JPS6291647A - ロケツトモ−タの伸張自在ノズル吹出し口の製造方法および同ノズル - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、真空状態又は真空に近い状態で動作するよう
に設計されたロケットモータ用伸張自在ノズル吹出し口
の改良に関する。

〔従来技術〕

深宇宙用弾道ミサイルシステム又は衛星プローブは高性
能、縦置でパッケージングが非常に容易な一次推進装置
を必要とする。燃料タンクを別として、推進装置の中で
最も大きな構成要素はロケットモータ排気ノズルである
。ロケットモータノズルはその質量に対して負重なスペ
ースを広くとる。

ロケットモータ用の従来のノズルの吹出し口は所期の軌
道の中間高度で最良の性能全発揮するように設計される
。吹出し口の機能の１つは、ロケットモータの徐々に拡
張する排気プルーム°を支持することができる傾斜面を
形成することによりロケラトモータの前進スラストの一
部を提供することである。高度が増すと周囲大気の圧力
は低下するので、排気プルームはロケットモータの高度
が増すにつれて大きくなる。高度が低いとき、排気プル
ームは吹出し口の有効面に対して小さすぎる。

従って、吹出し口の内縁部に部分真空が形成される傾向
にあるので、ロケットに対して大気圧抗力が発生する。

高い高度では、排気プルームは吹田し口に対して大きす
ぎるため１位置エネルギーの大半は使用されない。高い
高１で存在する低圧状態でロケットモータの拡張する排
気ガスｋ　完全ＶＣ利用できるほど十分に大きいロケッ
トモータノズルは、通常、サイロ内、潜水艦内、及び多
段ミサイルの段の間で有効保管スペースの過度に大きな
部分を占めることになると考えられる。

先行技術において、より短い形状に格納することができ
、それにより最小限のスペースに適合させることができ
ると共に、モータ点火、離陸後には高い高度での動作に
適する形状に伸張させることができるような膨張比の大
きいノズルを提供するために様々な提案がなされてきた
。それらの提案は下記のような吹出し口を使用するもの
であった。

（ａ）　　Ｊ、　Ｈ，Ａｌｔｓｅｉｍａｒの米国特許第
３，３５８，９３３号及びＧ、Ｃ，Ｌａｍｅｒｅ他の米
国特許第４，２７２．９５６号に記載されるように、格
納位置にあるときはロケットモータノズルの内方及び前
方へ一枚の層となるように折りたたまれ、ロケットモー
タガスの前方から後方への流れによって作製、すなわち
完全伸張位置まで伸び広げられるロケットモータノズル
伸張吹出し口、すなわちスカート；（ｂ）　　Ｔ、　Ｏ
，Ｐａ１ｎｓ他の米国特許第３，５９６，４６５号に記
載されるように、ロケットモータノズルの前方へ折りた
九まれ、すなわちその周囲に外方へ折り返され、後にロ
ケットモータノズルの後方に所望の円錐台形を形成する
ようにロケットモータガスにより膨張される膨張自在の
ロケットモータ伸張吹出し口、すなわちスカート： （ｃ）　　Ｌ、　Ｆ、−Ｃａｒ＋ｉｙの米国特許第３，
７１１，０２７号及びＪ、　Ｗ、　Ｄｕ＠ｒｌｎｇ＠ｒ
の米国特許第３，７８４，１０９号に記載されるように
、モータノズルの前方へ折りたたまれ、すなわちその周
囲外方へ折り返され、吹出し口の後部、すなわち吹出し
端部に取付けられるカバーアセンブリが伸張吹出しロｔ
−密封し、モータの動作時には吹出し口を伸張形状に戻
すほど十分に内部のガス圧力を密封するようなロケット
モータ伸張吹出し口、すなわちスカート；（ｄｌ　　Ｄ
、　Ｌ、　Ｆｕｌｔｏｎ他の米国特許第３，３４６，１
８６号、Ｌ、　Ｆ、　Ｃａｒｅｙの米国特許第４，１２
５，２２４号、第４，１６２．０４０号、第４，１８４
，２３８号及び第４．３８７，５６４号、Ｌ、　Ｅ、　
Ｍｉ　ｌ　ｔ＠ｍｂｓ　ｒｇｅｒの米国特許第４，１２
３，５６６号、並びにＦ、　Ｓ、　Ｉｎｍａｎの米国特
許第４，３８３，４０７号及び第４，４８９，８８９号
に記載されるように、モータノズルの前方へ折た友まれ
、すなわちその周囲外方へ折返され、複数の機械的アク
チュエータが吹田し口を伸張形状に戻すようなロケット
モータ伸張吹出し口；（ｅ）　　Ｌ−Ｆ、　Ｃａｒｅｙ
の米国特許第４，１２５，２４４号、第４，１６２．０
４０号、第４，１８４．２３８号及び第４，３８７，５
６４号に記載されるように、（ｄ）項に説明されたのと
同様で、さらに、伸張吹出し口の後端部に取付けられる
スカートが吹出口が格納位置におるときは伸張吹出し口
の内部に向かって張拡けられ、ロケットモータガスの前
方から後方への流れによって伸張形状に作動されるよう
なロケットモータ伸張吹出し口。

