JPS6166851A - ロケツト液体燃料推進機構における燃焼室の振動を緩衝するための装置 - 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】 本発明は、液状の推進剤により作動するロケット推進機
構の燃焼室内で燃焼工程の間に生じる気体振動を流動管
路を介して燃焼室と結合されていてかつ噴射ヘッドの領
域内に設けられている緩衝室により緩衝するための装置
に関する。

液状燃焼剤が空中酸素或いは水素および酸素のような化
学的な駿素とロケット燃焼室内で燃焼する際、構造上の
および燃焼技術上の条件および物理的な状態ＶＣ応じて
僅かな或いは大きい強度で気体振動が発生し、この振動
は周囲に存在している構造部分もしくは推進ノズルと噴
射ヘッドと全備えている燃焼室へ伝達される。燃焼不規
則性と圧力ピークから誘因されるこの不都合な気体振動
は、一定の度合上超過しない限り明らかな効率損失およ
びこれに伴う出力ｔｈ失抑制は可能であるが、振動強度
が大きくなった場合隣接している構造部分の振動割れを
引き起こす。

ロケット推進機構のための燃焼室構造にあって、燃焼室
内におけるこの気体振動を抑制するため、燃焼室の前端
部にこの前端部の周面全体にわ次って均一に配分して、
噴射ヘッド内で所属している比較的小さい同じ大きさの
緩衝室内に開口している多数の流過窓を設けることが公
知でめる。噴射ヘッドの周領域内にのみ設けられるこの
緩衝室により正常な強さの振動現象は十分に緩衝される
。しかし、より強力な振動の発生は不十分にしか抑圧で
きないように思われる。特になぜなら、個々の緩衝室が
部分的に中央の領域内（存在している振動源から余りに
遠く離れているからである。

本発明による装置はこの分野の使用を意図し、本発明の
目的とするところは、起こり得る種々の振動現象を包括
的に制圧しかつ極端な振動をも有効に緩衝する冒頭に記
載しｆｃ様式の緩衝装ｅＬを造ることである。

この課題はロケット推進機構の燃焼室内で生じる気体振
動全ａ衝するための装置の枠内で本発明により、緩衝室
を噴射ヘッドの全端面にわたってこの噴射ヘッドの内側
に配分して設けることによって解決芒れる。

本発明により、燃焼室内で生じる振動は燃焼室の全断面
にわたって制圧式れかつ減衰されろ。

噴射ヘッド内で二Ｎ４類の推進剤を使用し得るようにす
るため、一方の推進剤、特に酸素のためのそれぞれ一つ
の中央供給管路と他の推進剤、特に水素のためのそれぞ
れ一つの同軸の供給管路とを備えている、互いに間隔を
おいて平行に指向する多数の噴射室が設けられており、
かつ推進ノズル間に生じる空間が推進剤分配室として働
き、この室から同軸の推進剤供給管路が他の推進剤、特
に水素が推進ノズルに供給てれるような噴射ヘッドの構
へ合、本発明により緩衝室は噴射ノズル間で噴射ヘッド
の内部に設けられる。

本発明による第一の実施例の枠内において、緩衝室は独
自な庇状の構造部分として形成され、この構造部分がそ
れらの頚部で噴射ヘッドの端壁内に固定逼れており、か
つ他の推進剤、特に水素のための推進剤分配室内の噴射
ノズル間で孤豆して延びている。

この本発明による実施例の特別な利点は、燃焼室全断面
で見て生じる振動パターン（Ｓｃｈｗ−ｉｎｇｕｎｇｒ
ａｓｔｅｒ　）　　に応じてこれに適合しかつ局所的に
発生する振動が内部罠おいて自然消滅する緩ａ室全使用
することが出来ることである。

