JPS5924262B2 - ロケツト・モ−タのための点火器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロケット・モータのための点火器に関し、特に
モータの頭部端における絶縁形状に基因し℃点火がモー
タの尾部端から行なわれなければならないところの単−
開口ノズルを有するロケット・モータに使用するための
点火器に関するものである。

点火器は導火爆管または雷管といっしょに容器内に装填
された火薬よりなる。

この場合、導火爆発は電流を用いて開始され、その導火
爆発によって釈放されたエネルギーが前記火薬に点火す
るのであるが、この場合１発射火薬粒子の全露呈表面に
均一に点火しなげればならない。

本発明によれば１点火器が種々の極端な環境の変化にさ
らされても確実な機能が維持されることが必要とされる
軍事目的のためのロケットに関するものである。

ノズル端点火系統は、約−１８，３’Ｃ（−６５下）〜
７１．１℃（１５０下）の温度範囲にわたって１点火ス
パイクや遅発をともなうことなしに、確実にロケット・
モータを点火させなげればならない。

火薬（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉ ｃ ｃｈａｒｇｅ ）は
振動や熱的な衝撃をうけた場合に亀裂や破断を生じては
ならず、また点火器はロケットの一体的な部分として装
着されなげればならず、しかも小さい軽量の噴出物破片
を生ずる。

大部分のロケット・モータは、ロケット・モータの頭部
端に固着された点火器を用いて点火される。

先端点火器は全燃焼時間のあいだ完全な状態にあるよう
に十分強じんなものとなされていなげルばならない。

なぜならば、もし大きい破片が放出されるとロケットを
破損したりあるいはそのロケットに続行している航空機
を破損したり、あるいはまた燃焼を不安定にし、その結
果、動作圧力を上昇させることになるからである。

尾部端点火を用いたロケット・モータは非常に少ない。

大型のロケット・モータでは、ノズルの膨張コーン内に
精密に位置づけられた外側構造に取付けられた発熱物質
点火器が用いられることがときどきある。

例えば、エアロジェット・ソリッド・プロパルジョン・
カンパニ（Ａｅｒｏｊｅｔ ５ｏｌｉｄＰｒｏｐｕｌｓ
ｉｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ） は６．３５セｙチメートル
（２，７！Ｍンチ）・フォールディング・フィン・エア
クラフト・ロケット・モータを製造しているが、そのロ
ケットでは１点火器が取付けられる尾端閉塞部の中央に
空間を与える４開ロノズル構造が用いられている。

従来公知の点火系統はいずれも、上述した設計要件を満
足することはできず、航空機発進の能力もない。

頭部端点火は航空機の用途には適用できない。

なぜならば１例えば７６．２センチメートル（３０イン
チ）の長さのリード線を放出させることは許容されない
し、かつリード線を絶縁下においてそれらの放出を防止
するように装着することは実際的でないことがわかった
からである。

外部ノズル端点火器も、内蔵型ロケット・ユニットに対
する要件のために適用できない。

内部ノズル端点火器は全燃焼時間のあいだ所定の場所に
とどまっているが、附加的な空間と高価な構造を必要と
し、これら２つの要件は安価な小径ロケット・モータの
場合には許容されえない。

本発明は、ロケット・モータを点火してから比較的小さ
い破片となってノズルから外に放出される軽量で破砕し
やすいプラスチック点火器を１発射火薬粒子（ｐｒｏｐ
ｅｌｌａｎｔ ｇｒａｉｎ ）の端とノズルの入口どの
間に配置することによって上述の問題が解決された。

本発明の点火器はプラスチック管と１点火剤と。

導火爆管と１発泡点火器シールと１発泡火薬クッション
とよりなる。

以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明し
よう。

図面に示されているように、本発明の点火器は。

好ましくはガラス繊維３０チとナイロン７０％を色名し
た材料で形成された円筒状管１よりなる本体を有してい
る。

この管は開放端３と直径を減寸された閉塞端５を有して
いる。

この管の閉塞端の最大直径部分からは１等間隔をもって
離間された多数の花弁状セグメント７が管の中心軸線に
対しである角度をなして延長している。

各セグメント７は、肉厚を太き（なされかつ内方に向け
られた外端９を有している。

セグメント７は、使用時に。管１をロケット・モータの
ノズルスロート１１内に位置づけることが第２図かられ
かるであろう。

必要に応じて、一般的に円錐状をなしているノズルスロ
ート１１は１点火剤に管１を正しい場所に維持するのを
容易にするために図示のように位置づけられつる。

セグメント７は１点火器が燃焼時にノズルスロート１１
を通じて押し出される場合に、ノズルスロート１１に当
接して内方に屈曲せしめられ、こｎにより肉厚の大きい
端部が管１の壁面に押しつげられ、それによって上記管
１を破壊せしめるような寸法と可撓性および強度を有す
るものとなさｎている。

