JPH1122555A - 一液推進方法および一液推進装置 - Google Patents
一液推進方法および一液推進装置Info
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- JPH1122555A JPH1122555A JP17465397A JP17465397A JPH1122555A JP H1122555 A JPH1122555 A JP H1122555A JP 17465397 A JP17465397 A JP 17465397A JP 17465397 A JP17465397 A JP 17465397A JP H1122555 A JPH1122555 A JP H1122555A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のヒドラジンに比べて毒性が少なくしか
も従来のヒドラジンに劣らない比推力を得ることができ
る一液推進装置を提供する。 【解決手段】 少なくともヒドロキシルアンモニウムナ
イトレートと燃料を含む混合液からなる一液推進薬５Ｐ
を収容する推進薬収容部５と、混合液のうち触媒層側分
岐配管８Ｃを流れる一部の混合液を分解して高温ガスを
発生させる触媒層７Ｃと、混合液のうち噴射器側分岐配
管８Ｊを流れる残部の混合液を噴射する噴射器７Ｊと、
噴射された混合液を高温ガスにより点火燃焼させてノズ
ル部７Ｎを介して推力を得る燃焼空間７Ｂをそなえた一
液推進装置１。
も従来のヒドラジンに劣らない比推力を得ることができ
る一液推進装置を提供する。 【解決手段】 少なくともヒドロキシルアンモニウムナ
イトレートと燃料を含む混合液からなる一液推進薬５Ｐ
を収容する推進薬収容部５と、混合液のうち触媒層側分
岐配管８Ｃを流れる一部の混合液を分解して高温ガスを
発生させる触媒層７Ｃと、混合液のうち噴射器側分岐配
管８Ｊを流れる残部の混合液を噴射する噴射器７Ｊと、
噴射された混合液を高温ガスにより点火燃焼させてノズ
ル部７Ｎを介して推力を得る燃焼空間７Ｂをそなえた一
液推進装置１。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的小推力の用
途、例えば、ロケットの姿勢制御用エンジン（スラスタ
ー等）の推力発生源として利用される一液推進方法およ
び一液推進装置に関するものである。
途、例えば、ロケットの姿勢制御用エンジン（スラスタ
ー等）の推力発生源として利用される一液推進方法およ
び一液推進装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液体ロケットエンジンには液体推進薬が
用いられるが、この液体推進薬は、大別して、一液推進
薬と二液推進薬に分けることができる。
用いられるが、この液体推進薬は、大別して、一液推進
薬と二液推進薬に分けることができる。
【０００３】このうち、一液推進薬は、通常の大気状態
では安定で、触媒あるいは加熱・加圧などにより反応し
て高温ガスを発生する単一物資または混合物の液体であ
る。また、二液推進薬は、液体の燃料と液体の酸化剤を
別々に供給して反応を生じさせることにより推力を得る
ことができるようにしたものである。
では安定で、触媒あるいは加熱・加圧などにより反応し
て高温ガスを発生する単一物資または混合物の液体であ
る。また、二液推進薬は、液体の燃料と液体の酸化剤を
別々に供給して反応を生じさせることにより推力を得る
ことができるようにしたものである。
【０００４】図２は一液推進薬を用いた従来の一液推進
装置の基本構造を例示するものであって、この一液推進
装置２１は、Ｈｅ，Ｎｅなどの加圧用ガスを貯える気蓄
器２２と、調圧弁（レギュレータ）２３と、遮断弁２４
と、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）やヒドラジン（Ｎ
２Ｈ４）などの一液推進薬２５Ｐを収容する推進薬収容
部２５と、一液推進薬２５Ｐの供給量を調整する推薬弁
２６と、スラスター２７とを配管２８により接続し、ス
ラスター２７の前側部分に触媒層２７Ｃをそなえている
と共に後側部分にノズル部２７Ｎを形成し、中間の空胴
部分が燃焼空間２７Ｂとなっている構造をなすものであ
る。
装置の基本構造を例示するものであって、この一液推進
装置２１は、Ｈｅ，Ｎｅなどの加圧用ガスを貯える気蓄
器２２と、調圧弁（レギュレータ）２３と、遮断弁２４
と、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）やヒドラジン（Ｎ
２Ｈ４）などの一液推進薬２５Ｐを収容する推進薬収容
部２５と、一液推進薬２５Ｐの供給量を調整する推薬弁
