に示された位置と実質的に同じである。このよう
な芯出しされた位置にあるとき、数個のポートの各々は
同じ角度に開口され、開口範囲はそれぞれ図7(a)で
斜線を引いて表わされている。
して芯出しされた位置にあるとして示されており、これ
は図5に示された位置と実質的に同じである。このよう
な芯出しされた位置にあるとき、数個のポートの各々は
同じ角度に開口され、開口範囲はそれぞれ図7(a)で
斜線を引いて表わされている。
【0026】図6(b)および図7(b)は、バルブ部
材のヘッド部分がポートBを閉塞させてポートDを実質
的に開口させるために10゜ほど傾けられたときの状況
を示している。図7(b)では、ポートBは完全に閉塞
されて示され、ポートAおよびポートCは部分的に閉塞
されて示されており、ポートDは実質的に開口されて示
されている。
材のヘッド部分がポートBを閉塞させてポートDを実質
的に開口させるために10゜ほど傾けられたときの状況
を示している。図7(b)では、ポートBは完全に閉塞
されて示され、ポートAおよびポートCは部分的に閉塞
されて示されており、ポートDは実質的に開口されて示
されている。
【0027】図6(c)は図6(b)に示された位置か
ら回転された状態でバルブ部材のヘッド部分の傾斜面を
示している。図6(c)では、バルブ部材のヘッド部分
の傾斜面はポートAをさらに開くように、ポートCをさ
らに塞ぐように回転されており、この移動の増分的な差
は図7(c)に示されている。
ら回転された状態でバルブ部材のヘッド部分の傾斜面を
示している。図6(c)では、バルブ部材のヘッド部分
の傾斜面はポートAをさらに開くように、ポートCをさ
らに塞ぐように回転されており、この移動の増分的な差
は図7(c)に示されている。
【0028】図6(d)はポートAをさらに開き、ポー
トCをさらに塞ぐようにさらに回転された状態でバルブ
部材のヘッド部分の傾斜面を示している。この増分的な
差は図7(c)および図7(d)に比較されて示されて
いる。
トCをさらに塞ぐようにさらに回転された状態でバルブ
部材のヘッド部分の傾斜面を示している。この増分的な
差は図7(c)および図7(d)に比較されて示されて
いる。
【0029】図6(e)は約15゜の増分角度でさらに
回転された状態でバルブ部材のヘッド部分の傾斜面を示
している。この場合には、ポートAはさらに開かれ、ポ
ートDの開口面積は減少され、ポートBおよびポートC
は開かれた直後の状態であり、全て図7(e)に示され
ている。
回転された状態でバルブ部材のヘッド部分の傾斜面を示
している。この場合には、ポートAはさらに開かれ、ポ
ートDの開口面積は減少され、ポートBおよびポートC
は開かれた直後の状態であり、全て図7(e)に示され
ている。
【0030】図6(f)はポートBおよびDが部分的に
開かれ、ポートCが完全に閉塞されるように傾斜された
状態でバルブ部材のヘッド部分を示している。この状態
では、ポートAは図7(f)に示されるように実質的に
開かれている。
開かれ、ポートCが完全に閉塞されるように傾斜された
状態でバルブ部材のヘッド部分を示している。この状態
では、ポートAは図7(f)に示されるように実質的に
開かれている。
【0031】したがって、アクチュエータ48および4
6を選択的に制御することで、ジョイスティック式のバ
ルブ部材の動きを得ることができ、このようなバルブ部
材のヘッド部分の全方向の枢動によって、各ポートを選
択的に開くのである。
6を選択的に制御することで、ジョイスティック式のバ
ルブ部材の動きを得ることができ、このようなバルブ部
材のヘッド部分の全方向の枢動によって、各ポートを選
択的に開くのである。
【0032】図6(a)では、各々のポートは同じ開口
面積を有している。したがって、バルブによる正味推力
は生じない。何故なら、相反する全てのジェットが等し
く均衡されているからである。図6(b)では、正味推
力は90゜において生じ、これはポートBが閉塞されて
ポートDが開口されるという事実に起因する。
面積を有している。したがって、バルブによる正味推力
は生じない。何故なら、相反する全てのジェットが等し
く均衡されているからである。図6(b)では、正味推
力は90゜において生じ、これはポートBが閉塞されて
ポートDが開口されるという事実に起因する。
【0033】図6(c)では、正味推力は角度105゜
に生じる。図6(d)では、正味推力は角度120゜に
生じる。図6(e)では、正味推力は角度135゜に生
じ、図6(f)では、正味推力は角度180゜に生じ
る。
に生じる。図6(d)では、正味推力は角度120゜に
生じる。図6(e)では、正味推力は角度135゜に生
じ、図6(f)では、正味推力は角度180゜に生じ
る。
【0034】それ故に、本発明は、固形推進剤によるガ
ス発生装置で発生されるような高温ガス流を、ロケット
推進ノズルに別々に連結されている複数の出口の間で選
択的に配分するようになった、改良された高温ガス制御
バルブを広く提供する。この改良バルブは、部分球面状
の凹面によって部分的に境界されている内部キャビティ
に通じた入口を有し、この凹面に位置されたポートで終
端する複数の出口通路を有する本体と、キャビティ内で
全方向に枢動できるように作動状に配置されたバルブ部
