JPS58189537A - ロケツトモ−タの燃焼試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はロケットモータの力積等を測定するための燃
焼試験装置に関する。

従来のロケットモータの燃焼試験装置としては、例えば
、１１図に示すようなものが知られている。同図におい
て１は床面２上に設置されたフレームであり、３は床面
２Ｅに立設された複数の板ばねである。板ばね３の上端
には揺動台４が固定され、この揺動台４は水平部５と水
平部５の前端から上方に突出する垂直部６とを有し、全
体としてＬ字形をしている。揺動台４の水平部５上には
一対のサポート７が固定され、これらのサポート７には
ロケットモータ８が取付けられＣいる。このロケットモ
ータ８の１端はスペーサ９を介して揺動台４の垂直部６
に当接し−Ｃいる。フレームｌの垂直部６に対向４る後
端面にはロードセルｌＯが固定され、このＵ−ドセルｌ
Ｏと前記揺動台４の垂直部６とは継手１１により連結さ
れている。

このようなロケットモータの燃焼試験装置によってロケ
ットモータの燻焼試験を行なう場合には、ロケットモー
タ８の推進薬に点火してその燃焼ガスをロケットモータ
８のノズル８ａから後方に向って噴出することになるが
、この燃焼ガスの噴出開始によってロケットモータ８の
推力が零からある値まで瞬間的に増大し、この推力の急
増大により揺動台４に前方に向う大きな命撃萄喧が作用
する。この衡撃荷重によっ°（フレームｌはその基端を
中心として共振同波数Ｃ振動を開始し、この振動は一般
にロケソトモータ８の燻焼時間が極めて短い（数秒程度
）のでロケットモータ８の燃焼終了までに減衰しない。

このためロードセル１０で測定した測定結果は、フレー
ム１が１＠１図で左方に向って振動しているときには実
際の推力値より小さく、一方フレーム１が第１図で右方
に向って振動しているときには実際の推力より大きくな
り、測定結果にノイズ（振動）がはいってきて測定精度
が低下するという問題点がある。

この発明は前述の問題点に着目してなされたもので、ロ
ケットモータが取付けられた走行可能なウェイト台と、
ウェイト台の走行方向前方側に設置された緩＃Ｉｉｉ器
と、緩−器とフレームとの間に介装された荷重検出器と
、を備えることにより前記問題点を解決することを目的
としている。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

Ｗ４２．３図において２１は床面２２トに設置されたフ
レームＣあり、このフレーム２１は矩形のベースλ３を
有する。ベース２３　ｈには３対のボスト２４が９設さ
れ、各対のボスト２４はベース２３の長手方向に紅いに
離隔している。各対のボスト２４の１一端は横ビーム５
によってそれぞれ連結され、これらの横ビーム２５の両
！１部Ｆ面同士はベス２３のに手方向に延在する縦ビー
ム２６によって連結されている。ベース２３の前端Ｆ面
には計測台２７が固定されている。前述したベース詔、
ボスト２４、横ビーム５、縦ビーム２６および計測台２
７は全体として前記フレーム２１を構成する。

２８　ｉＪ　各ｆｉ　Ｉ＝−−ム５の中央部直下にそれ
ぞれ設置された受は台であり、各受は台２Ｂは一対の板
ばね２９によって対応する横ビーム５に吊り下げられて
連結されている。これらの受は白側の両端部−Ｆは縦ビ
ームあに平行な支持梁（資）によって連結されている。