２６と、スラスター２７とを配管２８により接続し、ス
ラスター２７の前側部分に触媒層２７Ｃをそなえている
と共に後側部分にノズル部２７Ｎを形成し、中間の空胴
部分が燃焼空間２７Ｂとなっている構造をなすものであ
る。
【０００５】このような構造において、調圧弁２３およ
び遮断弁２４の開度を調整することによって気蓄器２２
内のガス圧力を推進薬収容部２５内の一液推進薬２５Ｐ
に加え、推薬弁２６の開度を調整することによって、ス
ラスター２７の触媒層２７Ｃに一液推進薬２５Ｐを送給
する。
び遮断弁２４の開度を調整することによって気蓄器２２
内のガス圧力を推進薬収容部２５内の一液推進薬２５Ｐ
に加え、推薬弁２６の開度を調整することによって、ス
ラスター２７の触媒層２７Ｃに一液推進薬２５Ｐを送給
する。
【０００６】一液推進薬２５Ｐは触媒層２７Ｃを通過す
ることにより分解され、例えば、一液推進薬２５Ｐがヒ
ドラジン（Ｎ２Ｈ４）である場合にはＮＨ３，Ｎ２，Ｈ
２などに分解されてこれらの混合ガスとなり、この際発
熱することにより生成される高温ガスがノズル部２７Ｎ
より出ることによって推力を発生する。
ることにより分解され、例えば、一液推進薬２５Ｐがヒ
ドラジン（Ｎ２Ｈ４）である場合にはＮＨ３，Ｎ２，Ｈ
２などに分解されてこれらの混合ガスとなり、この際発
熱することにより生成される高温ガスがノズル部２７Ｎ
より出ることによって推力を発生する。
【０００７】この場合、触媒としては、例えば、アルミ
ナのごとき多孔質の触媒担体にイリジウム（Ｉｒ）など
を付着させたものが用いられ、分解を促進させるために
燃料を電気的に加熱して用いることもありうる。
ナのごとき多孔質の触媒担体にイリジウム（Ｉｒ）など
を付着させたものが用いられ、分解を促進させるために
燃料を電気的に加熱して用いることもありうる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
場合において、一液推進薬として過酸化水素水（Ｈ２Ｏ
２）を用いるときには、比推力が１４０〜１６０ｓ程度
と低いため、これよりも大きい２００〜２３０ｓ程度の
比推力を得ることができるヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）が多
く使用されているが、このヒドラジンは毒性が強く、取
り扱い時には防護服等で身を固める必要があって、取り
扱い性が良くないと共に、値段も高いという問題点があ
ったことから、このような問題点を解消し、取り扱い性
が良くしかもある程度の比推力を得ることができ、低コ
ストのものとすることが可能である一液推進方法および
一液推進装置の開発が望まれているという課題があっ
た。
場合において、一液推進薬として過酸化水素水（Ｈ２Ｏ
２）を用いるときには、比推力が１４０〜１６０ｓ程度
と低いため、これよりも大きい２００〜２３０ｓ程度の
比推力を得ることができるヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）が多
く使用されているが、このヒドラジンは毒性が強く、取
り扱い時には防護服等で身を固める必要があって、取り
扱い性が良くないと共に、値段も高いという問題点があ
ったことから、このような問題点を解消し、取り扱い性
が良くしかもある程度の比推力を得ることができ、低コ
ストのものとすることが可能である一液推進方法および
一液推進装置の開発が望まれているという課題があっ
た。
【０００９】
【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、従来のヒドラジンに比べ
て毒性が少なく蒸気が爆発するおそれもなく取り扱い性
が良好でありしかも有毒なヒドラジンに劣らない大きな
比推力を得ることが可能であり、さらにはコストのより
一層の低減をはかることも可能である一液推進方法およ
び一液推進装置を提供することを目的としている。
がみてなされたものであって、従来のヒドラジンに比べ
て毒性が少なく蒸気が爆発するおそれもなく取り扱い性
が良好でありしかも有毒なヒドラジンに劣らない大きな
比推力を得ることが可能であり、さらにはコストのより
一層の低減をはかることも可能である一液推進方法およ
び一液推進装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる一液推進
方法は、請求項１に記載しているように、一液推進薬に
より推力を得るに際し、一液推進薬として少なくともヒ
ドロキシルアンモニウムナイトレート（ＮＨ３（ＯＨ）
ＮＯ３）と燃料を含む混合液を用い、混合液のうち一部
を触媒により分解して高温ガスを発生させると共に、混
合液のうち残部を燃焼空間内に直接噴射し、直接噴射し
た混合液を燃焼空間内で高温ガスにより点火燃焼させて
