JPS60142044A - ラムロケツトモ−タの点火装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はラムロケットモータ、殊に固体推進薬を用いる
ラムロケットモータの点火装置に関する。

（従来技術） ラムロケットは電気イじ号などの発射信号を送ってブー
スタ推進薬に点火して発射し、そのブースタ推進によシ
有効ラム圧が得られるまで加速されたとき、サステナ推
進薬に点火してラムジェット推進に切換える。

したがってラムロケットモータはブースタ用とサステナ
用との２個の点火器を必要とし、かつ、これら両点火器
の作動１期の間には所定のタイムラグを設定しなければ
ならない。従来このタイムラグの設定には、電子式タイ
マなどの電気的手段を用いるのが一般であるほか、米国
特許第２．９８７．８７５号明細書には次のような手段
が開示されている。

すなわちこの手段は、内面燃焼型ブースタ推進薬の外周
部に信管を埋設することによシ、ブースタ推進薬の燃焼
終期にこの信管が燃焼熱を受けて作動し、これによって
サステナ推進薬に点火するものである。

尚また一般のロケット分野では、延時薬を充填した延時
管を用いてタイムラグを設定することがおこなわれてお
り、例えば特開昭５８−７５６９９号公報に示きれたロ
ケット分野の延時管付点人装置は、発射薬を起爆すると
延時薬が着火して一定秒時の経過後にロケット点火器の
装薬へ伝火するものである。

（問題点） ところで、前記電気的手段をラムロケットに塔載すると
きは、当該手段と、これに附属する電源バッテリ、配線
等のレイアウト空間、あるいはそれらの重量のために推
進薬充填率の低下を招くほか、ラムロケットを効率よく
飛行させようとするときは、酷寒、酷暑等の使用環境温
度にしたがって設定秒時（タイムラグ）全調節しなけれ
ばならないという面倒を伴うのである。

例数ならば、推進薬は一般に固有の温度感度（ａｖ７ａ
Ｔ、ｖは燃焼速度、Ｔｉ１：粟温）を有し、薬温の上昇
に伴ない燃焼速度が増大して全燃焼秒時が短縮されるも
のであり、一方、大気中を飛行するロケットはその推進
薬が燃失したとき、すなわち全燃焼秒時が経過した時点
で最高速度に達し、以後は減速するものであるから、前
記時点でラムジェット推進へ切換えればブースタ推力を
最も有効に利用しうる。したがって、タイムラグを使用
環境温度における全燃焼秒時に設定すれば最大の効率が
得られるからである。

また前記の信管埋設式のものは、該信管の安全拘束装置
を必要とするから、この面で構成を複雑にするものであ
る。

ところでこの信管式のものは、それ全埋設したブースタ
推進薬が延時作用も営むから、環境温度が変化しても該
推進薬が燃失したとき作動するかにみえるけれども笑除
的には尚問題を残している。すなわち、ラムロケットは
比較的短秒時間（例えば２〜３秒間）で前記最高速度を
得るべく急加速をするものであるから、多量のブースタ
推進薬全装填して、しかも、そのウニソゲ（燃焼速度×
全燃焼秒時）を小さくする必要が生じ、そのために該推
進薬を内面燃焼型としてその内孔断面を星形その他の非
円形に形成している。ここで前記ウニソゲとは第２図に
符号Ｗで示す如く最小薬屋を言うものとし、燃焼の進行
に伴ない内孔内面が次第に円形に近づきつつほぼ同時に
消失するのを原則とするから、推進薬各部の実質的薬屋
は前記Ｗの値で代衣される。

以上の如く、ブースタ推進薬ではそのウニソゲが小さい
ので、ここに信管などの占有空間を形成するときは核部
の薬屋減少率が犬となシ、結果、該推進薬が焼失する余
程以前に信管が感温して作動してし甘うことになる。

（課題） 以上に鑑がみ、本発明の課題は、ブースタ推進薬の燃失
時期とサステナ推進薬への点火時期とを可及的かつ自動
的に一致させらるラムロケットモータの点火装置をうろ
ことにある。

（構成） 前記課題全解決するだめの本発明の点火装置は、ブース
タ用点火器とザステナ用点火器とを同軸上に配してこれ
ら両点火器を一体となし、両点火器の装薬室にまたがっ
て延時管を配設するとともにブースタ用点火器にのみ発
火器を構製し、かつ、延時薬とブースタ推進薬との温度
感度、および、延時管の延時秒時とブースタ推進薬の全
燃焼秒時を、それぞれほぼ同等の値に設定したもの、で
ある。

