JPS62103299A - ロケツトの頭胴部 - Google Patents

ロケツトの頭胴部

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Publication number
JPS62103299A
JPS62103299A JP24287985A JP24287985A JPS62103299A JP S62103299 A JPS62103299 A JP S62103299A JP 24287985 A JP24287985 A JP 24287985A JP 24287985 A JP24287985 A JP 24287985A JP S62103299 A JPS62103299 A JP S62103299A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rocket
cap
head
satellite
fairing
Prior art date
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Pending
Application number
JP24287985A
Other languages
English (en)
Inventor
高崎 政之
卓司 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP24287985A priority Critical patent/JPS62103299A/ja
Publication of JPS62103299A publication Critical patent/JPS62103299A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
    • B64G1/645Separators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
    • B64G1/641Interstage or payload connectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Traffic Control Systems (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特に大型ロケットの頭胴部、詳しくは人工衛星
などのペイロードを開頭式フェアリングの内部に収納し
たロケットの頭胴部に関する。
〔従来の技術〕
衛星打上用などの大型ロケットシステムは通常多段式に
構成され、下段側のロケットがその使命を了える都度こ
れを遂次切離してロケット重量を軽減しつつ頭胴部に収
納した衛星などのペイロードを宇宙空間の所定軌道へ搬
送する。上記頭胴部は、大気圏を突破する際の空力抵抗
を緩和するとともにこれに収納したペイロードを空力加
熱による高温から保護するために、その外殻主体を耐熱
性と断熱性に優れた材料、例えば繊維強化プラスチック
(FRP)で作られた開頭式フェアリングによって形成
する。そしてこのフェアリングもその使命を了えると、
すなわち当該ロケットが高々度に達して空力加熱などの
影響が実質的に無くなったところで、これを閉頭して離
脱させる。これにより、ペイロードが露出するとともに
IJiMm部重穢が軽減する(丸善株式会社発行「航空
宇宙工学便覧」(日本航空宇宙学会編)第462頁・図
7−173)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、近時衛星などのペイロード重量の増大にとも
なって、これを搭載するロケットに必要十分な性能的余
裕を確保できないという亀情が生じてきた。
それは、衛星などへの要求が急速に増大し、これに応じ
て重量が嵩んでくる一方で、それに対応しうる大型ロケ
ットシステムの開発には莫大な費用と日時とを要するこ
と、あるいはまた可能な限り小規模なシステムによって
所期の目的を果たしたいとする主として経済面からの必
然的要請があるからである。
そこで本発明の課題は、既存のロケ−2トシステムにお
いて性能を補償することにより、前記の余裕を確保する
点にある。
〔発明の手段〕
前記課題を解決した本発明の手段は、開頭式フェアリン
グの内部にペイロードを収納した頭胴部において、この
ペイロードに、更に、耐熱性のあるキャップを被着した
ものである。
〔作用〕
前記手段によれば、ペイロードはこれに被着した耐熱性
キャップによって熱的に保護されるので、空力的影響が
未だ残存する比較的低高度においてフェアリングを閉頭
して離脱させることが可能となる。したがって当該ロケ
ットの上段部の軽量化を早期に実現することができ、こ
