JPH1073051A - Solid rocket and propulsion control method therefor - Google Patents

Solid rocket and propulsion control method therefor

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JPH1073051A
JPH1073051A JP22885696A JP22885696A JPH1073051A JP H1073051 A JPH1073051 A JP H1073051A JP 22885696 A JP22885696 A JP 22885696A JP 22885696 A JP22885696 A JP 22885696A JP H1073051 A JPH1073051 A JP H1073051A
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JP
Japan
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insulation
solid
combustion
pressure vessel
solid rocket
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Application number
JP22885696A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuji Murakami
上 卓 司 村
Takuo Kuwabara
原 卓 雄 桑
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve thrust with a same solid propellant rate to more extent by filling solid propellant through an insulation in the inner surface of a pressure container, and providing with oxidizing agent for insulation combustion, in a solid rocket provided with a nozzle downstream from the solid propellant. SOLUTION: A solid rocket 1 is formed in such a constitution that an insulation 3 is arranged in the inner surface of a pressure container 2, solid propellant 4 is filled inside thereof, a nozzle 5 is arranged downstream from the solid propellant 4, and an igniter is arranged upstream and downstream from the solid propellant 4. Oxidizing agent container 7 for storing liquid oxidizing agent is arranged outside the pressure container 2, and the oxidizing agent container 7 and a combustion chamber 2a in the pressure container 2 are connected to each other by a liquid piping 8. Solid propellant 4 is ignited and burnt by an igniter so as to obtain thrust, the liquid oxidizing agent 6 is supplied to the combustion chamber 2a, it is brought into contact with the insulation 3 so as to generate combustion, its combustion gas is injected from the nozzle 5 so as to obtain thrust to more extent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、飛翔体の推進手段
として利用される固体ロケットに関し、かつまた、この
固体ロケットの推進の制御に利用される推進制御方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid rocket used as a means for propelling a flying object, and to a propulsion control method used for controlling the propulsion of the solid rocket.

【0002】[0002]

【従来の技術】飛翔体(ロケット)の推進手段には、大
別して、液体推進薬を利用したものと固体推進薬を利用
したものとがある。
2. Description of the Related Art Flying means (rockets) can be roughly classified into those using liquid propellants and those using solid propellants.

【0003】このうち、固体推進薬を利用する場合に
は、構造が簡単であること、即時発射が可能であるこ
と、比較的大きな比推力が得られること、長期保存が可
能であること、などの利点が得られることから、液体推
進薬との比較で、人口衛星用,気象観測用等の多方面に
おいて利用されている。
[0003] Among them, when a solid propellant is used, the structure is simple, it can be fired immediately, a relatively large specific thrust can be obtained, and it can be stored for a long time. Therefore, it is used in various fields such as for artificial satellites and meteorological observations in comparison with liquid propellants.

【0004】図3は従来の固体ロケットの一例を示すも
のであって、この図3に示す固体ロケット31は、概略
円筒形状をなす圧力容器(燃焼容器)32の内面にイン
シュレーション33を設け、このインシュレーション3
3の内側に固体推進薬34を装填すると共に、固体推進
薬34の下流側にノズル35を設け、固体推進薬34の
上流側(例えば、頭部中央)や下流側(例えば、ノズル
35の付近)に点火器としてのイグナイター(図示略)
にそなえた構成をなしている。
FIG. 3 shows an example of a conventional solid rocket. In the solid rocket 31 shown in FIG. 3, an insulation 33 is provided on the inner surface of a pressure vessel (combustion vessel) 32 having a substantially cylindrical shape. This insulation 3
3, a solid propellant 34 is loaded, and a nozzle 35 is provided on the downstream side of the solid propellant 34. The upstream side (for example, the center of the head) and the downstream side (for example, near the nozzle 35) of the solid propellant 34 ), An igniter as an igniter (not shown)
The structure is prepared for.

【0005】このような構造をなす固体ロケット31に
おいて、図示しないイグナイターによって固体推進薬3
4を燃焼させ、燃焼ガスをノズル35から噴出させるこ
とによって、推力を得るようにしている。
In the solid rocket 31 having such a structure, a solid propellant 3 is provided by an igniter (not shown).
4 is burned and the combustion gas is ejected from the nozzle 35 to obtain a thrust.