所期の軌道の範囲全体にわたυ高い性＃ｔ、ｒ提供する
ための先行技術の提案に関して、それらの方法は、長さ
、重量及び経済性全制限する条件に適合しつつ、高い高
度でのロケット飛行ＩＣ９求される大きな膨張比を達成
するという点では不十分であるという問題がある。

すなわち、添付の図面の第１図に概略的に示される、先
の（ａ）項に記載した先行技術例に関していえは、剛性
吹出し口２の伸張吹出し目部分１の直線子午線に償った
長さり、は吹出し口２の吹出し開口の中経Ｒ４を越える
こと力ｊできないので、伸張吹出し目部分１の長手方向
軸３に清った長さＬａ　がＬ８より小さくなけれはなら
ないことは明白である。

これは、（ａ）項の先行技術例により得られる膨張比を
制限する１人な要因である。なせならば、長さＬｓは格
納状態で吹出し口２の内部に受入れられるように十分に
短くなければならないからである。

（ｂ１項の先行技術例は、２枚の互いに結合された織り
ステンレス鋼パネルから構成され、吹出し口を膨張させ
るためにパネル間にロケットモータカスを放出するマニ
ホルド結合部金倉む膨張自在の伸張吹出し口を使用して
いる。二Ｎ／４Ｉネルとマニホルド結合部は共にシステ
ムを重く且つ大型にし、構成を複雑にするので望ましく
ない。

（ｃ１項の先行技術例に関しては、伸張スカートの吹出
し端ｇＳ’取付けられるカバーアセンブリが必要である
ために、伸張吹出し口の１ｉｔ及びそれに加わる積荷１
が増し、構成も複雑になるので留ましくない。

（ｄＪ項及び（ｅ）項の先行技術例は空気圧シリンダな
どの機械的アクチュエータを使用するが、これもまたシ
ステムを重く且つ大きくし、構成を複雑にするので望ま
しくなｈｏ 本発明は、特に、ノズル伸張部がその内方へ折たたまれ
るような形態の伸張自在ロケットモータ吹出し口に関し
、第１図の先行技術例の図のＬＩＩに対応する直線子午
線ｋｉｔよりはるかに長くし、さらには伸張吹出し目部
分１の吹出し面の半径Ｒｅより長くしたことを特徴とす
る。これＶｒ−より、吹出し面で非常に大きな面極比全
発生する十分な１の伸張吹出し部分用膜材料を先行技術
と比べてはるかに狭いスペースに実質的に高い剛性をも
って格納することができると共に、より薄く、従って軽
い伸張吹出し日用膜材料を使用することができる。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、耐火金属又はその他の材料の平坦なシ
ート又は膜から成り、格納のために折たたむことにより
つぶれた形状とされ、ロケットモータの動作時には前方
から後方へのガスの流れによる訪導で伸ばし広げられる
、面積比の非常に大きい伸張自在ロケットモータ吹出し
口金製造する改良された方法全提供することである。

本発明の別の目的は、扇形に切断され、広げら′ｉ″し
た展から成るシート材料（金属など）を、両端部の縁と
縁とを合わせる関係で装着することにより構成される円
錐の後部、すなわち径大領域が格納のために完全に伸展
され次状態と比べて全長が非常に短く、直径は最小限で
且つ実質的に高い剛性をもった状態でつぶされるように
、さらに詳細にいえば、円錐内部の前方から後方へのガ
スの流れによって伸ばし広ばか行なわれるように格納状
態で膜の後Ｓを形成する材料が前部の中ＶＣ複数の鳩構
成して収納されるように、子午線が直線である円錐又は
円錐台の形態に折たたむ方法全提供することである。

本発明の別の目的は、格納のために、吹出し口をつぶす
とき、伸張自在ノズル吹出口の膜が後端部からその内方
へ複数回折たたまれることを特徴とするような伸張自在
ノズル吹出し口を製造する改良された方法全提供するこ
とである。

本発明のさらに別の目的は、格納形？＋ｆｌｌＣあると
き、伸張自在ノズル吹出し口が全く剛体であることｔ％
徴とする非常に薄い膜から伸張自在ノズル吹出し口を製
造する改良された方法を提供することである。