れによって搬送能力を助長しうる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一例を実施したロケット頭胴部を例示
したものである。
同図において、1は前記多段ロケットの最終段ロケット
、2は該ロケット1の前位に構成した頭胴部である。
頭胴部2において、3はアポジモータ、4はこの7ポジ
モータをロケッ)1に切離可能に連結しているトラス、
5は衛星でアダプタ6を介してアポジモータ3に接合さ
れている。この例の衛星5はその前頭面に観測用計器等
7.8および送受信用のメツシュアンテナ9をそなえる
lOは上記の構成体を被覆している開頭式のフェアリン
グで、機軸方向に分割された例えば2個のフェアリング
部材11.12を解除可能な抱合手段13によって抱合
するとともに、附勢手段(図示省略)を用いてこれら部
材11.12の前頭部を離間方向へ附勢し、かつ、該フ
ェアリングlOの後端部を解除可能な結合継手14によ
ってロケットlの前端部に結合しである。
以りの構成は従来のものと同様であって、前述したよう
に下段側ロケットを遂次!;TIIIIしつつ最終段ロ
ケット1が所定の高度に到達したとき、抱合手段13と
結合継手14との機能を解除する。
よってフェアリング部材11.12が前記の附勢力によ
り分離し、ロケット1から離脱して閉頭する。その後ア
ポジモータ3.衛星5等の構成体はロケットlによって
低軌道、例えば高度250kmの円軌道へ投入され、こ
こで該ロケットlから切離される。次いでアポジモータ
3が作動して衛星5を目的の高軌道へ搬送する。
15はこの実施例に係るキャップである。
キャップ15は例えば炭素繊維強化プラスチック(CF
 RP)などの耐熱性にすぐれた軽量材料で作られてお
り、空力抵抗を減少させるための紡錘形前頭部15aと
、この前頭部に続けて形成した短筒形の後胴部15bと
をそなえ、後胴部15bを衛星5の前端部とオーバーラ
ツプさせて該衛星に連結して被着しである。
第2図および第3図を用い、16はキャップ15を連結
するための連結アームで、4個の該連結アームが後胴!
15bと衛星5とにまたがって等角度関係に配されてい
る。各連結アーム16において、17.17は例えばC
FRPで作った1対のアームメンバで、これらのアーム
メンバを衛星5側に配した連結金具18に嵌着して前方
へ拡開するV字形に配置し、その前方部分をヒンジ金具
19.19に嵌着するとともにこれらのヒンジ金具ヲコ
ネクションメンバ20により一体に接続して剛な三角形
トラスを形成しである。
更に第4図も用い、21はキャップ15の後胴部15b
に固定した1対のヒンジブラケット、22は前記ヒンジ
金具19とこれらヒンジブラケットとを連結するヒンジ
ピン、また23は前記連結金具18に螺着した係止金具
で、この係止金具の衛星5側にはテーパービン24を形
成しである0以上の構成によって連結アーム16はヒン
ジビン22を中心とするあおり運動が可能である。
25はテーパーピン24と対向させて衛星5に立設した
ポスト、26はこのポストの外端部に形成したテーパー
穴で、連結アーム16を衛星5側へあおるとテーパービ
ン24がテーパー穴26に係入して該衛星とキャップ1
5とが連結される。
30は上記連結を解除するための連結解除手段である。
該手段30において、31は有底筒状のばねケースでキ
ャップ15に取付けられて各アームメン/< 17の前
端寄りに対向して開口している。32はばねケース31
の底壁とアームメンバ17との間に弾装した圧縮ばね、
33はこの圧縮ばねに内包されてアームメンバ17に取
付けた有底円筒形のストッパーガイド、34はばねケー
ス31とストッパ−ガイド33との各底壁を貫通させた
ストップボルトで、このストップボルトの外端部にスト
ップへラド35を形成し、またその内端部をばねケース
31の底壁に螺着しである。この構成によって連結アー
ム16は圧縮バネ32により外方へのあおり傾向に附勢
され、ストップへラド35がストッパーガイド33の底
面と衝接したところで上記のあおり運動が停止する。こ
の状7g テ−パーピン24がテーパー穴26から離脱
して前記連結が解除される。
40は連結アーム16を前記の連結状態に拘束するため
の拘束手段である。拘束手段40において41は拘束バ
ンドで、この拘束バンドは第2図および第3図に示すよ
うに2個のバンド部材41a、41aに分割されて各連
結アーム16のアームメンバ17.17を抱持するとと
もに、該部材の端部同士を1対の解除可能な締結手段4
5.45を用いて締結することにより、上記の抱持部を
内方に圧迫して前記連結解除手段30によるあおり運動
を拘束している。42.42は拘束バンド41 (41
a、41a)の両側にあってアームメンバ17.17か
