JPS6254841B2 - - Google Patents
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- JPS6254841B2 JPS6254841B2 JP57098355A JP9835582A JPS6254841B2 JP S6254841 B2 JPS6254841 B2 JP S6254841B2 JP 57098355 A JP57098355 A JP 57098355A JP 9835582 A JP9835582 A JP 9835582A JP S6254841 B2 JPS6254841 B2 JP S6254841B2
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- combustion chamber
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
- B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
-
- 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
- F02K9/42—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
- F02K9/60—Constructional parts; Details not otherwise provided for
- F02K9/62—Combustion or thrust chambers
- F02K9/64—Combustion or thrust chambers having cooling arrangements
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はロケツトの燃焼室、特に冷却のための
溝構造冷却壁を有する液体ロケツト燃焼室の外筒
の製造方法に関する。
溝構造冷却壁を有する液体ロケツト燃焼室の外筒
の製造方法に関する。
近年液体ロケツトエンジンの燃焼圧が増大する
に伴い燃焼室の冷却が設計上最も重要な課題とな
つている。
に伴い燃焼室の冷却が設計上最も重要な課題とな
つている。
従来は第１図特に部分拡大図Ａに示すように数
百本のチユーブを束ねて燃焼室を製造していた。
しかし、このようなチユーブ構造では冷却性能が
劣り、高燃焼圧のエンジンには採用出来ない。
百本のチユーブを束ねて燃焼室を製造していた。
しかし、このようなチユーブ構造では冷却性能が
劣り、高燃焼圧のエンジンには採用出来ない。
このため、第２図ｂに示す溝構造冷却壁を持つ
燃焼室が開発された。この溝構造冷却壁は、同図
ａのチユーブ構造に比べて高温燃焼ガスに接する
燃焼室内面１の面積が小さく、逆に冷却通路２の
面積すなわち冷却面積が大きいという２重の長所
があり、高燃焼圧のエンジンには極めて有利な構
造となる。
燃焼室が開発された。この溝構造冷却壁は、同図
ａのチユーブ構造に比べて高温燃焼ガスに接する
燃焼室内面１の面積が小さく、逆に冷却通路２の
面積すなわち冷却面積が大きいという２重の長所
があり、高燃焼圧のエンジンには極めて有利な構
造となる。
ところが、この溝構造ロケツト燃焼室の製造に
は多くの問題点があつた。即ち、従来の製造方法
においては、第３図ａに示すような熱伝導性のよ
い金属としての銅もしくは銅合金製の円筒１に同
図ｂのように燃焼室の軸方向の溝２を機械加工に
よつて切削する。次にこの溝部の外側に同図ｃに
示すように外筒３をとりつけるが、この際、冷却
溝２に悪影響を与えないで内筒１と外筒３を強力
に接合しなければならない。
は多くの問題点があつた。即ち、従来の製造方法
においては、第３図ａに示すような熱伝導性のよ
い金属としての銅もしくは銅合金製の円筒１に同
図ｂのように燃焼室の軸方向の溝２を機械加工に
よつて切削する。次にこの溝部の外側に同図ｃに
示すように外筒３をとりつけるが、この際、冷却
溝２に悪影響を与えないで内筒１と外筒３を強力
に接合しなければならない。
この接合法としてロー付け法と電鋳法とが知ら
れている。しかし、ロー付け加工による方法では
冷却溝２内にロー材が流入し、溝断面積を変化さ
せ、所定の冷却効果を得ることが困難となり、多
くの場合エンジンの焼損につながる。また、エン
ジン全体に渡つて一様にロー接合を行うことは不
可能に近い。
れている。しかし、ロー付け加工による方法では
冷却溝２内にロー材が流入し、溝断面積を変化さ
せ、所定の冷却効果を得ることが困難となり、多
くの場合エンジンの焼損につながる。また、エン
ジン全体に渡つて一様にロー接合を行うことは不
可能に近い。
一方、電鋳法は電気メツキにより内筒１の外側
に外筒３を形成する方法であり、現在スペースシ