（作用） 前記構成によれば、発射信号を発火器へ送ってこれを発
火させると、ブースタ用点火器の装薬が燃焼してブース
タ推進薬に点火し、またこの装薬の燃焼火災によって延
時薬が着火するので、一つの発射信号によりブースタ推
進薬の燃焼と延時管の計時とが同時に開始する。そして
環境温度により該推進薬の燃焼速度が増大あるいは減少
しているとき、延時薬の燃焼速度もこれに応じて増減す
るので、これら推進薬と延時薬との燃焼終期をほぼ一致
させることができ、この燃焼終期にサステナ用点火器の
装薬が着火してサステナ推進薬へ点火する。

よって、ブースタ推進薬の焼失時期とサステナ推進薬へ
の点火時期とを自動的にほぼ一致させることができ、両
点火器を一体に構成してこれら相互の連けいを延時管の
みによっておとなわせるので、構成の単純さと相いまつ
、て前記の作動過程が再現性よく実行されるのである。

（実施例） 本発明を適用するラムロケット七−夕の本体はほぼ従来
と同様に構成してよく、その−例を第１図および第２図
によって概略説明する。

１はモーターケースで、前部に鏡板２と中間位置に隔壁
３とを有し、内面には耐熱インシュレータを貼着して隔
壁３の後方をブースタおよびサステナ兼用の燃焼室４と
なし、隔壁３０機軸まわりには複数のガス噴口５が配設
されている。

６はモーターケース１に固定したサステナノズル、７は
このサステナノズルに後方へ放出可能に嵌装したブース
タノズル、８はこのブースタノズルをサステナノズルへ
解除可能に結合するための可破断接手、また、９はモー
ターケース１の外周に附設して前方を開放した４つのデ
ィフューザ、１０はこれらディフューザの後端と燃焼室
４とを隔離する離脱可能なボートカバーである。

また、１１は燃焼室４に装填した内面燃焼型のブースタ
推進薬でその内孔１２の断面は星型に形成してあシ、１
３は隔壁３の前方に装填した端面燃焼型のサステナ推進
薬である。

以上従来と同様の構成にあって、２０は本発明の点火装
置、３０および４０はそれぞれ該装置のブースタ用点火
器およびサステナ用点火器、３１は前記発火器へ発射信
号を送るだめの導伝線であって、点火装置２０の軸線を
当該ラムロケットモータの低軸上に配し、隔壁３を貫通
させて該隔壁に固定しである。

そして以上の構成に係るラムロケットモータには安定翼
１９、図示省略した前頭などを取付けてラムロケットが
組立てられる。

第３図は前記点火装置２０の実施例を示す図である。尚
同図において、１ａ、１ｂおよび１Ｃはそれぞれモータ
ーケース１金構成する前部外殻、後部外殻、およびこれ
らの外殻を結合する接手簡であって、前記隔壁３は接千
筒１Ｃに形成しである。筐たｉｄ、ｉｅ、１ｆは同じく
モーターケース１を構成する前記インシュレータ、１４
はインシュレータ１ｆとともに前記ガス噴口５を形成し
／こノズル、１５はこれらのノズルのクロージャである
。

点火装置２０に戻９．２２は両点火器３０および４０に
共通のホルダで、その内部には隔壁２３を界にして後側
にブースタ用点火器３０の助展薬室３２を、また前側に
ツーステナ用点火器４０の助装薬室４２をそＩ′シぞれ
形成し、隔壁２３に延時管２４を嵌装することによシ該
延時管を助装薬室３２と４２とにまたがらせている。延
時管２４は管体２５に延時薬２６ｆＬ充填してその後位
に着火薬２７全、また前位に起装薬２８をそれぞれ配装
したものである。

ブースタ用点火器３０において、３３は助装薬室３２に
装填した助装薬、３４はこの助装薬中に配置した発火器
、例えば導伝線３１から電気信号を受けて発火する点火
玉、３５は複数の通孔３５ａを形成した仕切板、３６は
この切板に固定して後方へ延出込せた例えば４板のブレ
ード、３７は多数の噴口３７ａ　ｋ配設した外筒で、外
筒３７に仕切板３５とグレード３６との構成体を挿入し
てホルダ２２に嵌着することにより、助装薬室３２とは
仕切板３５で仕切られて外筒３γで囲まれた主装某室３
８を形成する。３９はあらかじめグレード３６に貼着し
たベレット状の主装薬である。

次にサステナ用点火器４０において、４３は助装薬室４
２に装填した助装薬、４５は複数の通孔４５ａを形成し
た仕切板、４７は多数の噴口４７ａ　全配設した外筒で
、仕切板４５ヲ助装薬室４２の口元に、また、外筒４７
をその周囲にそれぞれ嵌着して主装薬室４８を形成する
。４９はこの主装薬室に装填したペレット状の主装薬で
ある。