ら突設した片フランジで、これらのフランジにより上記
の抱持部位を規制している。また43は該抱持部の背後
にあってアームメンバ17.17に固定した受駒で、前
記テーパーピン24がテーパー穴26へ一杯に係入した
ときこれらの受駒がキャップの後胴部15bに当接する
ようその高さを設定する。これによってキャップ15と
衛星5との調心がなされる。
第5図および第6図は締結手段45の詳細を示す、同図
において、41b、41bおよび41c、41cはそれ
ぞれ各一方のバンド部材41aの端部を丸めて形成した
対をなすアイ。
46はアイ41b、41bに挿通したビン、47はこの
ビンと一体のフォーク、また48はアイ41c、41c
に挿通したビン、49はテンショナである。テンショナ
49はスクリューロッド50と板状のヘッド51とを一
体にそなえ、スクリューロッド50をビン48に挿通し
てその外端部にナツト52を螺装し、ヘッド51はフォ
ーク47に係入される。53はフォーク47とヘッド5
1とにまたがって一連に形成した通孔である。
55は火工品からなるプーラで、56は該プーラのハウ
ジング、57はこのハウジングに形成したシリンダ、5
8はこのシリンダに嵌装したピストン、59はこのピス
トンのピストンロッドで、ピストンロッド59はハウジ
ング56から突出し、および没入できる。60はハウジ
ング56に固定した火薬カートリッジで、これに内填し
た爆薬を起爆すると高圧燃焼ガスを発生する。61はこ
の燃焼ガスをピストンロッド59側のシリンダ室に導く
炎道である。
かかるプーラ55をキャップ15の後胴部15bに固定
し1通孔53を用いてフォーク47とへラド51とをピ
ストンロッド59に外嵌する。モして当接各締結手段の
ナツト52を締込むと、バンド部材41a、41aが伸
展して各連結アーム16を前述のように拘束する。また
前記爆薬を起爆するとピストン58が強力に押下げられ
るのでフォーク47とテンショナ49とが分離する。
第3図の符号65はキャップ15の脱頭手段で1例えば
8個の該手段が等角度関係に配設されている。
第7図は脱頭手段65の詳細を示す、同図において、6
6は衛星5の外殻端面に固定したスペーサ、67は有蓋
筒状のばねケースで、このばねケースはキャップ15に
固定され、スペーサ66に対向して開口している。68
はばねケース67に内装した有蓋筒状のキン力でその開
口端周縁にばね受座69をそなえる。70はこのばね受
座とばねケース67の蓋板との間に配装したキックばね
、71はストップボルトで、ストップボルト71はキン
力68の蓋板を貫通してばねケース67の蓋板に螺着さ
れ、その反対側にストップへラド72を形成しである。
かかる各説頭手段65は、キャップ15と衛星5とを前
述のように連結した状態において、キックばね70が圧
縮されてばね受座69をスペーサ66に弾接させるとと
もに、ストップヘッド72かばね受座近傍にあるように
各部の関係寸法が定められる。したがって上記の連結を
解除するとキン力68がスペーサ66を蹴ってキャップ
15を前方へ押出し、次いでストップヘッド72がキン
力の蓋板に受止められるので、該脱頭手段65がスペー
サ66を残してキャップ15と同動する。
実施例は以上のごとくであって、ロケットlが設定高度
に達したとき前述したようにしてフェアリング10を閉
頭すると、その後衛星5はキャップ15により空力加熱
から保護されつつロケットlに推進されて例えば前記高
度250kmの低軌道へ投入される。
この投入後、あるいは投入過程においてロケット制御部
からキャップの脱頭指令を発信させる。
締結手段45の前記火工品からなるプーラ55はこの脱
頭指令を受けて起爆する。よって、前述したごとくフォ
ーク47とテンショナ49とが分離して拘束バンド41
が拘束機能を失うので、連結アーム16が連結解除手段
30により外方へあおられてキャップ15と衛星5との
連結が解除される。このとき、脱頭手段65が前述した
ように作動してキャップ15を前方へ押出すので、該キ
ャップが衛星5から離間してゆき、観測用計器等7.8
およびメツシュアンテナ9が露出する。
尚、衛星の種類、例えば所定の軌道に到達したのちアン
テナを展開する形式のもの、あるいは観測用計器類を前
頭面にそなえないもの等であってキャップを脱頌する要
がない場合には、該ギヤツブをボルト等に単純手段を用
いて衛星に固定することかできる。
:38図は、キャップ15を被着しないでフェアリング
lOを閉頭した場合のメツシュアンテナ温度を、−衛星
の打上スケジュールにもとづいて試算した結果を示すグ
ラフであって、横軸は発射時点からの経過時間および到
達高度、また縦軸は上記温度である。
すなわち、時間126秒(高度90km)で閉頭すると
アンテナ温度は約1,400℃まで急上昇し、時間13
