JPS5999051A - 高充てん率ロケツトモ−タ - Google Patents
高充てん率ロケツトモ−タInfo
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- JPS5999051A JPS5999051A JP20762882A JP20762882A JPS5999051A JP S5999051 A JPS5999051 A JP S5999051A JP 20762882 A JP20762882 A JP 20762882A JP 20762882 A JP20762882 A JP 20762882A JP S5999051 A JPS5999051 A JP S5999051A
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- JP
- Japan
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- propellants
- propellant
- combustion
- rocket motor
- cross
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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
- F02K9/08—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
- F02K9/10—Shape or structure of solid propellant charges
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は推進薬の浸食燃焼を抑制した高充てん率ロケッ
トモータに関する。
トモータに関する。
従来、同じ形状の全面燃焼部の単管状推進薬を多数本装
填したロケットモータは実用化されている。しかしこの
ロケットモータは推進薬の充てん率が低いと言う欠点が
ある。
填したロケットモータは実用化されている。しかしこの
ロケットモータは推進薬の充てん率が低いと言う欠点が
ある。
約８０チ以上の高充てん率をもつロケットモータとして
それぞれ外径及び内径の異なる単管状推進薬を複数個同
心状に組み合わせた多重管状推進薬を装てんしたものが
知られている。しかしながらこのロケットモータは充て
ん率が高い反面空隙断面積（ロケットモータケースと推
進薬との間、推進薬と推進薬との間及び推進薬内孔の空
隙を合せた横断面積）が少なく燃焼に際して浸食燃焼が
発生し、そのためロケットモータ内の燃焼圧力が増大し
、ロケットモータケースの破壊をもたらす可能性もある
。
それぞれ外径及び内径の異なる単管状推進薬を複数個同
心状に組み合わせた多重管状推進薬を装てんしたものが
知られている。しかしながらこのロケットモータは充て
ん率が高い反面空隙断面積（ロケットモータケースと推
進薬との間、推進薬と推進薬との間及び推進薬内孔の空
隙を合せた横断面積）が少なく燃焼に際して浸食燃焼が
発生し、そのためロケットモータ内の燃焼圧力が増大し
、ロケットモータケースの破壊をもたらす可能性もある
。
一般に推進薬の燃焼表面積と空隙断面積の比はＫｉ値と
して示される。上述のように空隙断面積が少なくなる場
合、すなわちＫｉ値が大となるにともなって燃焼ガスの
流速が増加し、そのために浸食燃焼が発生し、推進薬の
燃焼速度が急激に増加する。
して示される。上述のように空隙断面積が少なくなる場
合、すなわちＫｉ値が大となるにともなって燃焼ガスの
流速が増加し、そのために浸食燃焼が発生し、推進薬の
燃焼速度が急激に増加する。
本発明者らは、推進薬の充てん率が高く、シかも浸食燃
焼が抑制される構造のロケットモータを開発す名目的で
研究の結果、特定の形状を有する単管状推進薬を充てん
し、一定のＫｉ値（臨界ん値）以下とすることによって
目的を達成しうろことを知り本発明を完成した。
焼が抑制される構造のロケットモータを開発す名目的で
研究の結果、特定の形状を有する単管状推進薬を充てん
し、一定のＫｉ値（臨界ん値）以下とすることによって
目的を達成しうろことを知り本発明を完成した。
すなわち本発明は同心状に組み合わされた複数の単管状
推進薬が充てんされた高充てん率ロケットモータにおい
て、ロケットモータのいずれの横断面においても、横断
面からフォワード側の推進薬の燃焼表面積と横断面にお
ける空隙断面積との比（Ｋｊ値）が臨界値（臨界Ｋｉ値
）以下となるように、充てんされた単管状推進薬の燃焼
表面がノズル側に向って拡大した形状を有する高充てん
率ロケットモータに関する。
推進薬が充てんされた高充てん率ロケットモータにおい