この場合、刺激されて二次振動を起す緩衝室は周囲を取
り巻く推進剤自体くより緩衝され、これにより総じて高
い緩衝効率が這せられる。

上記のよつに緩衝室を噴射ヘッドの内部に構成しかつ設
ける本発明による第二実施例は、−燃焼室から見て一緩
価基が噴射ヘッド内に設けられ几推進剤分配室の後方に
存在しており、この推進剤分配室に対して仕切り壁によ
って分離されており、かつ燃焼室と単独の緩衝室との間
の結合が長さが比較的長い流動管路として働きかつ推進
剤分配室ｔ−貫通している結合管金介して行われる。

この実施例の利点は、緩衝室の容量が大きくなり、従っ
てその緩衝効率も特異な毛のとなり、更に結合管の長さ
も比較的長くなり、これにより特別高周波の半径方向振
動が減衰てれることである。

本発明の第三の実施例はここに述べる様式の噴射ヘッド
にあって、緩衝室が噴射ヘッドの端壁の直ぐ後方におい
て半径方向で互いＶＣ境金接し合って設けられており、
かつこの端壁の後方に存在している仕切り壁により推進
剤分配室と分離嘔れており、かつこの場合燃焼室と緩衝
室との間に設けられた流動管路が噴射ヘッドの端壁内に
設けられていることでろる。この実施例は特に製造技術
上簡単である。

強度のＡなる振動現象に振幅および周波数に応じてまた
燃焼室内部での不規則な分布を考慮して個別に対処し得
るようにするため、本発明のための構成にあって蝶、単
独の緩衝室は容量、直径および長さに関連して障害パラ
メータに即応して形成される。この構成は流動管路の形
成にも当てはまる。

以下に添付した図面に図示し次実施例により本発明の詳
細な説明する。

三つの図面から明らかなよりに、噴射ヘッド内には互い
に平行に整向されている多数の噴射ノズル１が設けられ
ており、これらの噴射ノズルの中央管２を経てそれぞれ
両推推剤の一つ、荷にじ累Ｏが燃焼室５に供給される、
一方他の推進剤、特に水素Ｈはその都度中央管２の外側
面とキャップスリーブ５（第１図）並びに口金６（第２
図と第３図）との間の環状の間隙４ｆｃ介して燃焼室５
内に噴射される。水素は分配室７から供給孔８を介して
キャップスリーブ５内に供給される。端壁９は噴射ヘッ
ドの燃焼室３に対する前方の閉鎖部を形成している。

第１図に示すように、この端壁９内に頚部１０ａ全備え
ている比較的薄肉の庇状の緩衝室１０が挿入嘔れており
、分配室７の内部に自由に延びている。燃焼室５円で発
生された気体振動は緩衝室１０内にまで伝播し、そこで
持続的に抑制される。緩衝室１０自体は振動可能な成形
体をなしている。この緩衝室の固有の振動は周囲に存在
している水素の大きな質量によって緩衝される。

第２図の実施例に６っては、互いに境？Ｉ−接し合う単
独の緩衝室２０が推進剤分配室７の後方でこの推進剤分
配室から仕切り壁１１で分離されて設けられている。こ
の場合、分配室７は結合管１２により橋絡されており、
この結合管はこの分配室金頁通しており、燃焼室３とｔ
＋衝価基０と全結合している。

この実施例により有利に大容量の緩衝室２０が形成され
、流動管路としての比較的長い結合管１２により半径方
向振動ベクトルに関して大きな緩衝効率が達せられる。

第５図に図示した実施例にあっては、互いに境を接し合
う単独の緩衝室５０は端壁９の直ぐ後方に設けられてお
り、後方に存在している水素Ｈのための分配室７に対し
て仕切り壁２１で分離されている。この仕切り壁は自身
振動を吸収し得るように北壁的肉薄に形成されている。