6秒(高度10100kでは温度900℃である。アン
テナメツシュにニクロム線を用いる場合この温度900
℃が限界である。したがってメツシュアンテナ9を空力
加熱から保護するためには、フェアリングの閉頭を13
6秒経過後に持越さなければならない。
また同図横軸の116秒(高度80km)はフェアリン
グによる空力抵抗減少効果からみた場合、その閉頭をお
こなうのに妥当な時間である。
以上のことから、キャップ15を被着した場合は、上記
の116秒でフェアリング10の閉頭をおこない、13
6秒経過後にキャップ15を脱頭させればよく、したが
って従来よりも20秒以北早く頭胴部重量を減量するこ
とができる。
一方前記試算によると、閉頭時(136秒)のフェアリ
ング重量比は0 、0743 k g / k g、ペ
イロード玉量比は0.0147kg/kg、また前記2
50kmの低軌道へ投入する場合、フェアリングのペイ
ロード感度(フェアリングの離脱時点がペイロード重量
に影響を与える割合)は0 、785 k g / s
 e c テある。すなわち上述したように閉頭時点を
20秒先行させると0 、785 k g / s e
 c X 20 s e c=15.7kgだけペイロ
ードを増量することができ、あるいはこれがロケット性
能の余裕分に増補される。
〔効果〕
以り説明したように本発明によれば、耐熱性のあるキャ
ップによってペイロードを熱保護するので、フェアリン
グの閉頭を早期におこなってこれを離脱させることがで
きる。したがって頭胴部重量もまた早期に軽減し得るの
で、これに見合った性能的余裕が増補され、あるいはペ
イロード重量を増加することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示すロケット頭胴部の断面
図、第2図は第1図の矢線II視要部拡大側面図、第3
図は第2図のm−m線示断面図、第4図は第2図のrV
−IV線示拡大断面図、第5図は第2図のV−V線示拡
大断面図、第6図は第5図の矢線■視平面図、第7図は
第3図の■−■線視拡大断面図、第8図は本発明の作用
説明図である。 1・・・最終段ロケット  2・・・頭胴部5・・・ペ
イロード(衛星) 10・・・フェアリング 11.12・・・フェアリング部材 15・・・キャップ 16・・・キャップの連結アーム 30・・・連結解除手段 40・・・連結アームの拘束手段 41・・・拘束バンド 45・・・拘束バンドの締結手段 55・・・締結解除用のプーラ 65・・・脱頭手段 特許出願人 日産自動車株式会社 第5図 V ↓ 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ペイロードを開頭式フェアリングの内部に収納した頭胴
    部において、ペイロードに耐熱性のあるキャップを被着
    したロケットの頭胴部。
JP24287985A 1985-10-31 1985-10-31 ロケツトの頭胴部 Pending JPS62103299A (ja)

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JP24287985A JPS62103299A (ja) 1985-10-31 1985-10-31 ロケツトの頭胴部

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JP24287985A JPS62103299A (ja) 1985-10-31 1985-10-31 ロケツトの頭胴部

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JPS62103299A true JPS62103299A (ja) 1987-05-13

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JP (1) JPS62103299A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0640400A (ja) * 1992-01-13 1994-02-15 Space Syst Loral Inc 宇宙船用自己保形性凸状カバー
JPH0858700A (ja) * 1994-08-19 1996-03-05 Nec Corp 宇宙航行体
JP2011235793A (ja) * 2010-05-12 2011-11-24 Ihi Corp ペイロード保護装置
JP2017519177A (ja) * 2014-06-25 2017-07-13 エムベデア フランス 分離可能な保護フェアリングを有するミサイル

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