【0006】そして、固体推進薬34の燃焼が終了した
あと、インシュレーション33は熱分解を生じているた
め極くわずかな残留推力として発生することになる。
[0006] After the combustion of the solid propellant 34 is completed, the insulation 33 is generated as a very small residual thrust due to thermal decomposition.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このような固体ロケッ
トにおいて、例えば、上段用固体ロケット(モータ)の
場合には、固体推進薬量が約100〜数100kgにお
いて比推力Isp約300kg・sec/kgが得られ
ているが、同一固体推進薬量でのより一層の推力の向
上、ならびにより細かな推進制御の実現が望まれている
という課題があった。
In such a solid rocket, for example, in the case of a solid rocket (motor) for the upper stage, the specific thrust Isp is about 300 kg · sec / kg when the amount of the solid propellant is about 100 to several hundred kg. However, there is a problem that further improvement of thrust and realization of finer propulsion control with the same solid propellant amount are desired.

【0008】[0008]

【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、固体推進薬を推進源とし
て用いた固体ロケットにおいて、同一固体推進薬量での
より一層の推力の向上、ならびにより細かな推進制御の
実現が可能となるようにすることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has been made in consideration of the above problem. In a solid rocket using a solid propellant as a propulsion source, the thrust of the same solid propellant is further increased. The purpose of the present invention is to make it possible to realize improvement and finer propulsion control.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による固体ロケッ
トは、請求項1に記載しているように、圧力容器の内面
にインシュレーションを介して固体推進薬を装填すると
共に、固体推進薬の下流側にノズルをそなえた固体ロケ
ットにおいて、インシュレーション燃焼用の酸化剤をそ
なえた構成としたことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a solid rocket including a solid propellant loaded on an inner surface of a pressure vessel via an insulation and a downstream side of the solid propellant. A solid rocket with a nozzle on the side is characterized by having an oxidizing agent for insulation combustion.

【0010】そして、本発明に係わる固体ロケットの実
施態様においては、請求項2に記載しているように、酸
化剤を圧力容器の内部にそなえた構成のものとしたり、
請求項3に記載しているように、酸化剤を圧力容器の外
部にそなえた構成のものとしたりすることができる。
[0010] In an embodiment of the solid rocket according to the present invention, as described in claim 2, an oxidizing agent is provided inside the pressure vessel,
As described in claim 3, the oxidizing agent may be provided outside the pressure vessel.

【0011】同じく、本発明に係わる固体ロケットの実
施態様においては、請求項4に記載しているように、酸
化剤として液体酸化剤を用いた構成のものとすることが
でき、また、請求項5に記載しているように、インシュ
レーションを設けた圧力容器内部と、液体酸化剤を収容
した酸化剤容器内部とを液体配管で接続した構成のもの
とすることができ、請求項6に記載しているように、酸
化剤容器内の液体酸化剤を押圧する加圧ガスを収容した
加圧ガス容器をそなえた構成のものとすることができ
る。
[0011] Similarly, in the embodiment of the solid rocket according to the present invention, as described in claim 4, a configuration using a liquid oxidant as the oxidant can be adopted. According to a fifth aspect of the present invention, the inside of the pressure vessel provided with the insulation and the inside of the oxidant vessel containing the liquid oxidant can be connected by a liquid pipe. As described above, a configuration having a pressurized gas container containing a pressurized gas for pressing the liquid oxidant in the oxidant container can be provided.

【0012】そして、この場合に、請求項7に記載して
いるように、配管の途中に設けるバルブの開度および/
または加圧ガスによる加圧度で圧力容器内への液体酸化
剤の供給・停止を制御する制御機構をそなえた構成のも
のとすることができる。
In this case, the opening of the valve provided in the middle of the piping and / or
Alternatively, a configuration having a control mechanism for controlling the supply / stop of the liquid oxidant into the pressure vessel with the degree of pressurization by the pressurized gas can be employed.

【0013】本発明に係わる固体ロケットの推進制御方
法は、請求項8に記載しているように、圧力容器の内面
にインシュレーションを介して固体推進薬を装填すると
共に固体推進薬の下流側にノズルをそなえた固体ロケッ
トの推進を制御するに際し、固体推進薬の燃焼終了に合
わせ、インシュレーションを燃焼させて推進を制御する
ようにしたことを特徴としている。
The solid rocket propulsion control method according to the present invention is characterized in that a solid propellant is loaded into an inner surface of a pressure vessel via an insulation and a downstream side of the solid propellant is provided. In controlling the propulsion of a solid rocket having a nozzle, the propulsion is controlled by burning the insulation in accordance with the end of combustion of the solid propellant.