推力を得るようにしたことを特徴としている。
方法は、請求項１に記載しているように、一液推進薬に
より推力を得るに際し、一液推進薬として少なくともヒ
ドロキシルアンモニウムナイトレート（ＮＨ３（ＯＨ）
ＮＯ３）と燃料を含む混合液を用い、混合液のうち一部
を触媒により分解して高温ガスを発生させると共に、混
合液のうち残部を燃焼空間内に直接噴射し、直接噴射し
た混合液を燃焼空間内で高温ガスにより点火燃焼させて
推力を得るようにしたことを特徴としている。
【００１１】そして、本発明に係わる一液推進方法の実
施態様においては、請求項２に記載しているように、一
液推進薬としてヒドロキシルアンモニウムナイトレート
と水と燃料の混合液を用いることができる。
施態様においては、請求項２に記載しているように、一
液推進薬としてヒドロキシルアンモニウムナイトレート
と水と燃料の混合液を用いることができる。
【００１２】同じく、本発明に係わる一液推進方法の実
施態様においては、請求項３に記載しているように、燃
料としてトリエタノールアンモニウムナイトレート（Ｔ
ＥＡＮ）を用いることができ、あるいは、請求項４に記
載しているように、燃料として炭化水素系（Ｃ／Ｈ系）
燃料を用いることができる。
施態様においては、請求項３に記載しているように、燃
料としてトリエタノールアンモニウムナイトレート（Ｔ
ＥＡＮ）を用いることができ、あるいは、請求項４に記
載しているように、燃料として炭化水素系（Ｃ／Ｈ系）
燃料を用いることができる。
【００１３】同じく、本発明に係わる一液推進方法の実
施態様においては、請求項５に記載しているように、混
合液のうち、１０〜３０重量％を触媒により分解して高
温ガスを発生させると共に、７０〜９０重量％を燃焼空
間内に直接噴射するようになすことができる。
施態様においては、請求項５に記載しているように、混
合液のうち、１０〜３０重量％を触媒により分解して高
温ガスを発生させると共に、７０〜９０重量％を燃焼空
間内に直接噴射するようになすことができる。
【００１４】本発明に係わる一液推進装置は、請求項６
に記載しているように、少なくともヒドロキシルアンモ
ニウムナイトレート（ＮＨ３（ＯＨ）ＮＯ３）と燃料を
含む混合液からなる一液推進薬を収容する推進薬収容部
と、混合液のうち一部を分解して高温ガスを発生させる
触媒層と、混合液のうち残部を噴射する噴射器と、噴射
された混合液を高温ガスにより点火燃焼させて推力を得
る燃焼空間をそなえた構成としたことを特徴としてい
る。
に記載しているように、少なくともヒドロキシルアンモ
ニウムナイトレート（ＮＨ３（ＯＨ）ＮＯ３）と燃料を
含む混合液からなる一液推進薬を収容する推進薬収容部
と、混合液のうち一部を分解して高温ガスを発生させる
触媒層と、混合液のうち残部を噴射する噴射器と、噴射
された混合液を高温ガスにより点火燃焼させて推力を得
る燃焼空間をそなえた構成としたことを特徴としてい
る。
【００１５】そして、本発明に係わる一液推進装置の実
施態様においては、請求項７に記載しているように、一
液推進薬はヒドロキシルアンモニウムナイトレートと水
と燃料の混合液からなるものとすることができる。
施態様においては、請求項７に記載しているように、一
液推進薬はヒドロキシルアンモニウムナイトレートと水
と燃料の混合液からなるものとすることができる。
【００１６】同じく、本発明に係わる一液推進装置の実
施態様においては、請求項８に記載しているように、触
媒層は混合液のうち１０〜３０重量％を分解して高温ガ
スを発生させると共に、噴射器は混合液のうち７０〜９
０重量％を燃焼空間内に直接噴射するものとすることが
できる。
施態様においては、請求項８に記載しているように、触
媒層は混合液のうち１０〜３０重量％を分解して高温ガ
スを発生させると共に、噴射器は混合液のうち７０〜９
０重量％を燃焼空間内に直接噴射するものとすることが
できる。
【００１７】本発明に係わる一液推進方法および一液推
進装置において、一液推進薬としては、上記したよう
に、少なくともヒドロキシルアンモニウムナイトレート
と燃料を含む混合液が使用される。
進装置において、一液推進薬としては、上記したよう
に、少なくともヒドロキシルアンモニウムナイトレート
と燃料を含む混合液が使用される。
【００１８】このうち、ヒドロキシルアンモニウムナイ
トレート（硝酸ヒドロキシルアンモニウム；ＮＨ３（Ｏ
Ｈ）ＮＯ３）は、低温では白色針状晶をなすものである
が、潮解性がきわめて強い性質を有するものであるた
め、常温では水を含むシロップ状になるものであり、酸
化能力も大きいもの（酸素バランスは約３３．３３％）
である。
トレート（硝酸ヒドロキシルアンモニウム；ＮＨ３（Ｏ
Ｈ）ＮＯ３）は、低温では白色針状晶をなすものである