材とを含む。このバルブ部材は、その本体の凹面と密封
状に係合して端縁にて終端する面を有する。端縁はポー
トと協動して両者間に可変面積の計量開口を形成すると
ともに、本体に対するバルブ部材の角度位置の関数とし
て開口の面積を変化させるように形成され配置されてい
て、計量開口の個々の開口面積の合計が本体に対するバ
ルブ部材の移動の作動範囲でのバルブ部材の位置に実質
的に無関係であるようになされる。
ス発生装置で発生されるような高温ガス流を、ロケット
推進ノズルに別々に連結されている複数の出口の間で選
択的に配分するようになった、改良された高温ガス制御
バルブを広く提供する。この改良バルブは、部分球面状
の凹面によって部分的に境界されている内部キャビティ
に通じた入口を有し、この凹面に位置されたポートで終
端する複数の出口通路を有する本体と、キャビティ内で
全方向に枢動できるように作動状に配置されたバルブ部
材とを含む。このバルブ部材は、その本体の凹面と密封
状に係合して端縁にて終端する面を有する。端縁はポー
トと協動して両者間に可変面積の計量開口を形成すると
ともに、本体に対するバルブ部材の角度位置の関数とし
て開口の面積を変化させるように形成され配置されてい
て、計量開口の個々の開口面積の合計が本体に対するバ
ルブ部材の移動の作動範囲でのバルブ部材の位置に実質
的に無関係であるようになされる。
【0035】本発明は多くの変更および修正がなし得る
ことを予測する。好ましい実施例では、本体は四つの別
々なノズル組立体を備えた実質的に一体部材であるとし
て示された。他の形態および組立体が図示したものに代
えて使用できる。本発明は図示したような四つのノズル
構成に限定されず、より多数または少数のこのようなノ
ズルが代替例として使用できる。
ことを予測する。好ましい実施例では、本体は四つの別
々なノズル組立体を備えた実質的に一体部材であるとし
て示された。他の形態および組立体が図示したものに代
えて使用できる。本発明は図示したような四つのノズル
構成に限定されず、より多数または少数のこのようなノ
ズルが代替例として使用できる。
【0036】好ましい実施例では、バルブ部材はジョイ
スティックの特徴のように本体に対する全方向の枢動が
できるように取付けられる。バルブ部材の先端はアクチ
ュエータ46,48で選択的に移動されるか、或いは手
動ないし他の何らかの形態のアクチュエータまたは装置
で移動されることができる。同様に、バルブ部材は符号
43で示したような流れ偏向装置を有していても、或い
は有していなくてもよい。
スティックの特徴のように本体に対する全方向の枢動が
できるように取付けられる。バルブ部材の先端はアクチ
ュエータ46,48で選択的に移動されるか、或いは手
動ないし他の何らかの形態のアクチュエータまたは装置
で移動されることができる。同様に、バルブ部材は符号
43で示したような流れ偏向装置を有していても、或い
は有していなくてもよい。
【0037】構造材料は本発明に関して特別に関係する
とは考えられず、当業者が望むように容易に選択でき
る。
とは考えられず、当業者が望むように容易に選択でき
る。
【0038】それ故に、改良された制御バルブの好まし
い形態を図示し説明し、また或る種の改修および変更を
説明したが、当業者は特許請求の範囲で定められて識別
された本発明の精神および範囲から逸脱せずに各種の付
加的な変更および改修をなし得ることが容易に認識でき
るであろう。
い形態を図示し説明し、また或る種の改修および変更を
説明したが、当業者は特許請求の範囲で定められて識別
された本発明の精神および範囲から逸脱せずに各種の付
加的な変更および改修をなし得ることが容易に認識でき
るであろう。
【図1】改良された高温ガス制御バルブの現在好ましい
とされる形態の前面図。
とされる形態の前面図。
【図2】図1に示された改良された制御バルブの右側面
図。
図。
【図3】図2に示された改良された制御バルブの後面
図。
図。
【図4】図2の線4−4に全体的に沿った、部分的に断
面とされ部分的に立面図とされた、破断された横方向の
垂直面図であって、本体キャビティの内部にて全方向に
枢動できるように取付けられ、高温ガスが入口から推力
ノズルへ流れる計量開口を変化させるバルブ部材を示
す。
面とされ部分的に立面図とされた、破断された横方向の
垂直面図であって、本体キャビティの内部にて全方向に
枢動できるように取付けられ、高温ガスが入口から推力
ノズルへ流れる計量開口を変化させるバルブ部材を示
す。
【図5】図4の線5−5に全体的に沿った、部分的に断
面とされ部分的に立面図とされた、破断された長手方向
の垂直面図であって、半球形バルブ部材およびノズルに
通じた出口を示す。
面とされ部分的に立面図とされた、破断された長手方向
の垂直面図であって、半球形バルブ部材およびノズルに
通じた出口を示す。
【図6】本体に対して様々な角度位置においてバルブ部
材を示す概略図。
材を示す概略図。
【図7】図6で示されたのと同じ位置における開口を
「展開」し平坦化して得られた概略的な360゜のパノ
ラマ図であって、いずれのポートが開口しているか、ま
たはいずれのポートが閉じているかを示す。
「展開」し平坦化して得られた概略的な360゜のパノ