【0014】そして、本発明に係わる固体ロケットの推
進制御方法の実施態様においては、請求項9に記載して
いるように、インシュレーションの燃焼を圧力容器内部
への液体酸化剤の供給によって行うようになすことがで
き、この場合に、請求項10に記載しているように、圧
力容器内部への液体酸化剤の供給・停止を加圧ガスによ
る加圧・加圧停止によって行うようにしたり、請求項1
1に記載しているように、圧力容器内部への液体酸化剤
の供給は、固体推進薬の燃焼による推力が主推力の1割
以下になった時点(推力が零になった後の時点をも含
む。)で行うようになすことができる。
In the embodiment of the method for controlling the propulsion of a solid rocket according to the present invention, the combustion of the insulation is performed by supplying the liquid oxidant into the pressure vessel. In this case, in this case, as described in claim 10, the supply / stop of the liquid oxidant to the inside of the pressure vessel is performed by pressurization / pressurization stoppage by the pressurized gas, Claim 1
As described in 1, the supply of the liquid oxidant into the pressure vessel is performed when the thrust due to the combustion of the solid propellant becomes 10% or less of the main thrust (the time after the thrust becomes zero). Is also included.).

【0015】本発明に係わる固体ロケットおよびその推
進制御方法は、上述した構成を有するものであるが、圧
力容器(燃焼容器)の形状はとくに限定されず、一般的
には、例えば、上段固体ロケット(モータ)の場合には
球形状のものが用いられることもあり、あるいは円筒形
状のものが用いられることもある。
The solid rocket and the method of controlling its propulsion according to the present invention have the above-described configuration, but the shape of the pressure vessel (combustion vessel) is not particularly limited. In the case of (motor), a spherical shape may be used, or a cylindrical shape may be used.

【0016】また、圧力容器の内面に設けるインシュレ
ーションとしては、ゴム質のものが用いられ、エチレン
−プロピレンゴム(EPDM,EPM),天然ゴム(N
R)・イソプレンゴム(IR),末端カルボキシル基ポ
リブタジエンゴム(CTPB),末端水酸基ポリブタジ
エンゴム(HTPB)などが用いられ、そのほか、樹脂
系高分子材料(FRP)なども使用されうるが、とくに
限定はされない。
As the insulation provided on the inner surface of the pressure vessel, rubber-like insulation is used, and ethylene-propylene rubber (EPDM, EPM) and natural rubber (N
R) • isoprene rubber (IR), terminal carboxyl group polybutadiene rubber (CTPB), terminal hydroxyl group polybutadiene rubber (HTPB) and the like, and in addition, resin-based polymer materials (FRP) and the like can also be used. Not done.

【0017】さらに、このインシュレーションの内側に
装填される固体推進薬についても特に限定はされない
が、例えば、酸化剤として、過塩素酸アンモニウム(A
P),硝酸アンモニウム(AN),過塩素酸ニトロニウ
ム(NP),過塩素酸カリウム(KP),シクロトリメ
チレントリニトラミン(RDX),シクロテトラメチレ
ンテトラニトラミン(HMX)などを用い、燃料兼バイ
ンダーとして、ポリサルファイド(PS),ポリ塩化ビ
ニル(PVC),ポリウレタン(PU),末端カルボキ
シル基ポリブタジエン(CTPB),末端水酸基ポリブ
タジエン(HTPB)などを用い、そのほか、適宜の硬
化剤,架橋剤,ボンディング剤,可塑剤,燃焼触媒,金
属燃料(Al,Mg,Be,B,Zr等),振動燃焼抑
制剤(Al,Zr,ZrC等)などを配合したものを用
いることも可能であり、適宜の組成にしたものが使用さ
れうる。
Further, the solid propellant loaded inside the insulation is not particularly limited. For example, as a oxidizing agent, ammonium perchlorate (A
P), ammonium nitrate (AN), nitronium perchlorate (NP), potassium perchlorate (KP), cyclotrimethylenetrinitramine (RDX), cyclotetramethylenetetranitramine (HMX), etc. Polysulfide (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyurethane (PU), terminal carboxyl group polybutadiene (CTPB), terminal hydroxyl group polybutadiene (HTPB), etc. It is also possible to use a mixture of a plasticizer, a combustion catalyst, a metal fuel (Al, Mg, Be, B, Zr, etc.), a vibration-combustion inhibitor (Al, Zr, ZrC, etc.), etc. Can be used.

【0018】本発明に係わる固体ロケットおよびその推
進制御方法においては、上記の固体推進薬の燃焼終了に
あわせ、インシュレーションを燃焼させて推力を制御す
るようにしたところに特徴を有するものであり、インシ
ュレーションの燃焼のための酸化剤をそなえるものとし
たことに特徴を有するものである。
The solid rocket and its propulsion control method according to the present invention are characterized in that the thrust is controlled by burning the insulation in accordance with the termination of the combustion of the solid propellant. It is characterized in that it is provided with an oxidizing agent for burning the insulation.