が、潮解性がきわめて強い性質を有するものであるた
め、常温では水を含むシロップ状になるものであり、酸
化能力も大きいもの（酸素バランスは約３３．３３％）
である。
【００１９】そして、このヒドロキシルアンモニウムナ
イトレート単体では比推力は１４０ｓ程度，火炎温度は
１１００Ｋ程度（５０ａｔｍ，最適開口比）であるが、
酸素を発生することからこれに燃料を添加することによ
って比推力および火炎温度はかなり上昇するものとな
る。
イトレート単体では比推力は１４０ｓ程度，火炎温度は
１１００Ｋ程度（５０ａｔｍ，最適開口比）であるが、
酸素を発生することからこれに燃料を添加することによ
って比推力および火炎温度はかなり上昇するものとな
る。
【００２０】また、燃料としては、トリエタノールアン
モニウムナイトレート（ＴＥＡＮ）を用いることがで
き、あるいは、アルコールおよび水等と溶解しやすい炭
化水素系（Ｃ／Ｈ系）燃料およびヒドロキシルアンモニ
ウムナイトレートを混合したときに液状を保ちうる炭化
水素系（Ｃ／Ｈ系）燃料（炭化水素系（Ｃ／Ｈ系）でも
ヒドロキシルアンモニウムナイトレート（ＨＡＮ）と混
合して液体状を保つものには、例えば、ポリウレタン等
のポリマーがある。）を用いることができ、適宜水を添
加したものを用いることができる。
モニウムナイトレート（ＴＥＡＮ）を用いることがで
き、あるいは、アルコールおよび水等と溶解しやすい炭
化水素系（Ｃ／Ｈ系）燃料およびヒドロキシルアンモニ
ウムナイトレートを混合したときに液状を保ちうる炭化
水素系（Ｃ／Ｈ系）燃料（炭化水素系（Ｃ／Ｈ系）でも
ヒドロキシルアンモニウムナイトレート（ＨＡＮ）と混
合して液体状を保つものには、例えば、ポリウレタン等
のポリマーがある。）を用いることができ、適宜水を添
加したものを用いることができる。
【００２１】そして、一液推進薬を構成する混合液のう
ち一部を触媒により分解して高温ガスを発生させると共
に、混合液の残部を燃焼空間内に直接噴射する。
ち一部を触媒により分解して高温ガスを発生させると共
に、混合液の残部を燃焼空間内に直接噴射する。
【００２２】この混合液の一部を分解して高温ガスを発
生させる触媒としては、Ｐｔ，Ｐｄなどを用いることが
でき、ヒドロキシルアンモニウムナイトレートを下記式
により分解して熱を発生し高温のガスとなる。
生させる触媒としては、Ｐｔ，Ｐｄなどを用いることが
でき、ヒドロキシルアンモニウムナイトレートを下記式
により分解して熱を発生し高温のガスとなる。
【００２３】
【００２４】この場合、触媒により分解されて高温ガス
を発生する混合液量は、１０〜３０重量％とすることが
より望ましく、燃焼空間へ直接噴射する混合液量は、７
０〜９０重量％とすることがより望ましい。
を発生する混合液量は、１０〜３０重量％とすることが
より望ましく、燃焼空間へ直接噴射する混合液量は、７
０〜９０重量％とすることがより望ましい。
【００２５】すなわち、触媒により分解される混合液量
が１０重量％未満、直接噴射する混合液量が９０重量％
超過であると、発生する高温ガス量が少なくなって直接
噴射する混合液への着火性が低下する傾向となり、反対
に、触媒により分解される混合液量が３０重量％超過、
直接噴射する混合液量が７０重量％未満であると、性能
が低下する傾向となる。
が１０重量％未満、直接噴射する混合液量が９０重量％
超過であると、発生する高温ガス量が少なくなって直接
噴射する混合液への着火性が低下する傾向となり、反対
に、触媒により分解される混合液量が３０重量％超過、
直接噴射する混合液量が７０重量％未満であると、性能
が低下する傾向となる。
【００２６】
【発明の効果】本発明による一液推進方法では、一液推
進薬により推力を得るに際し、一液推進薬としてヒドロ
キシルアンモニウムナイトレートと燃料を含む混合液を
用い、混合液のうち一部を触媒により分解して高温ガス
を発生させると共に、混合液のうち残部を燃焼空間内に
直接噴射し、直接噴射した混合液を燃焼空間内で高温ガ
スにより点火燃焼させて推力を得るようにしたから、従
来のヒドラジンに比べて毒性が少なく蒸気が爆発するお
それもなく取り扱い性が良好でありしかも有毒なヒドラ
ジンに劣らない大きな比推力を得ることが可能であり、
さらにはコストのより一層の低減を実現することが可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。
進薬により推力を得るに際し、一液推進薬としてヒドロ
キシルアンモニウムナイトレートと燃料を含む混合液を
用い、混合液のうち一部を触媒により分解して高温ガス
を発生させると共に、混合液のうち残部を燃焼空間内に
直接噴射し、直接噴射した混合液を燃焼空間内で高温ガ
スにより点火燃焼させて推力を得るようにしたから、従