更に延時管２４において、延時薬２６の主剤としては例
えばテルミットを用いることができる。

テルミットの燃焼速度は使用環境温度の上昇に伴って幾
分づつ増加するが、これに鉛系などの反応触媒を添加す
ると燃焼速度が高まるとともに前記の増加率が増巾され
る。よって反応触媒の添加量とテルミットの粒径、圧填
率等を適宜に、組合わせることによシ所望の燃焼速度と
温度感度とをそなえる延時薬が得られるから、この温度
感度の値が、ブースタ推進薬１１の該値に１１ぼ等しく
なるように調整し、および、延時秒時（全燃焼時間）を
同推進薬の全燃焼秒時とほぼ等しくするように延時薬長
を決定する。

尚、着火薬２７は外部から燃焼熱を受けると急速燃焼し
て延時薬２６へ着火するものであるから延時薬長が大き
くなるときは延時管を主装薬室３８内まで延出してここ
に着火薬を臨ませるようにしてもよい。

また、延時薬２６としてはブースタ推進薬１１と同じ薬
種のものを用いることができ、この場合その薬長を前記
ウェッブＷの寸法をもとに薬径その他の燃焼条件を勘案
して定めることによシ、両者の温度感度金そろえて延時
秒時と全燃焼秒時とを一致させることができる。

以上の構成に係る点火装置２０は隔壁３の中央部に螺合
（２９）して固定される。セして尚該ラムロケットへ導
伝線３１によシ発射信号（電気信号）を送ると、一点火
玉３４が発火して助装薬３３が着火し、その火炎が噴口
３５ａから主装薬室３８へ噴出して主装薬３９ヲ燃焼さ
せ、その高エネルギ人通が噴口３７ａから噴出してブー
スタ推進薬１１の内孔へ点火する。この過程は瞬時間で
完了する。

一方延時管２４にあってはその着火薬２７がブースタ用
点火器３０の助装薬３３の火炎を受けて前述のように延
時薬２６へ着火するので、この延時薬はブースタ推進薬
１１への点火とほぼ同時に燃焼を開始し、そして温度感
度と延時秒時を前述のように設定しであるので、同推進
薬１１が焼失するのとほぼ同時に延時薬２６の燃焼面が
起装薬２８のところに至る。ここで起装薬が発火して助
装薬４３が着火し、　これによυ主装薬４９が燃焼して
サステナ推進薬１３の端面へ点火することブースタ用点
火器３０の場合と同様であって、以後当該ラムロケット
は従来の過程を経てラムジェット推進へ移行する。すな
わち、サステナ推進薬１３からの可燃性燃焼ガスはクロ
ージャ１５ヲ吹飛ばして空になった燃焼室４へ噴出し、
これとほぼ同時に接手８を破断してブースタノズル７を
放出するとともにポートカッ＜−ｉｏ’を離脱してディ
フューザ９から燃焼室４ヘラム圧によシ圧縮された電気
を導入するのである。この場合、接手８の破断手段およ
びポート力、＜−ｉｏの離脱手段を火薬作動式のものと
してこれらの手段を例えば導爆線を弁してサステナ点火
器の助装薬塞４２゜あるいは主装薬室４８に接続するこ
とＶこより、点火装置２０を利用して、これら手段のタ
イマなどを省略し、あわせて作動タイミングの適正イヒ
を計ることもできる。

（効果） 以上説明したように本発明によれば、ラムロケットの発
射環境が酷寒下であっても酷暑下であっても、前記タイ
ムラグが自動的にＷ４整されるので、該ロケットの発射
操作を行うのみで、所期の飛行効率全確保することがで
きる。そして本発明の点火装置はブースタ用および一丈
ステナ用の点火器を一体不可分ＶＣ−ｔとめであるうえ
に隋帯装置全必要としないので、推進薬の充填率全高め
うるほか、作動の経線が一連に、単純に推移することで
信頼性の向上を図シうるものでおる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の点火装置を装備したラムロケットモー
タの概略全体断面図、第２図は第１図の■−■視断面断
面図３図は不兄明の実施例を示す断面図である。 １１・・・ブースタ推進薬　１３・・・サステナ用推進
薬２０・・・点火装置　２４・・・延時管３０・・・ブ
ースタ用点火器　３２・・・助装薬室３３・・・助装薬
　３４・・・発火器 ３８・・・主装薬室　３９・・・主装薬４０・・・サス
テナ用点火器　４２°・・助装薬室４３・・・助装薬　
４８・・・主装薬室４９・・・主装薬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブースタ用点火器とサステナ用点火器とを同軸上に配し
   てこれら両点火器を一体となし、両点火器の装薬室にま
   たがって延時管を配設するとともにブースタ用点火器に
   のみ発火器を構製し、かつ、延時薬とブースタ推進薬と
   の温度感度、および、延時管の延時秒時とブースタ推進
   薬の全燃焼秒時を、それぞれほぼ同等の値に設定したラ
   ムロケットモータの点火装置。