【0019】このようなインシュレーション燃焼用の酸
化剤としては、一酸化二窒素(NO),四酸化二窒素
(N;NTO),硝酸(HNO),過酸化水素
(H)等が用いられ、これについてもとくに限定
はされないが、より望ましくは液体酸化剤が用いられ
る。
Examples of such oxidizing agents for insulation combustion include nitrous oxide (N 2 O), nitrous oxide (N 2 O 4 ; NTO), nitric acid (HNO 3 ), and hydrogen peroxide (H 2 O). 2 O 2 ) and the like are used, and this is not particularly limited, but a liquid oxidizing agent is more preferably used.

【0020】このようなインシュレーション燃焼用の酸
化剤としては、圧力容器の内部にそなえたものとした
り、圧力容器の外部にそなえたものとしたりすることが
でき、インシュレーションを設けた圧力容器内部と、液
体酸化剤を収容した酸化剤容器内部と配管で接続した構
成とすることができる。
Such an oxidizing agent for the combustion for insulation may be provided inside the pressure vessel or provided outside the pressure vessel, and may be provided inside the pressure vessel provided with the insulation. And the inside of the oxidizing agent container containing the liquid oxidizing agent can be connected by piping.

【0021】そして、酸化剤容器内の液体酸化剤を前記
配管を介して圧力容器内部に送り込むことができるよう
に、加圧ガス容器に収容した加圧ガスを用いるようにな
すことができる。
Then, the pressurized gas contained in the pressurized gas container can be used so that the liquid oxidant in the oxidant container can be sent into the pressure vessel through the pipe.

【0022】そしてまた、圧力容器と酸化剤容器とを接
続する配管の途中にバルブを設け、このバルブの開度を
調整することによって、圧力容器内への液体酸化剤の供
給を制御して、インシュレーションの燃焼を開始させた
り、燃焼の程度を調節したり、燃焼を停止させたり、燃
焼をいったん停止させたのち再燃焼させたりするように
なすこともできる。
Further, a valve is provided in the pipe connecting the pressure vessel and the oxidant container, and by controlling the opening of the valve, the supply of the liquid oxidant into the pressure vessel is controlled. Insulation combustion can be started, the degree of combustion can be adjusted, combustion can be stopped, or combustion can be stopped and then re-burned.

【0023】あるいは、加圧ガス容器内からの加圧ガス
の送給を制御することによって、圧力容器内への液体酸
化剤の供給を制御して、インシュレーションの燃焼を開
始させたり、燃焼の程度を調節したり、燃焼を停止させ
たり、燃焼をいったん停止させた後再燃焼させたりする
ようになすことができる。
Alternatively, by controlling the supply of the pressurized gas from inside the pressurized gas container, the supply of the liquid oxidant into the pressure container is controlled to start the combustion of the insulation or the combustion of the combustion. The degree can be adjusted, the combustion can be stopped, or the combustion can be stopped and then re-burned.

【0024】この場合、液体酸化剤として、一酸化二窒
素(笑気ガス;NO)を用いた場合には、加圧ガスを
使用しなくとも圧力容器内に送り込むことができること
もある。
In this case, when dinitrogen monoxide (laughing gas; N 2 O) is used as the liquid oxidizing agent, the liquid oxidizing agent can sometimes be fed into the pressure vessel without using a pressurized gas.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明に係わる固体ロケットによれば、
圧力容器の内面にインシュレーションを介して固体推進
薬を装填すると共に、固体推進薬の下流側にノズルをそ
なえた固体ロケットにおいて、インシュレーション燃焼
用の酸化剤をそなえた構成としたから、固体推進薬の燃
焼終了に合わせてインシュレーションを燃焼させること
が可能であるのでインシュレーションの燃焼による推力
を得ることが可能であり、したがって、従来と同一の固
体推進薬量とした場合にインシュレーションの燃焼によ
る推力分だけさらに推力を向上させることが可能である
と共により細かな推進制御を行うことが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
According to the solid rocket according to the present invention,
A solid propellant was loaded into the inner surface of the pressure vessel via insulation, and a solid rocket equipped with a nozzle on the downstream side of the solid propellant was equipped with an oxidizing agent for insulation combustion. Since the insulation can be burned at the end of the combustion of the medicine, it is possible to obtain the thrust by the combustion of the insulation. Therefore, the thrust can be further improved by the amount of the thrust, and the finer propulsion control can be performed.