て、ロケットモータのいずれの横断面においても、横断
面からフォワード側の推進薬の燃焼表面積と横断面にお
ける空隙断面積との比（Ｋｊ値）が臨界値（臨界Ｋｉ値
）以下となるように、充てんされた単管状推進薬の燃焼
表面がノズル側に向って拡大した形状を有する高充てん
率ロケットモータに関する。
前記の臨界Ｋｉ値は推進薬組成及びム値（推進薬の燃焼
面積に対するノズルスロート断面積の比）等によって影
響を受けるが通常は１５０程度である。
面積に対するノズルスロート断面積の比）等によって影
響を受けるが通常は１５０程度である。
臨界Ｋｉ値が１５０を越えると、浸食燃焼を抑制するこ
とが困難である。
とが困難である。
なお、Ｋｉ値の下限は、充てん率の関係から決められる
値であって、充てん率として少なくとも８０チになるよ
うに７値が決定されることがのぞましい。
値であって、充てん率として少なくとも８０チになるよ
うに７値が決定されることがのぞましい。
臨界Ｋｉ値以下となるように、推進薬の空隙断面積がノ
ズル側に向って拡大した推進薬の燃焼表面の形状の代表
的なものとしてはテーパ形又は段状形等がある。
ズル側に向って拡大した推進薬の燃焼表面の形状の代表
的なものとしてはテーパ形又は段状形等がある。
次に本発明を図面にもとづいて説明する。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の高充てん率のロケ
ットモータの一例を示す縦断面図であり、第６図及び第
４図は第１図及び第２図において、それぞれＡ−Ａ線、
Ｂ−Ｂ線で切断した横断面図である。
ットモータの一例を示す縦断面図であり、第６図及び第
４図は第１図及び第２図において、それぞれＡ−Ａ線、
Ｂ−Ｂ線で切断した横断面図である。
図面においてｌは高充てん率ロケットモータを示し、ケ
ースコ内には同心状に組み合わされて多管状となった二
本の単管状推進薬３．≠が充てんされている。ｊはノズ
ルを、６は点火装置を、７は推進薬保持具をそれぞれ示
している。
ースコ内には同心状に組み合わされて多管状となった二
本の単管状推進薬３．≠が充てんされている。ｊはノズ
ルを、６は点火装置を、７は推進薬保持具をそれぞれ示
している。
そして単管状推進薬３．≠の外側燃焼表面は第１図では
ｆ、Ｐで示されていていずれもテーパ形であり、又第２
図では１０．／／で示されていていずれも段状形になっ
ている。又内側燃焼表面はいずれの場合も、テーパ形や
段状形でなく、単管の軸心と平行である。そしてケース
および各推進薬燃焼表面間にはそれぞれ空間１２．ｉ３
．／ｌｌが形成されている。前記の推進薬の外側燃焼表
面の構造は、前記空間が形成する空隙断面積がノズル側
に向って拡大するものであり、とくにこの場合推進薬の
燃焼表面積と空隙断面積の比が臨界値以下であることを
要する。
ｆ、Ｐで示されていていずれもテーパ形であり、又第２
図では１０．／／で示されていていずれも段状形になっ
ている。又内側燃焼表面はいずれの場合も、テーパ形や
段状形でなく、単管の軸心と平行である。そしてケース
および各推進薬燃焼表面間にはそれぞれ空間１２．ｉ３
．／ｌｌが形成されている。前記の推進薬の外側燃焼表
面の構造は、前記空間が形成する空隙断面積がノズル側
に向って拡大するものであり、とくにこの場合推進薬の
燃焼表面積と空隙断面積の比が臨界値以下であることを
要する。
第１〜４図の単管状推進薬はいずれも燃焼外表面のみが
、テーパ形又は段状形であるが、これは例示であって、
内外いずれの表面の一部又は全部が前記の特定の形状を
していてもよい。
、テーパ形又は段状形であるが、これは例示であって、
内外いずれの表面の一部又は全部が前記の特定の形状を
していてもよい。
要するにロケットモータのいかなる横断面においても、
例えば図面において、Ａ−Ａ線やＢ−Ｂ線で示される位
置、あるいはノズル側端部等いかなる位置の横断面にお
ける空隙断面積と、その横断面からフォワード側（図で
は→印で示される）端部までの推進薬の燃焼表面積との
比、即ちＫｉ値が臨界値以下であるような形状であるこ
とが必要である。
例えば図面において、Ａ−Ａ線やＢ−Ｂ線で示される位
置、あるいはノズル側端部等いかなる位置の横断面にお
ける空隙断面積と、その横断面からフォワード側（図で
は→印で示される）端部までの推進薬の燃焼表面積との
比、即ちＫｉ値が臨界値以下であるような形状であるこ
とが必要である。
又第１〜４図においては２本の単管状推進薬を用いるが
、その数には限定がなく推進薬の種類や要求される燃焼
性能等により５本以上の単管状推進薬を同心状に組み合
わせて多重管状推進薬として用いることが出来ることは
言うまでもない。
、その数には限定がなく推進薬の種類や要求される燃焼
性能等により５本以上の単管状推進薬を同心状に組み合