ヤトル用のエンジン製造にも使われている。しか
し、この方法によつて形成される外筒は内部応力
が発生し易く、強度も弱くなる。この内部応力を
抑えるためには電気分解反応を遅くする必要があ
り、所定の厚さの外筒を作るには数百ないし数千
時間の反応時間を要することとなる。その上、こ
のようにして製作された外筒はNi製であるため
延性に乏しく、エンジンに発生する応力がCu製
内筒１に集中し、エンジンの寿命を低下させるこ
とが知られている。
に外筒３を形成する方法であり、現在スペースシ
ヤトル用のエンジン製造にも使われている。しか
し、この方法によつて形成される外筒は内部応力
が発生し易く、強度も弱くなる。この内部応力を
抑えるためには電気分解反応を遅くする必要があ
り、所定の厚さの外筒を作るには数百ないし数千
時間の反応時間を要することとなる。その上、こ
のようにして製作された外筒はNi製であるため
延性に乏しく、エンジンに発生する応力がCu製
内筒１に集中し、エンジンの寿命を低下させるこ
とが知られている。
本発明は、内筒と同一材料により粉末冶金法に
よつて溝構造を有する冷却内筒１上に強固な外筒
を被覆加工することによつて、上記のような欠点
を含まぬ外筒の製造方法を提供するものである。
よつて溝構造を有する冷却内筒１上に強固な外筒
を被覆加工することによつて、上記のような欠点
を含まぬ外筒の製造方法を提供するものである。
以下、実施例は内・外筒とも銅製の場合につい
て説明する。
て説明する。
第４図に示すように、内筒１は機械加工によつ
て所定の形状に製作される。この内筒１の溝部２
に溶融したパラフインワツクス４を空孔が生じな
いように充てんする。次いで、ワツクス４が固化
した状態で、静水圧等により１トン／cm2程度の圧
縮圧力をかけワツクス４をより稠密にする。この
圧縮によつてワツクス４が沈降した場合は更にワ
ツクスを追加し、溝隔壁頂上部５面とワツクス４
面とを同一面となるようにする。この工程が不完
全な場合、後述の外筒３の形成時にワツクス４の
沈降により外筒３が溝２中に湾曲する現象を生ず
るので、必要に応じ上記の操作を繰り返し、静水
圧によりワツクス４の沈降が生じないことを確認
する。
て所定の形状に製作される。この内筒１の溝部２
に溶融したパラフインワツクス４を空孔が生じな
いように充てんする。次いで、ワツクス４が固化
した状態で、静水圧等により１トン／cm2程度の圧
縮圧力をかけワツクス４をより稠密にする。この
圧縮によつてワツクス４が沈降した場合は更にワ
ツクスを追加し、溝隔壁頂上部５面とワツクス４
面とを同一面となるようにする。この工程が不完
全な場合、後述の外筒３の形成時にワツクス４の
沈降により外筒３が溝２中に湾曲する現象を生ず
るので、必要に応じ上記の操作を繰り返し、静水
圧によりワツクス４の沈降が生じないことを確認
する。
次いで内筒１の溝隔壁頂上部５にサンドペーパ
ー等によつて表面処理を行ない、外筒との焼結性
を高める。
ー等によつて表面処理を行ない、外筒との焼結性
を高める。
以上の処理を施こした内筒１を内面にプレツシ
ヤーバツクを配置した型中に置き、第５図に示す
ように、内筒１とプレツシヤーバツク６との間隙
に内筒１と同じ材料である銅粉末７を充てんす
る。銅粉末７としては150〜400メツシユの電解銅
粉を用いる。
ヤーバツクを配置した型中に置き、第５図に示す
ように、内筒１とプレツシヤーバツク６との間隙
に内筒１と同じ材料である銅粉末７を充てんす
る。銅粉末７としては150〜400メツシユの電解銅
粉を用いる。
次いで静水圧法等により、銅粉末充てん層７を
圧縮成形する。圧縮圧力は１トン／cm2程度を目安
とする。
圧縮成形する。圧縮圧力は１トン／cm2程度を目安
とする。
この圧縮成形体を電気炉内に設置し、銅粉末の
酸化を防ぐために水素ガス、希ガス等の雰囲気中
か真空中で焼結を行う。最初は炉温度を400ない
し500℃に保ち、溝部２に充てんしたパラフイン
ワツクス４を除去する。このパラフインワツクス
が残留すると後の焼結反応が損なわれるので完全
に除去する必要がある。機器もしくは目視により
パラフインワツクスが完全に蒸発したことを確認
してから炉温度を900℃前後に昇温し、約２〜３
時間その温度を保つ。炉温度およびその保持時間
は使用銅粉の粒径、圧縮成形圧力等により多少変
化するので予備試験によつて最適値を決定してお
く必要がある。この熱処理によつて粉末銅だけで
なく、内筒１の母材銅原子と粉末銅原子間での焼
結反応が進み、内筒１と１体の強じんな外筒３が
形成される。
酸化を防ぐために水素ガス、希ガス等の雰囲気中
か真空中で焼結を行う。最初は炉温度を400ない
し500℃に保ち、溝部２に充てんしたパラフイン
ワツクス４を除去する。このパラフインワツクス
が残留すると後の焼結反応が損なわれるので完全