【0026】そして、請求項2に記載しているように、
酸化剤を圧力容器の内部にそなえたものとすることによ
って、全体としての外観形状を従来と同様に簡素化した
ものとすることが可能であり、また、請求項3に記載し
ているように、酸化剤を圧力容器の外部にそなえたもの
とすることによって、従来の固体ロケットを大幅に変更
することなく採用することが可能であるという著しく優
れた効果がもたらされる。
And, as described in claim 2,
By providing the oxidizing agent inside the pressure vessel, it is possible to simplify the appearance as a whole as in the prior art. Providing an oxidizing agent outside the pressure vessel has a remarkably excellent effect that a conventional solid rocket can be adopted without largely changing it.

【0027】また、請求項4に記載しているように、酸
化剤として液体酸化剤を用いたものとすることによっ
て、酸化剤の供給・停止ならびに供給量制御が容易にな
しうることとなるので、インシュレーションの燃焼・停
止ならびに燃焼量制御さらにはいったん燃焼停止したの
ちの再燃焼など、より細かな制御が可能となって例えば
上段ロケットモータとして使用した場合の軌道投入精度
をより一層向上させることが可能であるという著しく優
れた効果がもたらされる。
Further, by using a liquid oxidizing agent as the oxidizing agent, it is possible to easily supply / stop and control the supply amount of the oxidizing agent. In addition, it is possible to perform finer control, such as burning / stopping insulation, controlling the amount of combustion, and reburning after stopping the combustion once, further improving the orbit insertion accuracy when used as an upper rocket motor, for example. Is significantly improved.

【0028】さらにまた、請求項5に記載しているよう
に、インシュレーションを設けた圧力容器内部と、液体
酸化剤を収容した酸化剤容器内部とを配管で接続したも
のとすることによって、インシュレーションと液体酸化
剤との分離ならびにインシュレーションへの液体酸化剤
の供給をより確実なものにすることが可能であるという
著しく優れた効果がもたらされる。
Further, as set forth in claim 5, the inside of the pressure vessel provided with the insulation and the inside of the oxidant container containing the liquid oxidant are connected by a pipe, so that the insulation is provided. This has the significant advantage that the separation of the oxidant from the liquid oxidant and the supply of the liquid oxidant to the insulation can be made more reliable.

【0029】さらにまた、請求項6に記載しているよう
に、酸化剤容器内の液体酸化剤を押圧する加圧ガスを収
容した加圧ガス容器をそなえたものとすることによっ
て、加圧ガスによる加圧・加圧停止ならびに圧力制御に
よってインシュレーションへの液体酸化剤の送給・停止
ならびに送給量制御を簡便に行うことが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
Further, according to a sixth aspect of the present invention, a pressurized gas container containing a pressurized gas for pressing a liquid oxidant in the oxidant container is provided. By the pressurization, the pressurization stop, and the pressure control, the remarkably excellent effect that the supply / stop of the liquid oxidant to the insulation and the control of the supply amount can be easily performed is brought about.

【0030】さらにまた、請求項7に記載しているよう
に、配管の途中に設けるバルブの開度および/または加
圧ガスによる加圧度で圧力容器内への液体酸化剤の供給
・停止を制御する制御機構をそなえたものとすることに
よって、圧力容器内のインシュレーションへの液体酸化
剤の供給制御をより細かく調節することが可能であると
いう著しく優れた効果がもたらされる。
Further, as described in claim 7, the supply / stop of the liquid oxidant into the pressure vessel is controlled by the opening degree of a valve provided in the pipe and / or the degree of pressurization by the pressurized gas. The provision of a control mechanism for controlling has a remarkably excellent effect that the supply control of the liquid oxidant to the insulation in the pressure vessel can be more finely adjusted.

【0031】本発明に係わる固体ロケットの推進制御方
法では、圧力容器の内面にインシュレーションを介して
固体推進薬を装填すると共に固体推進薬の下流側にノズ
ルをそなえた固体ロケットの推進を制御するに際し、固
体推進薬の燃焼終了に合わせ、インシュレーションを燃
焼させて推進を制御するようにしたから、従来の固体推
進薬の燃焼のみの推力に加えてイシュレーションの燃焼
による推力をも得ることが可能であり、従来と同一の固
体推進薬量においてより多くの推力を得ることが可能で
あると共により細かな推進制御を行うことが可能である
という著しく優れた効果がもたらされる。
In the method for controlling the propulsion of a solid rocket according to the present invention, the solid propellant is loaded into the inner surface of the pressure vessel via the insulation, and the propulsion of the solid rocket having a nozzle downstream of the solid propellant is controlled. In this case, the propulsion is controlled by burning the insulation in accordance with the end of the combustion of the solid propellant, so that in addition to the conventional thrust of only the combustion of the solid propellant, a thrust by the combustion of the insulation can be obtained. It is possible to obtain a remarkably excellent effect that it is possible to obtain more thrust and to perform finer propulsion control at the same amount of solid propellant as before.