わせて多重管状推進薬として用いることが出来ることは
言うまでもない。
本発明に用いることの出来る単管状推進薬の種類は、ダ
ブルベース推進薬、コンポジットモディファイドダブル
ベース推進薬（ＣＭＤＢ推進薬）、コンポジット化ダブ
ルベース推進薬（ＣＤＢ推進薬）、コンポジット推進薬
等である。
ブルベース推進薬、コンポジットモディファイドダブル
ベース推進薬（ＣＭＤＢ推進薬）、コンポジット化ダブ
ルベース推進薬（ＣＤＢ推進薬）、コンポジット推進薬
等である。
また本発明における単管状推進薬は次のようにして製造
することが出来る。
することが出来る。
まず通常の方法、即ち圧伸法又は注型法で推進薬を円筒
状に成形肩、旋盤等の機械加工によって予め設定された
Ｋｉ値になるように所要の形状、即ちテーパ形、又は段
状形等に切削して仕上げることが出来る。又注型法では
、予め前記形状に加工された鋳型及び中子を使用すれば
簡単に所定の形状の単管状推進薬を得ることが出来る。
状に成形肩、旋盤等の機械加工によって予め設定された
Ｋｉ値になるように所要の形状、即ちテーパ形、又は段
状形等に切削して仕上げることが出来る。又注型法では
、予め前記形状に加工された鋳型及び中子を使用すれば
簡単に所定の形状の単管状推進薬を得ることが出来る。
次に実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説
明する。
明する。
実施例１
ニトロセルロース５０．０ 重量部、ニトロクリセリｙ
５４．９ Ｎ ｉ 部、２−ニトロジフェニルアミン
２．０重量部、ジエチル゛フタレー） １０．５重量部
及び有機鉛塩２．６重量部からなるダブルベース推進薬
の配合組成で、通常の圧伸式成形法にてそれぞれ外径１
４２泪、内径７５−１長さ５５０ Ｗ＋＋および外径７
５ ｔｔｒｍ 、内径８胡、長さ５５０調の円筒状推進
薬を製造した。次いで機械加工により第１表に示される
形状のテーパ付きの外側および内側の単管状推進薬を得
た。
５４．９ Ｎ ｉ 部、２−ニトロジフェニルアミン
２．０重量部、ジエチル゛フタレー） １０．５重量部
及び有機鉛塩２．６重量部からなるダブルベース推進薬
の配合組成で、通常の圧伸式成形法にてそれぞれ外径１
４２泪、内径７５−１長さ５５０ Ｗ＋＋および外径７
５ ｔｔｒｍ 、内径８胡、長さ５５０調の円筒状推進
薬を製造した。次いで機械加工により第１表に示される
形状のテーパ付きの外側および内側の単管状推進薬を得
た。
これらの単管状推進薬を同心状に組合せて内径１４２欄
のケースで、かつ１１７６−のノズルスロート断面積（
スロート径３８．７ ｗｎ ）のあるケースに装てんし
、第１図に示されるような本発明のロケットモータを得
た。この場合の撒値は４００であシ、臨界Ｋｊ値は１５
０であった。次にこのロケットモータを通常の方法にて
燃焼試験（環境温度２５℃）を行なった。その結果得ら
れた燃焼圧力〜燃焼時間曲線を第５図に実線−〇で示す
。
のケースで、かつ１１７６−のノズルスロート断面積（
スロート径３８．７ ｗｎ ）のあるケースに装てんし
、第１図に示されるような本発明のロケットモータを得
た。この場合の撒値は４００であシ、臨界Ｋｊ値は１５
０であった。次にこのロケットモータを通常の方法にて
燃焼試験（環境温度２５℃）を行なった。その結果得ら
れた燃焼圧力〜燃焼時間曲線を第５図に実線−〇で示す
。
比較例１
実施例と同じ配合組成で、同じ成形法で第１表に示され
る形状のテーパのない（外側）円筒状推進薬及び（内側
）円筒状推進薬を製造した。
る形状のテーパのない（外側）円筒状推進薬及び（内側
）円筒状推進薬を製造した。
これらの円筒状推進薬を実施例と同様に組み合せて同じ
形状のロケットモータケースに装てんし、同じ燃焼試験
を行った。その結果得られた燃焼圧力〜燃焼時間曲線を
第５図に破線２１で示す。
形状のロケットモータケースに装てんし、同じ燃焼試験
を行った。その結果得られた燃焼圧力〜燃焼時間曲線を
第５図に破線２１で示す。
第 １ 表
各管状推進薬の長さは５００ｍｎ＋、各比較例、実施例
における推進等重量は１１．９Ｋｇであり、ロケットモ
ータケース内の推進薬の充てん率は８７ｑ６である。
における推進等重量は１１．９Ｋｇであり、ロケットモ
ータケース内の推進薬の充てん率は８７ｑ６である。
実施例２
ニトロセルロース２９重ｉ部、ニトログリセリン５８重
量部、ジエチルフタレート４重量部、有機金属化合物２
重量部、安定剤２重量部、プレポリマ５重量部からなる
ＣＤＢ推進薬の配合組成で、通常の鋳型および中子を用
いて第２表に示される段状形の単管状推進薬を得た。
量部、ジエチルフタレート４重量部、有機金属化合物２
重量部、安定剤２重量部、プレポリマ５重量部からなる
ＣＤＢ推進薬の配合組成で、通常の鋳型および中子を用