ラマ図であって、いずれのポートが開口しているか、ま
たはいずれのポートが閉じているかを示す。
A,B,C,D ポート 20 高温ガス制御バルブ 21 本体 22 バルブ部材 32 キャビティ面すなわち部分球面状の凹面 34 O−リング 36 ノズル組立体 39 ヘッド部分 40 球形外面 43 流れ偏向用突起 44 レバー部分 45 アクチュエータ手段 46 第1アクチュエータ 48 第2アクチュエータ
Claims (10)
- 【請求項1】 複数の出口の間でガス流を配分するのに
適用される制御バルブであって、 部分球面状の凹面を境界の一部とする内部キャビティに
通じた入口を有し、前記凹面に位置されたポートで終端
する複数の出口通路を有する本体と、 前記キャビティ内で全方向に枢動できるように該キャビ
ティ内に作動配置されたバルブ部材とを含み、該バルブ
部材が前記本体の凹面と密封状に係合して端縁にて終端
する面を有し、前記端縁は前記ポートと協動して両者間
に可変面積の計量開口を形成するとともに、前記本体に
対する前記バルブ部材の角度位置の関数として前記開口
の面積を変化させるように形成され配置されていて、前
記計量開口の夫々の開口面積の合計は実質的に一定で、
バルブ部材の前記本体に対する作動範囲内の位置には無
関係である、ガス流を配分する制御バルブ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の制御バルブにおいて、
前記ポートが共通面内に配置された計量縁を有し、前記
ポートが等しい間隔距離で互いに円周方向に隔てられて
いる、ガス流を配分する制御バルブ。 - 【請求項3】 請求項2に記載の制御バルブにおいて、
前記共通面は、前記凹面が形成されている点を含む基準
軸線に垂直である、ガス流を配分する制御バルブ。 - 【請求項4】 請求項2に記載の制御バルブにおいて、
前記ポートが少なくとも一つの協動する組として配置さ
れ、前記ポートは互いに同じもので、直径方向に相対し
て配置されている、ガス流を配分する制御バルブ。 - 【請求項5】 請求項4に記載の制御バルブにおいて、
前記協動する組の計量開口の開口面積の合計が前記作動
範囲内で実質的に一定に保たれる、ガス流を配分する制
御バルブ。 - 【請求項6】 請求項1に記載の制御バルブにおいて、
前記本体と前記バルブ部材上の少なくとも一つの偏心点
との間に作用して、前記バルブ部材を前記本体に対して
選択的に移動させるようにする作動手段をさらに含んで
いる、ガス流を配分する制御バルブ。 - 【請求項7】 請求項6に記載の制御バルブであって、
前記作動手段が前記バルブ部材にしっかり取付けられて
そこから外方へ延在しているレバーと、前記本体および
レバー間に作用するように作動状に配置され、前記本体
に対する第1平面内での回転成分を前記バルブ部材に与
えるようにする第1アクチュエータと、前記本体および
レバー間に作用するように作動状に配置され、前記本体
に対する第2平面内での回転成分を前記バルブ部材に与
えるようにする第2アクチュエータとを含んでおり、ま
た前記第1および第2平面が互いに垂直である、ガス流
を配分する制御バルブ。 - 【請求項8】 請求項1に記載の制御バルブであって、
前記バルブ部材に取付けられ、前記入口から前記計量ポ
ートへ向う流れを偏向させるように作動状に配置された
流れ偏向装置をさらに含んでいる、ガス流を配分する制
御バルブ。 - 【請求項9】 請求項1に記載の制御バルブであって、
前記バルブ部材が半球形である、ガス流を配分する制御
バルブ。 - 【請求項10】 請求項1に記載の制御バルブであっ
て、前記バルブ部材の表面が部分球面で凸形状である、
ガス流を配分する制御バルブ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/696,612 US5711348A (en) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | Hot gas control valve |
US696612 | 1996-08-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10103156A true JPH10103156A (ja) | 1998-04-21 |
JP3046567B2 JP3046567B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=24797829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9218374A Expired - Lifetime JP3046567B2 (ja) | 1996-08-14 | 1997-08-13 | ガス流を配分する制御バルブ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5711348A (ja) |
JP (1) | JP3046567B2 (ja) |
DE (1) | DE19735129C2 (ja) |