来のヒドラジンに比べて毒性が少なく蒸気が爆発するお
それもなく取り扱い性が良好でありしかも有毒なヒドラ
ジンに劣らない大きな比推力を得ることが可能であり、
さらにはコストのより一層の低減を実現することが可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００２７】そして、請求項２に記載しているように、
一液推進薬としてヒドロキシルアンモニウムナイトレー
トと水と燃料の混合液を用いるようになすことによっ
て、潮解性の強いヒドロキシルアンモニウムナイトレー
トの特質を有効に活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。
一液推進薬としてヒドロキシルアンモニウムナイトレー
トと水と燃料の混合液を用いるようになすことによっ
て、潮解性の強いヒドロキシルアンモニウムナイトレー
トの特質を有効に活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。
【００２８】また、請求項３に記載しているように、燃
料としてトリエタノールアンモニウムナイトレートを用
いる（例えば、ヒドロキシルアンモニウムナイトレート
５５〜７５重量％、トリエタノールアンモニウムナイト
レート５〜２５重量％、水１０〜２５重量％）ことによ
って、燃焼効率が良好な一液推進薬とすることが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
料としてトリエタノールアンモニウムナイトレートを用
いる（例えば、ヒドロキシルアンモニウムナイトレート
５５〜７５重量％、トリエタノールアンモニウムナイト
レート５〜２５重量％、水１０〜２５重量％）ことによ
って、燃焼効率が良好な一液推進薬とすることが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００２９】さらに、請求項４に記載しているように、
燃料として炭化水素系燃料を用いることによって、取り
扱い性の良い低コストの一液推進薬とすることが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
燃料として炭化水素系燃料を用いることによって、取り
扱い性の良い低コストの一液推進薬とすることが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００３０】さらにまた、請求項５に記載しているよう
に、混合液のうち、１０〜３０重量％を触媒により分解
して高温ガスを発生させると共に、７０〜９０重量％を
燃焼空間内に直接噴射するようになすことによって、燃
焼空間内で混合液を良好に分解燃焼させることが可能で
あり、従来に比べて触媒層を通過させる液量を少なくす
ることによって、混合液の停止がより鋭敏なものとな
り、応答性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。
に、混合液のうち、１０〜３０重量％を触媒により分解
して高温ガスを発生させると共に、７０〜９０重量％を
燃焼空間内に直接噴射するようになすことによって、燃
焼空間内で混合液を良好に分解燃焼させることが可能で
あり、従来に比べて触媒層を通過させる液量を少なくす
ることによって、混合液の停止がより鋭敏なものとな
り、応答性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。
【００３１】本発明による一液推進装置では、ヒドロキ
シルアンモニウムナイトレート（ＮＨ３（ＯＨ）Ｎ
Ｏ３）と燃料を含む混合液からなる一液推進薬を収容す
る推進薬収容部と、混合液のうち一部を分解して高温ガ
スを発生させる触媒層と、混合液のうち残部を噴射する
噴射器と、噴射された混合液を高温ガスにより点火燃焼
させて推力を得る燃焼空間をそなえた構成としたから、
従来のヒドラジンに比べて毒性が少なく蒸気が爆発する
おそれもなく取り扱い性が良好でありしかも有毒なヒド
ラジンを用いた場合に劣らない大きな比推力を発生する
一液推進装置を低コストで提供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。
シルアンモニウムナイトレート（ＮＨ３（ＯＨ）Ｎ
Ｏ３）と燃料を含む混合液からなる一液推進薬を収容す
る推進薬収容部と、混合液のうち一部を分解して高温ガ
スを発生させる触媒層と、混合液のうち残部を噴射する
噴射器と、噴射された混合液を高温ガスにより点火燃焼
させて推力を得る燃焼空間をそなえた構成としたから、
従来のヒドラジンに比べて毒性が少なく蒸気が爆発する
おそれもなく取り扱い性が良好でありしかも有毒なヒド