【0032】そして、請求項9に記載しているように、
インシュレーションの燃焼を圧力容器内部への液体酸化
剤の供給によって行うようになすことによって、酸化剤
の送給・停止ならびに供給量制御が容易に行えることと
なるので、インシュレーションの燃焼・停止ならびに燃
焼量制御さらにはいったん燃焼停止したのちの再燃焼な
ど、より細かな推進制御が可能となるという著しく優れ
た効果がもたらされる。
And, as described in claim 9,
By performing the combustion of the insulation by supplying the liquid oxidant to the inside of the pressure vessel, it is possible to easily control the supply / stop of the oxidant and the supply amount. A remarkably excellent effect is achieved in that finer propulsion control, such as combustion amount control and further reburning after stopping the combustion, is possible.

【0033】また、請求項10に記載しているように、
圧力容器内部への液体酸化剤の供給・停止を加圧ガスに
よる加圧・加圧停止によって行うようになすことによっ
て、加圧ガスによる加圧・加圧停止ならびに圧力制御に
よってインシュレーションへの液体酸化剤の送給・停止
ならびに送給量制御を簡便に行うことが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
Further, as described in claim 10,
By supplying and stopping the liquid oxidizing agent to the inside of the pressure vessel by pressurizing and stopping the pressurization by the pressurized gas, the pressurizing and stopping by the pressurized gas and the liquid to the insulation by the pressure control are controlled. A remarkably excellent effect is obtained in that the supply / stop of the oxidant and the control of the supply amount can be easily performed.

【0034】さらにまた、請求項11に記載しているよ
うに、圧力容器内部への液体酸化剤の供給は、固体推進
薬の燃焼による推力が主推力の1割以下になった時点で
行うようになすことによって、継続した推力を得ること
が可能となり、例えば上段ロケット(モータ)による人
工衛星の軌道投入精度をより一層向上させることが可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。
Further, as described in claim 11, the supply of the liquid oxidant into the pressure vessel is performed when the thrust by the combustion of the solid propellant becomes 10% or less of the main thrust. By doing so, it is possible to obtain a continuous thrust, and for example, an extremely excellent effect that it is possible to further improve the accuracy of orbital insertion of the artificial satellite by the upper rocket (motor) is brought about.

【0035】[0035]

【実施例】図1は、本発明に係わる固体ロケットの一実
施例を示すものであって、この図1に示す固体ロケット
1は、概略円筒形状をなす圧力容器(燃焼容器)2の内
面にインシュレーション3を設け、このインシュレーシ
ョン3の内側に固体推進薬4を装填すると共に、固体推
進薬4の下流側にノズル5を設け、固体推進薬4の上流
側(例えば、頭部中央)や下流側(例えば、ノズル5の
付近)に点火器としてのイグナイタ−(図示略)をそな
えている。
FIG. 1 shows an embodiment of a solid rocket according to the present invention. The solid rocket 1 shown in FIG. 1 has an inner surface of a pressure vessel (combustion vessel) 2 having a substantially cylindrical shape. An insulation 3 is provided, a solid propellant 4 is loaded inside the insulation 3, and a nozzle 5 is provided on the downstream side of the solid propellant 4, so that an upstream side (for example, the center of the head) of the solid propellant 4 An igniter (not shown) as an igniter is provided on the downstream side (for example, near the nozzle 5).

【0036】さらに、圧力容器2の外部(他の実施例で
は内部でも可)には、液体酸化剤6を収容した酸化剤容
器7をそなえていて、この酸化剤容器7と圧力容器2内
の燃焼室2aとを液体配管8で接続し、この液体配管8
の途中にバルブ9を設けていると共に、酸化剤容器7に
は、この酸化剤容器7の中に収容した液体酸化剤6を押
圧するための加圧ガス(例えば、Heガス)を収容した
加圧ガス容器10をガス配管11を介して接続した構造
をなすものである。
Further, outside the pressure vessel 2 (in other embodiments, it may be inside), an oxidant container 7 containing a liquid oxidant 6 is provided. The liquid pipe 8 connects the combustion chamber 2a to the liquid chamber 8a.
A valve 9 is provided in the middle of the process, and the oxidant container 7 contains a pressurized gas (for example, He gas) for pressing the liquid oxidant 6 contained in the oxidant container 7. It has a structure in which a pressurized gas container 10 is connected via a gas pipe 11.

【0037】このような構造をなす固体ロケット1にお
いて、図示しないイグナイターによって固体推進薬4を
点火・燃焼させ、燃焼ガスをノズル5から噴出させるこ
とによって推力を得る。
In the solid rocket 1 having such a structure, the solid propellant 4 is ignited and burned by an igniter (not shown), and thrust is obtained by ejecting the combustion gas from the nozzle 5.