その結果１点火器は比較的小さい片となってノズルスロ
ート１１を通過せしめられ、ノズルを通じて外方に放出
せしめられる。

ノズルスロートに対する管の嵌着状態はきわめて重要で
ある。

なぜならば、その嵌着がきつすぎると、管がノズル内に
長く保持されすぎて点火過剰圧力を生じ、他方、管が緩
すぎると１点火器が早期に放出されるとともに、燃えあ
がり時における炎の拡がりが悪（なるからである。

６．３５センナメートル（２，７５インチ）直径のロケ
ットに対する好ましい管は約５．４７グラムの重さがあ
り。

そのような管は、試験時に、いずれも１．３〜２．３グ
ラム以下の破片に破砕することが認められた。

本発明の点火器に用いられる好ましい点火薬１３はボロ
ン・ポタシウム・ニトレート・ペレットであり、これを
以下においてはＢＰＮペレットとよぷ。

２．７５インチ直径ロケットの場合には、使用されるＢ
ＰＮペレットの量は約８グラムであるり。

それらのペレット好ましくは直径０．３センチメートル
（０，１２５インチ）、長さ０．５センチメートル（０
，１８８インチ）のシリンダー状体である。

ＢＰＮは広く用いられている発火材料であり、値段もて
ごろであり、高（・反応熱を有しているとともに、長期
の貯蔵に耐え、劣化も非常に少な（・。

火薬の重さとペレットの寸法の好ましい選択は予備試験
の後で決定されたが、この寸法のペレットでもって良好
な点火が得られることが明らかとなった。

均一な寸法のペレットは点火器の製造を簡単にし、かつ
上述したような寸法にすれば１発火薬を迅速にかつ滑ら
かに燃えあがらせかつ効率的に使用するのに必要とされ
る良好な粒子多孔性が全長にわたって得られる。

従って１部分的に燃えたペレットは低速で放逐される。

点火薬に点火するために、導火爆管１５が用いられ、そ
の導火爆管は例えば米国のアームストロング・カンパニ
によって／１６Ａ３４として市販されているもののよう
な接着剤によって管１の閉塞端５における減寸された部
分１４内に保持されている。

この導火爆管に対する電線１７は閉塞端における小さい
開孔に挿通されている。

適当な導火爆管の電気的特性は、最大無着火電流（ｍａ
ｘｉｍｕｍ ｎｏ−ｆｉｒｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）０．２
５アンペア２分間、最小確実着火電流（ｍｉｎｉｍｕｍ
５ｕｒｅｆ ｉｒｅ ｃｕｒｒｅｎｔ） ０．５０ア
ンペア５分間、抵抗１．５０±０．４０オームである。

導火爆管１５のまわりにはポリウレタン発泡体・クッシ
ョン１９が設けられており、このクッションはその導火
爆管のまわりの空間をシールし、振動の期間において点
火薬が移動してその点火薬が粉砕されたりあるいは亀裂
をつげられたりするのを防止するとともに１点火時に導
火爆管の端部が破裂しないでその導火爆管の筐体が破裂
するというような希有な場合における導火爆管の炎に対
する他の通路を与える。

ポリウレタン発泡体よりなるプラグ２１は１点火器およ
び組立てられたロケット・モータの取り扱い時に上記ペ
レットを管１内に保持するためにその管の端部に接着さ
れている。

このプラグ２１に上記ペレットに対する弾性クッション
として作用して激しい振動時にそれらのペレットが過剰
に移動せしめられその結果粉砕されたり亀裂をつけられ
たりするのを防止する作用をもする。

このことは１点火薬内に小さい粒子が高密度で存在する
場合には燃焼時に点火スパイクが発生するから、極めて
重要な機能である。

クッション１９およびプラグ２１として使用するのに適
したポリウレタン発泡体としては米国のモンサンド・カ
ンパニから仕様４３８６５Ｆとして市販されているもの
があり、またプラグ２１を所定の位置に保持するたメツ
適当な接着剤としては米国のアームストロング・カンパ
ニからＡ−３４として市販されているものがある。

点火器を試験しかつ特徴づけるための認可された方法は
、爆発しうるモータ（ｌ ｉｖｅ ｍ ｏｔｏｒ ）と
同じ粒子せん孔の幾何学的形状寸法を有しかつ同じ型式
のノズルを有する爆発しえないモータ（ｉｎｅｒｔｍｏ
ｔｏｒ）内でそれらの点火器を着火させることである。