ラジンを用いた場合に劣らない大きな比推力を発生する
一液推進装置を低コストで提供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。
【００３２】そして、請求項７に記載しているように、
一液推進薬はヒドロキシルアンモニウムナイトレートと
水と燃料の混合液からなるものとすることによって、潮
解性の強いヒドロキシルアンモニウムナイトレートの特
性を有効に活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。
一液推進薬はヒドロキシルアンモニウムナイトレートと
水と燃料の混合液からなるものとすることによって、潮
解性の強いヒドロキシルアンモニウムナイトレートの特
性を有効に活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。
【００３３】また、請求項８に記載しているように、触
媒層は混合液のうち１０〜３０重量％を分解して高温ガ
スを発生させると共に、噴射器は混合液のうち７０〜９
０重量％を燃焼空間内に直接噴射するようになすことに
よって、燃焼空間内で混合液を良好に分解燃焼させるこ
とが可能であり、従来に比べて触媒層を通過させる液量
を少なくすることによって、混合液の停止をより一層鋭
敏なものとすることが可能となり、応答性をより一層向
上させた一液推進装置とすることが可能になるという著
しく優れた効果がもたらされる。
媒層は混合液のうち１０〜３０重量％を分解して高温ガ
スを発生させると共に、噴射器は混合液のうち７０〜９
０重量％を燃焼空間内に直接噴射するようになすことに
よって、燃焼空間内で混合液を良好に分解燃焼させるこ
とが可能であり、従来に比べて触媒層を通過させる液量
を少なくすることによって、混合液の停止をより一層鋭
敏なものとすることが可能となり、応答性をより一層向
上させた一液推進装置とすることが可能になるという著
しく優れた効果がもたらされる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明に係わる一液推進方法および一
液推進装置の実施例について述べるが、本発明はこのよ
うな実施例にのみ限定されないことはいうまでもない。
液推進装置の実施例について述べるが、本発明はこのよ
うな実施例にのみ限定されないことはいうまでもない。
【００３５】図１は本発明による一液推進方法を実施す
るための一液推進装置の基本構造を例示するものであっ
て、この一液推進装置１は、Ｈｅ，Ｎｅなどの加圧用ガ
スを貯える気蓄器２と、調圧弁（レギュレータ）３と、
遮断弁４と、この実施例ではヒドロキシルアンモニウム
ナイトレート６６重量％と水１８重量％とトリエタノー
ルアンモニウムナイトレート１６重量％の混合比をもつ
混合液からなる一液推進薬５Ｐを収容する推進薬収容部
５と、一液推進薬５Ｐの供給量を調整する推薬弁６と、
スラスター７とを配管８により接続し、スラスター７の
前側部分の中央には途中に分岐量調整弁８Ａを設けた触
媒層側分岐配管８Ｃと接続した触媒層７Ｃをそなえてい
ると共に、触媒層７Ｃの外側には途中に分岐量調整弁８
Ｂを設けた噴射器側分岐配管８Ｊと接続した噴射器７Ｊ
をそなえ、スラスター７の後側部分にノズル部７Ｎを形
成し、中間の空胴部分が燃焼空間７Ｂとなっている構造
をなすものである。
るための一液推進装置の基本構造を例示するものであっ
て、この一液推進装置１は、Ｈｅ，Ｎｅなどの加圧用ガ
スを貯える気蓄器２と、調圧弁（レギュレータ）３と、
遮断弁４と、この実施例ではヒドロキシルアンモニウム
ナイトレート６６重量％と水１８重量％とトリエタノー
ルアンモニウムナイトレート１６重量％の混合比をもつ
混合液からなる一液推進薬５Ｐを収容する推進薬収容部
５と、一液推進薬５Ｐの供給量を調整する推薬弁６と、
スラスター７とを配管８により接続し、スラスター７の
前側部分の中央には途中に分岐量調整弁８Ａを設けた触
媒層側分岐配管８Ｃと接続した触媒層７Ｃをそなえてい
ると共に、触媒層７Ｃの外側には途中に分岐量調整弁８
Ｂを設けた噴射器側分岐配管８Ｊと接続した噴射器７Ｊ
をそなえ、スラスター７の後側部分にノズル部７Ｎを形
成し、中間の空胴部分が燃焼空間７Ｂとなっている構造
をなすものである。
【００３６】このような構造において、調圧弁３および
遮断弁４の開度を調整することによって気蓄器２内のガ
ス圧力を推進薬収容部５内の一液推進薬５Ｐに加え、推
薬弁６の開度を調整することによって、一液推進薬５Ｐ
の全体送給量を制御すると共に分岐量調整弁８Ａ，８Ｂ
の開度を調整することによって、触媒層７Ｃに流れる混
合液量と噴射器７Ｊから噴射される混合液量を調整し、
この実施例では混合液の１５重量％が触媒層７Ｃに流