いて第２表に示される段状形の単管状推進薬を得た。
これらの単管状推進薬を同心状に組み合わせて内径２０
０ ｗｎのケースでがっ２３７５−のノズルスロート断
面積（スロート径５５ｍｍ）のあるケースに装てんし第
２図に示されるような構成のロケットモータとした。こ
の場合の臨界Ｋｉ値は１４０であり、４値は５２０であ
る。このロケットモータを通常の方法にて燃焼試験（環
境温度２５℃）を行った。その結果得られた燃焼圧カル
燃焼時間曲線を第６図に実線−一で示す。
０ ｗｎのケースでがっ２３７５−のノズルスロート断
面積（スロート径５５ｍｍ）のあるケースに装てんし第
２図に示されるような構成のロケットモータとした。こ
の場合の臨界Ｋｉ値は１４０であり、４値は５２０であ
る。このロケットモータを通常の方法にて燃焼試験（環
境温度２５℃）を行った。その結果得られた燃焼圧カル
燃焼時間曲線を第６図に実線−一で示す。
比較例２
実施例２と同じ配合組成で、同じ成形法で第２表に示さ
れる形状の段状形のない（外側）円筒状推進薬及び（内
側）推進薬を製造した。
れる形状の段状形のない（外側）円筒状推進薬及び（内
側）推進薬を製造した。
これらの円筒状推進薬を実施例２と同様に組み合わせて
同じ形状のケースに装てんし、同じ燃焼試験を行った。
同じ形状のケースに装てんし、同じ燃焼試験を行った。
その結果得られた燃焼圧力〜燃焼時間曲線は第６図の破
線コ３で示す。
線コ３で示す。
第 ２ 表
各推進薬の長さは６［１０ｍ、重量は２６．６Ｋｇであ
り、推進薬の充てん率は８８チである。
り、推進薬の充てん率は８８チである。
第５図及び第６図において比較例のロケットモータにお
いては、燃焼初期において燃焼圧力が急上昇しζついで
急激に低下、圧力変動が非常にはげしいが、実施例のロ
ケットモータにおいては、燃焼開始よシ圧力変動は全く
なかった。
いては、燃焼初期において燃焼圧力が急上昇しζついで
急激に低下、圧力変動が非常にはげしいが、実施例のロ
ケットモータにおいては、燃焼開始よシ圧力変動は全く
なかった。
このことは比較例においては浸食燃焼が生じているのに
対し、本発明では正常に燃焼しているととを示すもので
ある。
対し、本発明では正常に燃焼しているととを示すもので
ある。
さらに、実施例１においてダブルベース推進薬の代シに
ＣＭＤＢ推進薬及びコンポジット推進薬を用い燃焼試験
を行ったが、実施例同様燃焼圧力の上昇は全くみられな
かった。
ＣＭＤＢ推進薬及びコンポジット推進薬を用い燃焼試験
を行ったが、実施例同様燃焼圧力の上昇は全くみられな
かった。
第１図は本発明のロケットモータの一実施態様を示す縦
断図、第２図は他の一実施態様を示す縦断面図、第５図
は第１図Ａ−Ａ線における横断面図、第４図は第２図Ｂ
−Ｂ線における横断面図、第５図は実施例１、比較例１
における燃焼圧力の経時変化を示す図、第６図は実施例
２、比較例２における燃焼圧力の経時変化な示ず図であ
る。 ／・・・商売てん率ロケットモータ、λ・・・ケース、
３、≠・・・単管状推進薬、夕・・・ノズル、６・・・
点火装置、７・・・推進薬保持具、ｒ、？・・・テーバ
形の推進薬燃焼表面、１０．／／・・・段状形の推進薬
燃焼表面、／：１．／３．／ＩＩ・・・ロケットモータ
内の空間。 特許出願人 日本油脂株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図
断図、第２図は他の一実施態様を示す縦断面図、第５図
は第１図Ａ−Ａ線における横断面図、第４図は第２図Ｂ
−Ｂ線における横断面図、第５図は実施例１、比較例１
における燃焼圧力の経時変化を示す図、第６図は実施例
２、比較例２における燃焼圧力の経時変化な示ず図であ
る。 ／・・・商売てん率ロケットモータ、λ・・・ケース、
３、≠・・・単管状推進薬、夕・・・ノズル、６・・・
点火装置、７・・・推進薬保持具、ｒ、？・・・テーバ
形の推進薬燃焼表面、１０．／／・・・段状形の推進薬
燃焼表面、／：１．／３．／ＩＩ・・・ロケットモータ
内の空間。 特許出願人 日本油脂株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 同心状に組み合わされた複数の単管状推進薬が充てんさ
れた高充てん率ロケットモータにおいて、ロケットモー
タのいずれの横断面においても、横断面からフォワード
側の推進薬の燃焼表面積と横断面における空隙断面積と
の比が臨界値以下となるように、充てんされた単管状推
進薬の燃焼表面がノズル側に向って空隙断面積が拡大し