に除去する必要がある。機器もしくは目視により
パラフインワツクスが完全に蒸発したことを確認
してから炉温度を900℃前後に昇温し、約２〜３
時間その温度を保つ。炉温度およびその保持時間
は使用銅粉の粒径、圧縮成形圧力等により多少変
化するので予備試験によつて最適値を決定してお
く必要がある。この熱処理によつて粉末銅だけで
なく、内筒１の母材銅原子と粉末銅原子間での焼
結反応が進み、内筒１と１体の強じんな外筒３が
形成される。
最後に多少肉厚に形成された焼結層を機械加工
により所定の厚さに仕上げ、外筒３が完成する。
により所定の厚さに仕上げ、外筒３が完成する。
完成した燃焼室の１部断面図を第６図に示す。
上記の工程中、溝２に充てんするパラフインワ
ツクスにアルミナ・マグネシア等のセラミツクの
粉末その他の金属粉末を混合してもよい。この混
合ワツクスは稠密度が大きく、静水圧によるワツ
クス面の沈降を防止するための圧縮操作は、パラ
フインワツクスのみの場合より大幅にその回数を
減少出来る。ただし、外筒の焼結後も添加した粉
末が溝内に残留するので、洗浄あるいは薬品処理
等により物理的あるいは化学的に除去する必要が
ある。
ツクスにアルミナ・マグネシア等のセラミツクの
粉末その他の金属粉末を混合してもよい。この混
合ワツクスは稠密度が大きく、静水圧によるワツ
クス面の沈降を防止するための圧縮操作は、パラ
フインワツクスのみの場合より大幅にその回数を
減少出来る。ただし、外筒の焼結後も添加した粉
末が溝内に残留するので、洗浄あるいは薬品処理
等により物理的あるいは化学的に除去する必要が
ある。
本発明は、上記のように内筒と同質の材料を用
い、粉末冶金法によつて外筒を製造したので、 冷却溝は金属粉の圧縮成形時に充てん剤がつ
められており、ロー付けの場合のような溝内へ
の流れ込みがなく、所定の冷却材流路が得られ
る。
い、粉末冶金法によつて外筒を製造したので、 冷却溝は金属粉の圧縮成形時に充てん剤がつ
められており、ロー付けの場合のような溝内へ
の流れ込みがなく、所定の冷却材流路が得られ
る。
金属粉は静水圧等により一様に内筒に圧着さ
れ、同種材料の内外筒が焼結により強く接合さ
れるので、部分的剥離の生ずる恐れは全くな
い。
れ、同種材料の内外筒が焼結により強く接合さ
れるので、部分的剥離の生ずる恐れは全くな
い。
外筒の形成は電気化学的方法によらないの
で、内部応力の発生もなく、加工時間も極めて
短くなる。
で、内部応力の発生もなく、加工時間も極めて
短くなる。
内外筒が同質の材料で形成されているので、
ロケツト燃焼室に発生する応力が内筒に集中す
るようなことがなく、再利用型のロケツトエン
ジンとして好適である。
ロケツト燃焼室に発生する応力が内筒に集中す
るようなことがなく、再利用型のロケツトエン
ジンとして好適である。
第１図、第２図は従来のロケツト燃焼室の構造
説明図、第３図はその製造過程の説明図、第４
図、第５図は本発明の燃焼室の製造過程の説明
図、第６図は完成した燃焼室の一部断面図 １：内筒、２：冷却剤通路溝、３：外筒、４：
ワツクス、６：プレツシヤーバツグ、７：金属
粉。
説明図、第３図はその製造過程の説明図、第４
図、第５図は本発明の燃焼室の製造過程の説明
図、第６図は完成した燃焼室の一部断面図 １：内筒、２：冷却剤通路溝、３：外筒、４：
ワツクス、６：プレツシヤーバツグ、７：金属
粉。
Claims (1)
- １ 溝構造の冷却壁を有する内筒を製作する工
程、上記溝中に充てん剤を充てんする工程、該溝
中に充てん剤を充てんした内筒の周囲に金属粉末
を所定の厚さに圧縮成形する工程、上記圧縮成形
体を焼結する工程からなる粉末冶金法によるロケ
ツト燃焼器の外筒の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57098355A JPS58217605A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | ロケツト燃焼器製作法 |
| US06/500,018 US4508680A (en) | 1982-06-08 | 1983-06-01 | Method of manufacturing a rocket combustion chamber |
| DE3320557A DE3320557C2 (de) | 1982-06-08 | 1983-06-07 | Verfahren zur Herstellung der Kühlwand einer Raketenbrennkammer und Verwendung derselben |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57098355A JPS58217605A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | ロケツト燃焼器製作法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217605A JPS58217605A (ja) | 1983-12-17 |