各支持梁側の後部上向にはそれぞれ支持梁間と平行なレ
ール３１が取付けられ”（イル。前述した受は白側、支
持梁３ｏ、レール、３１は全体として揺動台３２を構成
する。３３は断面が１゛字形をした大Ｗ１ｔのウェイト
台であり、このウェイト台３３の両側部下面には前記レ
ール３１にそれぞれｌａｇ　！ａｌｌ　ｉＪ　ｔｒｉに
係合するリニアベアリング３４が取付けられている。な
お、これらのリニアベアリング３４とレール３１との動
摩擦係数は０゜００５程度である。この結果、ウェイト
合羽はレール３１に沿っ“ζ１後に走行可能となる。ウ
ェイト台３３の後部中央にはレール３１と平行なロケッ
トモータ３５が取付けられている。ウェイト台３３の走
行方向前方にはレール３１と平行な緩衝器３６が設置さ
れ、この緩衝器あはその軸線の延長線がウェイト台３３
の１心を通るようＷＡｌｌｌ１台ｎに取付けられている
。緩＃ｉ器あは第４．５図に示すように前端が開口した
外筒３７を有し、この外筒３７の的端開日はキャップあ
によって閉止されている。３９は外筒ｒ内に遊嵌され、
外筒３７との間に空隙部３９ａを形成する内筒であり、
この内筒３９の前端はキャップ羽にねじ込み固定されて
いる。内筒３９の後端にはフランジ部４０が形成され、
このフランジ部４０は外筒羽の内周と液密的に係合して
いる。内筒３９の前端部外周には円周り向に等角度離れ
た弧状のつば４１が形成され、ごれらのつば４１は外筒
３７の内周と係合している。

内筒３９には前後方向に互いに離れた複数列のオリフィ
ス群４２が形成され、各オリフィス群４２は等角度離れ
た複数個のオリフィス孔４３からなり、各オリフィス孔
４３は内筒３９の内外周面を連通し′（いる。これらオ
リフィス群４２のオリフィス孔４３は内筒３９の前端か
ら後端に向うにしたがい内径が徐々に大きくなる。内筒
３９のフランジ部４０の後端部にはダイヤフラム４５を
介して浮動ピストン４４が移動可能に取付けられている
。４６は前記外筒３７、浮動ピストン４４、ダイヤフラ
ム４５で囲まれた緩衝室であ一す、この緩衝室４６の内
部には緩衝油が封入されている。内筒３９内にはピスト
ン４７が遊嵌され、このピストン４７は内筒３９内を前
後力向に移動可能である。ピストン４７にはロッド４８
が取付けられ、このロッド４８は浮動ピストン４４およ
び外筒渭の後壁を貫通している。

そしてロッド４８先端には硬質スポンジゴムのダンパ４
８ａがねし固定され°Ｃおり、ウェイト台３３の前面が
衝突したときのロッド４８への＊＊を緩和するようにし
である。再びｊ１！２図において４９は荷重検出器とし
てのロードセルであり、このロードセル４９は緩ｉｓあ
とフレーム２１の震↑渕台２７との間に介装され、計測
台ｎ側に固定されている。５０は口〜ドセル４９と緩衛
器あの外筒３７とを連結する継手である。

次にこの発明の一実施例の作用につぃ°Ｃ説明する。

まず、ウェイト台３３を後退限に位置させた状態でロケ
ットモータおに点火する。これによりロケノトモ〜り３
５のノズル３５ａから＃１焼ガスが後方に向って噴出し
、ロケットモータあに推力が発生する。この推力により
ウェイト台おがレール３１にガイドされながら緩衛器あ
に向って前方に走行する。このときリニアベアリング３
４とレール３１との間に走行を開始する前には静摩擦抵
抗が走行時には動摩擦抵抗が発生するが、揺動台３２が
板ばね２９を介してフレーム２１に弾性支持されている
ので、この摩擦抵抗は揺動台３２からｗｊ、ｔ＃ｉ姦３
６の外筒３７、継手５ｏを介してロードセル４９に伝達
され、ロードセル４９はこの摩擦抵抗値を計測する。す
なわち、ロケットモータ３５の推力のうち摩擦抵抗に変
換された分までもロードセル４９が計測しているのであ
る。ロケット％−１３５の燃焼が終了すると、ロケット
モータ：３５が発生した力積（全推力）（前述した摩擦
抵抗を除いた値）はウェイト台３３の移動エネルギに変
換される。次にロケットモータ３５の燃焼が終ｒした後
に走行を続けているウェイト台３３は突出しているロッ
ド４８の先端に衝突する。（なお、燃焼時間が長い場合
は燃焼中に衝突することもある）これによりロッド４８
、ピストン４７は一体となって、キャップ３８に向って
移動する。