本発明の別の目的は、伸張自在ノズル吹出し口が後端部
からその内方へ複数回折たたまれるために、吹出し面で
非常に大きな面積比を得るのに十分なＳ：の伸張ノズル
部分用膜材料金はるかに狭いスペースに格納することが
でき、格納形態にある伸張自在吹出し口は全く剛体であ
るようなロケットモータの改良された伸張自在ノズル吹
出し口を提供することである。

上述の目的及びその他の目的を達成するために、゛本発
明は、一実施例によれば、扇形に切断され、広けられ次
シート材料（金属など）全、２つの対向するまっすぐな
縁部全接合することにょシ構成される円錐の後部、すな
わち径大領域が格納のために、完全に伸展された状態と
比べて全長が非常に短く、直径は最小限で且つ実質的に
高い剛性をもった状態でつぶされるように、子午線が直
線である円錐又は円錐台の形態に折たたむことがら成る
。格納状態において、吹出し口の後＠全形成する材料は
吹出し口の前部の中に複数のＲ１１ｔ−成して受入れら
れているので、吹出し口の内部？ロケットモータからの
ガスが前方から後方へ流れることによって伸展は容易に
行なわれる。膜の前部を広く折たたむ必要はなく、目的
に工っては全く払たたまないのが好ましい。

本発明の様々な新規な特徴は本明細書に添けされ且つそ
の一部を成す特許請求の範囲に詳細に記載されている。

本発明、その動作上の利点及び本発明の使用により達成
される特定の目的をさらに良く理解するために、本発明
の好ましい実施例を示す添けの図面及びそのＰ細な説明
を参照する。

〔実施例〕

以下、添げの図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明によれば、ロケットモータノズルの吹出し端部に
取げけるための伸張自在ノズル吹出し口金製造する改良
され比方法が提供される。まず、吹出し口の後端部の一
部分がその前部の内方へ折たたまれ、コンパクトな状態
で格納するために次出し口がつぶされる。ロケットモー
タが点火されると、内方へ折たたまれていた後端部は伸
張自在ノズル吹出し口金前方から後方へ流れるロケット
モータガスによって元の状態に戻る。このように伸張自
在ノズル吹出し口が伸張することにより、有効ロケット
モータ伸張自在ノズル吹出し面の面積とロケットモータ
ノズルスロートの面積トの比は大きくなる。後端部の一
部分のみ、たとえはその部分の二をつぶれた状態で伸張
自在ノズル吹出し口の前端部の中にたたみ込み、ロケッ
トモータの点火時に吹出し面の面積は広がり、吹出し口
の内部に急速でスムースな回復、従って吹出し口を伸張
位１ｔまで伸展させるために十分な圧力が発生される。

本発明の方法は、恢述するような耐熱延性材料から成る
工作物を、円錐台を形成するために対向するまっすぐな
端部を緑と縁とを合わせる関係で接合できるように、第
１２図に示されるような平面図で見て適切な大きさの扇
形に裁断する工程上官むいくつかの工程から成る。扇形
の工作物は、円錐台の径小端部がロケットモータノズル
の吹出し端部に取げけるのに適し且つ径大端部は面釉比
に所望の増加を得るような大きさとなるように選択され
る。

薄い耐熱材料から成る工作物１＝形に裁断する工程に続
いて、工作物の扇形の長い方の側に隣接する部分が、工
作物を分割することにより得られる５つのほぼ同一の歯
形の中にそれぞれ２組の折り目金含むようなパターン金
形成するために変形される。それらの折り目のうち第１
組は工作物の外部から手前に向かって突出しくその後、
円錐台に形成されるン、第２ｍの折り目は手前から見た
ときに凹状とされる。２組の折り目は工作物の表面に、
扇形の工作物の対向するまっすぐな端部が円錐台を形成
するように互いに接合されたときに、円錐台の後端部金
前端部の一部の中へ複数の内方へ折たたまれた鳩の形態
でたたみ込めるような関係を互いに有するように形成さ
れる。工作物は５つの扇形に分割されると説明したが、
必要に応じて全て同じ大きさの６つ以上の扇形に分割し
ても良込。しかしながら、膜の析几たみ及び元の状態へ
の回復全実現するには最低４つの扇形が必要である。