【0038】そして、固体推進薬4の燃焼が終了するの
に合わせてバルブ9を所望の開度で開くと共に加圧ガス
容器10内の加圧ガスを所望の加圧度にして液体酸化剤
6を押圧することによって、液体酸化剤6を圧力容器2
の燃焼室2a内に供給し、加熱ないしは熱分解状態のイ
ンシュレーション3に液体酸化剤6を接触させることに
よって燃焼を生じさせ、このインシュレーション3の燃
焼ガスをノズル5から噴出させることによって推力を得
る。
When the combustion of the solid propellant 4 is completed, the valve 9 is opened at a desired degree of opening, and the pressurized gas in the pressurized gas container 10 is set to the desired degree of pressurization, thereby obtaining the liquid oxidant 6. By pressing the liquid oxidant 6 into the pressure vessel 2
Of the insulation 3 in a heated or thermally decomposed state to cause combustion by causing the liquid oxidant 6 to come into contact with the insulation 3, and the combustion gas of the insulation 3 is ejected from the nozzle 5 to generate thrust. obtain.

【0039】図2は、本発明による固体ロケットの推進
制御方法における推力の時間による変化を例示するもの
であって、時間Tにおいて固体推進薬4に点火するこ
とにより主推力が得られ、固体推進薬4の燃焼が終了に
近づいて推力が主推力の約1割以下となった時間T
おいてバルブ9を開くことによって液体酸化剤6を送給
し、これによってインシュレーション3を燃焼させて時
間Tから時間Tまでの間で、インシュレーション3
の燃焼による推力を得る。
[0039] Figure 2 is intended to illustrate the changes due to thrust of time in propulsion control method for a solid rocket according to the invention, the main thrust is obtained by igniting a solid propellant 4 at time T 0, the solid in about 10% or less and since the time T 1 of the thrust combustion of propellant 4 is approaching the end of the main thrust feeds feeding a liquid oxidizer 6 by opening the valve 9 and thereby the combustion of insulation 3 between the time T 1 to time T 2, insulation 3
To obtain thrust by combustion.

【0040】また、バルブ9の開度を小さくして液体酸
化剤6の送給を減少ないしは停止しさらには再開するこ
とによって、インシュレーション3の燃焼による推力を
減少ないしは停止しさらには回復させることが可能であ
り、例えば、人工衛星用(上段)ロケットモータに使用
することによって、人工衛星の位置制御を細かに行うこ
とが可能となり、人工衛星の軌道投入精度がより一層向
上したものとすることができる。
Further, by reducing or stopping the supply of the liquid oxidizing agent 6 by reducing the opening degree of the valve 9 and then restarting it, the thrust by the combustion of the insulation 3 is reduced or stopped and further recovered. For example, by using the rocket motor for an artificial satellite (upper stage), it is possible to finely control the position of the artificial satellite, and further improve the accuracy of orbital insertion of the artificial satellite. Can be.

【0041】具体例として、インシュレーションに末端
水酸基ポリブタジエン(HTPB)を使用し、酸化剤に
一酸化二窒素(NO)を使用して、固体推進薬の燃焼
が終了間近になった時点で酸化剤を供給することにより
インシュレーションを燃焼させたところ、固体推進薬に
よる数ton程度の主推力に対して、約260kg程度
の推力を得ることが可能であり、インシュレーションの
燃焼によって約1割前後の推力の増加を実現することが
できた。
As a specific example, when the terminal hydroxyl group polybutadiene (HTPB) is used for the insulation and the nitric oxide (N 2 O) is used as the oxidizing agent, the combustion of the solid propellant is almost completed. When the insulation is burned by supplying the oxidizing agent, a thrust of about 260 kg can be obtained with respect to the main thrust of about several tons by the solid propellant, and about 10% is obtained by the combustion of the insulation. An increase in thrust before and after was realized.

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

【図1】本発明の一実施例による固体ロケットの断面説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory sectional view of a solid rocket according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による固体ロケットの推進制
御方法における推力の時間による変化を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing a change in thrust with time in a method for controlling propulsion of a solid rocket according to one embodiment of the present invention.