GB (1) | GB2316464B (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19735279C1 (de) * | 1997-08-14 | 1999-03-11 | Bayern Chemie Gmbh Flugchemie | Querschub-Steueranordnung für Flugkörper mit Feststoff-Heißgasgenerator |
US6289669B1 (en) * | 1999-02-25 | 2001-09-18 | LKF Lenkflugkörpersysteme GmbH | Lateral-thrust control arrangement for missiles with solid-fuel hot-gas generator |
US20040073617A1 (en) * | 2000-06-19 | 2004-04-15 | Milliken Walter Clark | Hash-based systems and methods for detecting and preventing transmission of unwanted e-mail |
DE102004045855B4 (de) * | 2004-09-20 | 2006-06-29 | Eads Space Transportation Gmbh | Steuer- und/oder Antriebseinrichtung für einen Flugkörper |
GB0614342D0 (en) * | 2006-07-19 | 2006-08-30 | Qinetiq Ltd | Electric propulsion system |
US20080302991A1 (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-11 | Honeywell International, Inc. | Force balanced butterfly proportional hot gas valve |
FR2986213B1 (fr) * | 2012-02-01 | 2014-10-10 | Snecma | Engin spatial a propulsion electrique et chimique a propergol solide |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2752945A (en) * | 1951-02-05 | 1956-07-03 | Cardox Corp | Fluid control device |
FR1293654A (fr) * | 1961-04-07 | 1962-05-18 | Snecma | Dispositif de distribution de fluide applicable notamment à la gouverne par jet desavions à décollage vertical |
US3139725A (en) * | 1961-10-31 | 1964-07-07 | James E Webb | Steerable solid propellant rocket motor |
FR1336757A (fr) * | 1962-07-19 | 1963-09-06 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Perfectionnements apportés aux moteurs-fusées à charge propulsive solide, notamment à ceux pour engins de hautes performances |
US3545470A (en) * | 1967-07-24 | 1970-12-08 | Hamilton Neil King Paton | Differential-pressure flow-controlling valve mechanism |
FR2508414B1 (fr) * | 1981-06-30 | 1985-06-07 | Thomson Brandt | Dispositif de pilotage par jets de gaz pour engin guide |
-
1996
- 1996-08-14 US US08/696,612 patent/US5711348A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-23 GB GB9713032A patent/GB2316464B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-13 JP JP9218374A patent/JP3046567B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-13 DE DE19735129A patent/DE19735129C2/de not_active Expired - Fee Related
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