れ、かつ８５重量％が噴射器７Ｊから噴射されるように
した。
遮断弁４の開度を調整することによって気蓄器２内のガ
ス圧力を推進薬収容部５内の一液推進薬５Ｐに加え、推
薬弁６の開度を調整することによって、一液推進薬５Ｐ
の全体送給量を制御すると共に分岐量調整弁８Ａ，８Ｂ
の開度を調整することによって、触媒層７Ｃに流れる混
合液量と噴射器７Ｊから噴射される混合液量を調整し、
この実施例では混合液の１５重量％が触媒層７Ｃに流
れ、かつ８５重量％が噴射器７Ｊから噴射されるように
した。
【００３７】そこで、触媒層側分岐配管８Ｃを流れる一
液推進薬５Ｐは触媒層７Ｃを通過することにより分解さ
れ、 となって高温のガスとなり、燃焼空間７Ｂに送給され
る。
液推進薬５Ｐは触媒層７Ｃを通過することにより分解さ
れ、 となって高温のガスとなり、燃焼空間７Ｂに送給され
る。
【００３８】他方、噴射器側分岐配管８Ｊを流れる一液
推進薬５Ｐは噴射器７Ｊによって燃焼空間７Ｂの内部に
直接噴射され、前記触媒層７Ｃで分解されて生じた高温
のガスにより点火されて分解燃焼し、この高温の燃焼ガ
スがノズル部７Ｎより出ることによって推力を発生する
こととなり、この実施例では最大２５０ｓの比進力と最
高３０００Ｋの火炎温度（５０ａｔｍ，最適開口比）を
達成することが可能であった。
推進薬５Ｐは噴射器７Ｊによって燃焼空間７Ｂの内部に
直接噴射され、前記触媒層７Ｃで分解されて生じた高温
のガスにより点火されて分解燃焼し、この高温の燃焼ガ
スがノズル部７Ｎより出ることによって推力を発生する
こととなり、この実施例では最大２５０ｓの比進力と最
高３０００Ｋの火炎温度（５０ａｔｍ，最適開口比）を
達成することが可能であった。
【図１】 本発明による一液推進方法を実施するため一
液推進装置の実施例を示す基本構成説明図である。
液推進装置の実施例を示す基本構成説明図である。
【図２】 従来例による一液推進装置を示す基本構成説
明図である。
明図である。
１ 一液推進装置 ２ 気蓄器 ３ 調圧弁 ４ 遮断弁 ５ 推進薬収容部 ５Ｐ 一液推進薬 ６ 推薬弁 ７ スラスター ７Ｂ 燃焼空間 ７Ｃ 触媒層 ７Ｊ 噴射器 ７Ｎ ノズル部 ８ 配管 ８Ａ 分岐量調整弁 ８Ｂ 分岐量調整弁 ８Ｃ 触媒層側分岐配管 ８Ｊ 噴射器側分岐配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 恩 田 敏 男 東京都あきる野市菅生1847 細谷火工株式 会社内 (72)発明者 桑 原 卓 雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 那賀川 一 郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 一液推進薬により推力を得るに際し、一
液推進薬としてヒドロキシルアンモニウムナイトレート
と燃料を含む混合液を用い、混合液のうち一部を触媒に
より分解して高温ガスを発生させると共に、混合液のう
ち残部を燃焼空間内に直接噴射し、直接噴射した混合液
を燃焼空間内で高温ガスにより点火燃焼させて推力を得
ることを特徴とする一液推進方法。 - 【請求項２】 一液推進薬としてヒドロキシルアンモニ
ウムナイトレートと水と燃料の混合液を用いる請求項１
に記載の一液推進方法。 - 【請求項３】 燃料としてトリエタノールアンモニウム
ナイトレートを用いる請求項１または２に記載の一液推
進方法。 - 【請求項４】 燃料として炭化水素系燃料を用いる請求
項１または２に記載の一液推進方法。 - 【請求項５】 混合液のうち、１０〜３０重量％を触媒
により分解して高温ガスを発生させると共に、７０〜９
０重量％を燃焼空間内に直接噴射する請求項１ないし４
のいずれかに記載の一液推進方法。 - 【請求項６】 ヒドロキシルアンモニウムナイトレート
と燃料を含む混合液からなる一液推進薬を収容する推進
薬収容部と、混合液のうち一部を分解して高温ガスを発
生させる触媒層と、混合液のうち残部を噴射する噴射器
と、噴射された混合液を高温ガスにより点火燃焼させて
推力を得る燃焼空間をそなえたことを特徴とする一液推
進装置。 - 【請求項７】 一液推進薬はヒドロキシルアンモニウム
ナイトレートと水と燃料の混合液からなる請求項６に記
載の一液推進装置。 - 【請求項８】 触媒層は混合液のうち１０〜３０重量％
を分解して高温ガスを発生させると共に、噴射器は混合
液のうち７０〜９０重量％を燃焼空間内に直接噴射する