た形状を有する高充てん率ロケットモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20762882A JPS5999051A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 高充てん率ロケツトモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20762882A JPS5999051A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 高充てん率ロケツトモ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5999051A true JPS5999051A (ja) | 1984-06-07 |
| JPS6261779B2 JPS6261779B2 (ja) | 1987-12-23 |
Family
ID=16542939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20762882A Granted JPS5999051A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 高充てん率ロケツトモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5999051A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1707788A2 (de) * | 2005-03-30 | 2006-10-04 | Bayern-Chemie Gesellschaft für flugchemische Antriebe mbH | Konfiguration eines Feststofftreibsatzes |
| JP2010285891A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Ihi Aerospace Co Ltd | 固体ロケットモータ推進薬の成形方法 |
| JP2020033968A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 株式会社Ｉｈｉエアロスペース | 固体ロケットモータ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4357795A (en) * | 1980-04-14 | 1982-11-09 | General Dynamics, Pomona Division | Multi-burn solid fuel restartable rocket and method of use |
-
1982
- 1982-11-29 JP JP20762882A patent/JPS5999051A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4357795A (en) * | 1980-04-14 | 1982-11-09 | General Dynamics, Pomona Division | Multi-burn solid fuel restartable rocket and method of use |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1707788A2 (de) * | 2005-03-30 | 2006-10-04 | Bayern-Chemie Gesellschaft für flugchemische Antriebe mbH | Konfiguration eines Feststofftreibsatzes |
| EP1707788A3 (de) * | 2005-03-30 | 2012-02-29 | Bayern-Chemie Gesellschaft für flugchemische Antriebe mbH | Konfiguration eines Feststofftreibsatzes |
| JP2010285891A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Ihi Aerospace Co Ltd | 固体ロケットモータ推進薬の成形方法 |
| JP2020033968A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 株式会社Ｉｈｉエアロスペース | 固体ロケットモータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6261779B2 (ja) | 1987-12-23 |
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