燃焼室と単独の緩衝室５０との間を走っている流動管路
２２はｉＩＫ端を９円に設けられている。

この実施例にろっては振動は短い流動管路２２全通って
単独の緩衝室５０円に遅し、そこで抑制される。

単独の緩衝室１０もしくは２０もしくは５０内には、水
素Ｈが存在している分配室７方向に指向された噴射開口
１５が設けられている。従って部分量の水素Ｈが緩衝室
１０もしくは２０もしくは５０ＦＥ３に溢流し、これに
よりここで反応性混合物が形成される。更に１僅かな量
の水素の吹き込みにより、緩衝室内での氷の形成が回避
てれる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第５図はロケット燃焼室の噴射ノ
ズル内に緩衝室が設けられている本発明による装置の三
つの実施例金示している。 図中符号は １０．２０，５０・ｅ・緩衝室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液状の推進剤により作動するロケット推進機構の燃
   焼室内で燃焼工程の間に生じる気体振動を流動管路を介
   して燃焼室と結合されていてかつ噴射ヘッドの領域内に
   設けられている緩衝室により緩衝するための装置におい
   て、緩衝室（１０；２０；３０）が噴射ヘッドの端面全
   体にわたつて配分されてこの噴射ヘッド内に設けられて
   いることを特徴とする、上記装置。 ２、噴射ヘッド内で二種類の推進剤を使用し得るように
   するため、一方の推進剤、特に酸素のためのそれぞれ一
   つの中央供給管路と他の推進剤、特に水素のためのそれ
   ぞれ一つの同軸の供給管路とを備えている、互いに間隔
   をおいて平行に指向する多数の噴射室が設けられており
   、かつ推進ノズル間に生じる空間が推進剤分配室として
   働き、この室から同軸の推進剤供給管路が他の推進剤、
   特に水素が推進ノズルに供給されるような噴射ヘッドの
   構成場合、緩衝室が噴射ノズル間で噴射ヘッドの内部に
   設けられる装置において、緩衝室（１０；２０；３０）
   が噴射ノズル（１）間で噴射ヘッドの内部に設けられて
   いる、特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３、緩衝室（１０）が独自な瓶状の構造部分として形成
   されており、この構造部分がその頚部（１０ａ）で噴射
   ヘッドの端壁（９）内に固定されており、噴射ノズル（
   １）の間で他の推進剤（Ｈ）のための推進剤分配室（７
   ）内に孤立して延びている、特許請求の範囲第１項或い
   は第２項に記載の装置。 ４、燃焼室（３）方向から見て、緩衝室（２０）が噴射
   ヘッド内に設けられた推進剤分配室（７）の後方に存在
   しており、この推進剤分配室に対して仕切り壁（１１）
   により分離されており、かつ燃焼室（３）と単独の緩衝
   室（２０）との間の結合が長さが比較的長い流動管路と
   しての推進剤分配室（７）を貫通している結合管（１２
   ）を介して行われるように構成されている、特許請求の
   範囲第１項或いは第２項に記載の装置。 ５、単独の緩衝室（３０）が噴射ヘッドの端壁（９）の
   直ぐ後方で互いに境を接して半径方向で設けられており
   、かつこの噴射ヘッドの後方に存在している仕切り壁（
   １１ａ）により推進剤分配室（７）に対して分離されて
   おり、この場合燃焼室（３）と緩衝室（３０）との間に
   設けられた流動管路（２２）が噴射ヘッドの端壁（９）
   内に設けられている、特許請求の範囲第１項或いは第２
   項に記載の装置。 ６、単独の緩衝室（１０；２０；３０）内に燃焼物質、
   とくに水素（Ｈ）のための分配室（７）方向で噴射開口
   （１３）が設けられている、特許請求の範囲第１項から
   第５項までのいずれか一つに記載の装置。 ７、単独の緩衝室（１０；２０；３０）が異なつた容量
   、異なつた直径および異なつた長さ並びにこれらの緩衝
   室に通じる流動管路の異なつた長さを有している、特許
   請求の範囲第１項から第６項に記載の装置。