【図3】従来例による固体ロケットの断面説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory sectional view of a solid rocket according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固体ロケット 2 圧力容器 3 インシュレーション 4 固体推進薬 5 ノズル 6 液体酸化剤 7 酸化剤容器 8 液体配管 9 バルブ 10 加圧ガス容器 11 ガス配管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid rocket 2 Pressure container 3 Insulation 4 Solid propellant 5 Nozzle 6 Liquid oxidizer 7 Oxidizer container 8 Liquid piping 9 Valve 10 Pressurized gas container 11 Gas piping

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧力容器の内面にインシュレーションを
介して固体推進薬を装填すると共に、固体推進薬の下流
側にノズルをそなえた固体ロケットにおいて、インシュ
レーション燃焼用の酸化剤をそなえたことを特徴とする
固体ロケット。
1. A solid rocket having a solid propellant loaded on an inner surface of a pressure vessel via an insulation and a nozzle provided on a downstream side of the solid propellant is provided with an oxidizing agent for insulation combustion. Characterized solid rocket.
【請求項2】 酸化剤を圧力容器の内部にそなえた請求
項1に記載の固体ロケット。
2. The solid rocket according to claim 1, wherein an oxidizing agent is provided inside the pressure vessel.
【請求項3】 酸化剤を圧力容器の外部にそなえた請求
項1に記載の固体ロケット。
3. The solid rocket according to claim 1, wherein the oxidizing agent is provided outside the pressure vessel.
【請求項4】 酸化剤として液体酸化剤を用いた請求項
1ないし3のいずれかに記載の固体ロケット。
4. The solid rocket according to claim 1, wherein a liquid oxidizer is used as the oxidizer.
【請求項5】 インシュレーションを設けた圧力容器内
部と、液体酸化剤を収容した酸化剤容器内部とを配管で
接続した請求項1ないし4のいずれかに記載の固体ロケ
ット。
5. The solid rocket according to claim 1, wherein the inside of the pressure vessel provided with the insulation and the inside of the oxidant container containing the liquid oxidant are connected by piping.
【請求項6】 酸化剤容器内の液体酸化剤を押圧する加
圧ガスを収容した加圧ガス容器をそなえた請求項4また
は5に記載の固体ロケット。
6. The solid rocket according to claim 4, further comprising a pressurized gas container containing a pressurized gas for pressing a liquid oxidant in the oxidant container.
【請求項7】 配管の途中に設けるバルブの開度および
/または加圧ガスによる加圧度で圧力容器内への液体酸
化剤の供給・停止を制御する制御機構をそなえた請求項
4ないし6のいずれかに記載の固体ロケット。
7. A control mechanism for controlling the supply / stop of the liquid oxidant into the pressure vessel according to the degree of opening of a valve provided in the middle of the pipe and / or the degree of pressurization by the pressurized gas. A solid rocket according to any one of the above.
【請求項8】 圧力容器の内面にインシュレーションを
介して固体推進薬を装填すると共に固体推進薬の下流側
にノズルをそなえた固体ロケットの推進を制御するに際
し、固体推進薬の燃焼終了に合わせ、インシュレーショ
ンを燃焼させて推進を制御することを特徴とする固体ロ
ケットの推進制御方法。
8. A method for loading a solid propellant into an inner surface of a pressure vessel via insulation and controlling the propulsion of a solid rocket having a nozzle on the downstream side of the solid propellant in accordance with the end of combustion of the solid propellant. And controlling the propulsion by burning the insulation.
【請求項9】 インシュレーションの燃焼を圧力容器内
部への液体酸化剤の供給によって行う請求項8に記載の
固体ロケットの推進制御方法。
9. The solid rocket propulsion control method according to claim 8, wherein the combustion of the insulation is performed by supplying a liquid oxidizing agent into the pressure vessel.
【請求項10】 圧力容器内部への液体酸化剤の供給・
停止を加圧ガスによる加圧・加圧停止によって行う請求
項9に記載の固体ロケットの推進制御方法。
10. Supply of a liquid oxidant into the pressure vessel
The method for controlling the propulsion of a solid rocket according to claim 9, wherein the stopping is performed by pressurization with pressurized gas and stop of pressurization.
【請求項11】 圧力容器内部への液体酸化剤の供給
は、固体推進薬の燃焼による推力が主推力の1割以下に
なった時点で行う請求項9または10に記載の固体ロケ
ットの推進制御方法。
11. The propulsion control of a solid rocket according to claim 9, wherein the supply of the liquid oxidant into the pressure vessel is performed when the thrust by the combustion of the solid propellant becomes 10% or less of the main thrust. Method.
JP22885696A 1996-08-29 1996-08-29 Solid rocket and propulsion control method therefor Pending JPH1073051A (en)

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JP (1) JPH1073051A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101183453B1 (en) 2010-06-07 2012-09-18 한국항공우주연구원 Monopropellant Thruster
CN103993979A (en) * 2013-05-11 2014-08-20 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 Phase-change engine

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