| JPS6254841B2 true JPS6254841B2 (ja) | 1987-11-17 |
Family
ID=14217577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57098355A Granted JPS58217605A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | ロケツト燃焼器製作法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4508680A (ja) |
| JP (1) | JPS58217605A (ja) |
| DE (1) | DE3320557C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0593993U (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-21 | 日産ディーゼル工業株式会社 | アウトサイドミラーの車体取付構造 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6082602A (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-10 | Natl Aerospace Lab | ロケツト燃焼器外筒製作法 |
| JPS6082603A (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-10 | Natl Aerospace Lab | ロケツト燃焼器製作法 |
| DE3436419C2 (de) * | 1983-10-07 | 1990-11-15 | Yoshimichi Chigasaki Kanagawa Masuda | Verfahren zur Herstellung von Raketenbrennkammern |
| DE4115403A1 (de) * | 1991-05-10 | 1992-11-12 | Mtu Muenchen Gmbh | Duesenwand |
| US5822853A (en) * | 1996-06-24 | 1998-10-20 | General Electric Company | Method for making cylindrical structures with cooling channels |
| US20030032874A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Dexcom, Inc. | Sensor head for use with implantable devices |
| KR20050011549A (ko) * | 2003-07-23 | 2005-01-29 | 삼성전자주식회사 | 용량가변 회전압축기 |
| CN105971768B (zh) * | 2016-06-10 | 2017-09-15 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于再生冷却的自增压供应系统 |
| CN106078098B (zh) * | 2016-06-29 | 2018-05-22 | 航天材料及工艺研究所 | 一种发动机推力室的制备方法 |
| CN109807338B (zh) * | 2019-01-25 | 2021-04-13 | 航天材料及工艺研究所 | 一种铼铌复合喷管的分段式制备方法 |
| CN114876674B (zh) * | 2022-07-08 | 2022-11-15 | 太原理工大学 | 一种实验液体火箭发动机用水冷喷管 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3531848A (en) * | 1966-01-10 | 1970-10-06 | Battelle Development Corp | Fabrication of integral structures |
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| JPS58217605A (ja) | 1983-12-17 |
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