上述の構造を有する点火器は−１８，３℃（−６５下）
、２１．１℃（７０下）および７１．１”Ｃ（１５０下
）で着火された。

これらの温度で得られた圧力・時間曲線のオシロスコー
プ写真が第４図に示されている。

従来の頭部端点火と異なり。それらの曲線の下方の面積
は温度が低くなるにつれて増大しており、このことは、
複合プロペラント粒子に点火するのが非常に困難な状態
の場合により多（のエネルギーが得られることを示して
いる。

かくして１本発明の尾部端方法によれば、低温における
複合プロペラントの点火が助長される。

第５図は上記爆発しえないモータの場合に用いたのと同
じ温度で着火された３個の爆発しうるモータに関する点
火器の圧力・時間の記録を示している。

加圧速度は２１．１℃（７０’Ｆ）および−１８，３’
Ｃ（−６５″Ｆ）で着火された場合のそれに非常によく
似ており１点火遅れはそれぞれ０．０１６秒およびｏ、
ｏ２ｏ秒である。

点火器管は、それぞれ１１２．５キログラム／平方セン
ナメートル（１６００ポンド／平方インチ）および９８
．４キログラム／平方センチメートル（１４００ポンド
／平方インチ）の点火ピーク圧力に合致して放逐される
。

７１．１℃（１５０’Ｆ）に着火されたモータの加圧速
度は、点火器管が放逐される場合（通常の動作態様）に
５９．８キログラム／平方センチメートル（８５０ポン
ド／平方インチ）において短時間反転し、そして１００
．２キログラム／平方センチメートル（１４２６ポンド
／平方インチ）の点火ピーク圧力まで増加し続ける。

０．０２２秒の点火遅れが典型的である。

大規模な試験の結果、第５図に示されている結果が典型
的であることがわかった。

本発明の点火器は幾つかの場合に振動試験に附されたが
、その後も遅発や過圧スパイクをともなうことなく満足
に機能した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による点火器の匝略的な断面側
立面図、第２図は第１図の点火器を所定の場所に装着し
た状態におけるロケット・モータの一部分を示す慨略的
な断面側立面図、第３図は第１の点火器の端面図、第４
図は爆発しえない（ダミー）モータに関する点火試験に
よって得られた圧力・時間曲線を示す図、第５図は爆発
しうるモータに関する点火試験によって得られた圧力・
時間曲線を示す図である。 １・・・−・・管、３・・・・・・開放端、５・・・・
・・閉塞端、７・・・・・・花弁状セグメント、９・・
・・・・肉厚の大きい端、１１・・・・・ツズルスロー
ト、１３・・・・・・点火薬、１４・・・・・・減寸さ
れた部分、１５・・・・・・導火爆管、１７・・・・・
・リード線、１９・・・・・・クッション、２１・・・
・・・プラグ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロケット・モータのノズルスロート内に配置される
   ようになされたロケット・モータのための点火器におい
   て。 開放端と、閉塞端と、その閉塞部における減寸された部
   分を有する円筒状管と。 前記閉塞端の近傍から前記開放端の方へと外方に延長し
   ている複数のセグメントと。 前記減寸された部分内に固着された導火爆管と。 前記円筒状管内の点火薬と。 前記円筒状管の前記開放端内のポリウレタン発泡体プラ
   グとよりなり。 前記セグメントは、ロケット・モータのノズルスロート
   内の所定の場所に前記点火器を保持するようになされて
   おり、かつそれらのセグメントは。 前記導火爆管の爆発時に前記点火器がまず前記ノズルス
   ロート内の所定の場所に保持され次に、前記点火器が前
   記ノズルスロートを通って押し出されるときに、前記セ
   グメントが前記ノズルスロートに当接して内方に屈曲せ
   しめられて前記円筒状管に接触し、該接触により前記円
   筒状管が破壊されるまで前記セグメントが前記点火器を
   全体的に押しつぶしかつ前記点火器を比較的小さい片と
   して前記ノズルを通じて放出せしめることにより前記ノ
   ズルスロートを通過せしめるような可撓性と強度を有し
   ていることを特徴とするロケット・モータのための点火
   器。 ２、特許請求の範囲第１項記載の点火器において。 前記セグメントはそれぞれ、それの残部に比して厚くな
   された端部分を有しており、それにより前記円筒状管の
   破壊を助長するようになされた前記点火器。