このロッド４８にウェイト台３３が衝突した瞬間、ピス
トン４７は衝撃荷重によって急激に移動するため、ピス
トン４７と浮動ピストン４４との間の緩愉室４６内（ピ
ストン４７よりも後ろ）の圧力が急激に低下してキヤビ
テーシ四ンを発生しようとＪるが、この圧力降下に追従
してダイヤフラム４５が収縮するとともに浮動ピストン
４４が内筒３９が側に移動し、キャビテーシ留ンの発生
は防止される。ロッド４８が引っ込んでいる最中にあっ
では、ウェイト台おの押圧荷重はピストン４７、緩衝油
、内筒３９、外筒３７、継手間を介してロードセル４９
に伝達され、ロードセル４９はその伝達された荷重を検
出する。このときピストン４７より前方側の緩衝油はピ
ストン４７と内筒おとの闘およびオリフィス孔４３、空
Ｗ１１１１Ｉ３９ａを通ってピストン４７よす後方側に
流出する。この緩衝油の単位時間当りの流出量はピスト
ン４７と内輪オとの間隔およびオリフィス孔４３の内径
によって制限されるためピストン４７は所定の速度以上
では移動できない。これによりウェイト台おからロード
セル４９に伝達される荷重は緩衝、すなわち減少、され
るとともにウェイト台おの走行速度が所定の速度まで減
速される。また、オリフィス孔４３の内径を内筒おの曲
端から後端に向うにしたがい徐々に大きくし、この拡大
率を適切な値に設定しているのでロードセル４９に伝達
される荷重が略一定となる。そしてウェイト台３３の連
動エネルギが荷重に全て変換されてロードセル４９に伝
達され測定されると、ウェイト台３３およびピストン４
７の移動は停止し、測定作業が終了する。この場合、ロ
ケットモータ３５の燃焼時間よりかなり長い時間かかっ
て緩衛されるため、ロードセル４９が測定した最大荷重
はロードセルモータあの推力を直接測定した場合と比較
してかなり低く、しかも略一定となる。また緩衝器あは
ウェイト合羽がロッド４８に衝突した瞬間から緩衛作用
を開始するため衝突時の衝撃荷重は緩衝されてフレーム
２１の計測台２７に伝達されるのである。

以ヒ説明したようにこの発明によれば、ロケットモータ
が取付けられた走行可能なウェイト台と、ウェイト台の
走行方向前方側に設置された緩衝器と、緩衛器とフレー
ムとの間に介装された荷重検出器と、を備えＣいるので
、ロケットモータから荷重検出器およびフレームに伝達
される衝撃荷重は緩衝器によって緩衝され、０ フレームが振動するようなことはない、この結果、荷重
検出器が測定した測定結果はノイズが入っておらず、力
積の測定精度が向上する。また、ウェイト台の運動エネ
ルギは緩衝器によって緩衝されて荷重検出器に伝達され
るため、荷重検出器は狭い測定軛囲のものを使用するこ
とができ、測定精度が向上する。このため、燃焼速度の
高い内面鰹焼型、全面燃焼室等のロケットモータに適応
すると一層の効果を期待できる。

前述の実施例は上記効果に加えてフレーム２１に板ばね
四を介して揺動合羽を弾性支持させ、この揺動台羽上に
ウェイト台おを走行可能に支持させたので、ウェイト合
羽が揺動台３２ＥＪＩｔ走行する際に発生する摩擦抵抗
をロードセル４９によって測定することができ、ロケッ
トモータ３５の力積を正確に測定することができる。ま
た緩ｔＩＩ器％にダイヤフラム６、浮動ピストン４４を
設けたので、ウェイト台あがロッド４８に働突した際、
緩衝！！３６内に発生するキャビチーシーンを防１−で
きる。

１ ｗ４Ｉ図は従来のロケットモータの鰹焼拭験装置の側面
図、第２図は本発明の一実施例の一部破断側面図、１３
図は第２図の■−■矢視図、１４４図は緩衝器の断面図
、第５図は内筒の斜視図である。

２１　　　フレーム、　３３　　　ウェイト台、３５　
　　ロケットモータ、　３６−−緩愉器、４９！ｔ１重
検出！ｉ　（ｏ−ｔ’ナセル　。

特許出願人　　　　　日産自動車株式会社代理人弁理士
有我軍一部 ＋２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロケットモータが取付けられた走行可能なウェイト台と
   、ウェイト台の走行方向前方側に設置された緩衝器と、
   緩衝器とフレームとの藺に介装された＃曽検出器と、を
   備えたことを特徴とするロケットモータの燃焼試験装置
   。