請求項６に記載の一液推進装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17465397A JP3884127B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 一液推進方法および一液推進装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17465397A JP3884127B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 一液推進方法および一液推進装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1122555A true JPH1122555A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3884127B2 JP3884127B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
ID=15982361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17465397A Expired - Fee Related JP3884127B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 一液推進方法および一液推進装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3884127B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002537218A (ja) * | 1999-02-26 | 2002-11-05 | スヴェンスカ・リュムドアクチェボラーゲト | ジニトラミド系液体モノ推進剤 |
| JP2004268640A (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Toyota Motor Corp | 小型飛行装置 |
| JP2009085155A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Ihi Aerospace Co Ltd | ２液スラスタ |
| KR100973581B1 (ko) | 2007-09-10 | 2010-08-02 | 한국기계연구원 | 일원추진제를 이용한 공압발생장치 |
| JP2012046390A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スラスタ用推薬 |
| CN103541832A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-29 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种发动机燃料供应系统 |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP17465397A patent/JP3884127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002537218A (ja) * | 1999-02-26 | 2002-11-05 | スヴェンスカ・リュムドアクチェボラーゲト | ジニトラミド系液体モノ推進剤 |
| JP2004268640A (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Toyota Motor Corp | 小型飛行装置 |
| KR100973581B1 (ko) | 2007-09-10 | 2010-08-02 | 한국기계연구원 | 일원추진제를 이용한 공압발생장치 |
| JP2009085155A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Ihi Aerospace Co Ltd | ２液スラスタ |
| JP2012046390A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スラスタ用推薬 |
| CN103541832A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-29 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种发动机燃料供应系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3884127B2 (ja) | 2007-02-21 |
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