本発明の伸張自在ノズル吹出し口金製造する方法は、円
錐台全形成するために扇形の工作物の対向するま□すぐ
な端部を縁と縁とを合わせる関係で片面溶接によυ接合
する工程と、続いて円錐の径大端部、すなわち後端部の
前方の面の一部を手作業で軸に関して対称に内方及び前
方へ複数の円向き折り目全形成するように折九たむこと
により、コンパクトな形で格納できるように円錐台ｔつ
ぶ用される本発明による伸張自在ノズル吹出し口１０の
特定の一実施例２示す。前述のように、ノズル吹出し口
１０は適切に裁断された１１１１丁火金属又はその他の
耐熱・而】食性材料の平坦なシート、すなわち膜？折り
たたむことにより形成されれは良い。

単に一例として挙げるもので限定的な意味はも友ないが
、ロケットモータ１２のノズル１４は直径３．８５イン
チ（９，７７９ｃｒｎ）のスロート１３を有する。伸展
された、すなわち伸張さａ友状態の伸張自在ノズル吹出
し口１００９１６は１７″の半角を有し、直径が２３〜
２フインチ（５８，４２〜６８．５８上Ｍ）の範囲にあ
る膜１６より厚い相料かう成ルロケットモータのノズル
１４に従来通りの適切な手段（図示せず）により取げけ
られる。肉厚のノズル１４の面積比が小さけれは半角は
１７゜よｐ大きくなると考えられる。

伸張自在ノズル吹出し口１０において、面稙比は吠出し
面１８で２５６、はぼ円錐形の形状から別れる箇所２０
で８０．３である。この中間位置２０での格納形態の後
端部を見ると五角形である。

折り目線及び折たたみ方向金示す円錐の展開面の五分の
−が第８図に示されている。

第１図は、伸張自在ノズル吹出し口１０の完全な格納状
態を示す。伸張自在ノズル吹出し口ＩＯの投手方向軸２
２に関する総長さ短縮率は吹出し面半径の約１１５％で
あり、中間位置２０では伸展された状態の半径の２００
％を越える。これは第２図に示されるような先行技術に
おいて得られる値の２倍を越える。円錐形の膜１６のロ
ケットモータノズに−１４への取付け終了箇所から、は
ぼ円錐形の形状から別れる中間位＃Ｌまでの膜の自由長
さは約１６インチ（４０，６４ｃｒｎ）である。

当業者には自明であるが、伸展状態から格納状態へのエ
ンベロープ短縮の多少、並びに吹出し圃面積比の形態に
よる大小は、角振動数、はぼ円周方向の折り目の数及び
隣接する折り目の間隔を変えることにより１ｉＩ１１１
整できる。第１図及び第７図に示される完全な格納状態
において、伸張自在ノズル吹出し口ｌＯの後端部の折り
目は頂点が長手方向軸２２上にある角錐２４を形成し、
この角錐２４がノズル吹出し口１０の吹田し端部を閉鎖
している。このノズル吹出し口１０の閉鎖は、ロケット
モータ１２の動作開始時、すなわち点火時に、それによ
って発生する吹出し口内部の加圧状態と、前部から後部
へのガスの流れとがノズル吹出し口１０の折り目を広げ
、折り目及び層を順次−いて行くスムースなシーケンス
の中でノズル吹出し口１０を完全な伸張状態まで伸展さ
せるような程度の十分な密封機能を有する。

第３図は、伸展シーケンス開始時の状態を示す。

Ｍ部から後部への流れが始まったときにガス金とらえる
ほぼ半径方向の折り目２６は明瞭に示されている。それ
らの半径方向折り目２６の両側は吹出し面と、第８図に
示される完全展開領域の五分の−の幅の中央にある第２
のほぼ円周方向の折り目３４との間のゾーンから構成さ
れる。各半径方向折り目２６は膜１６の２つの層から形
成される。

第４図及び第５図は、伸展シーケンスの間に次次に現わ
れるほぼ半径方向の折たたみ部分３０及び３２を示す。

それらの半径方向折たたみ部分３０及び３２は、元の状
態への回復及び伸展を続行させるガス金とらえる。第６
図の状態では、伸展プロセスを終了するために、ノズル
吹出し口１０の展１６の内部にノズル吹出し口金安定し
た円形とするのに十分な前部から後部へのガス流１ｔｋ
発生させるだけで良い。

第２図から第６図に関して説明した伸張自在ノズル吹出
し口１０では、はとんどの場合、格納状態で膜１６の材
料の３つの１−が接触している。吹出し面１８と、第８
図に示されるように完全展開領域の五分の−の境界線に
隣接する第１のほぼ円周方向の折り目２８との間の三角
形のシー７３６は、格納状態で膜１６の材料の５つの層
が接触する狭い領域を形成する。

伸張自在ノズル吹出し口１０の外面の部分平面展開図を
示す第８図において、折り目線は実線又は点線として表
わされている。実線で表わされる鮪り目線はその頂点が
手前に突出するものであり、点線で表わされる折り目線
は頂点が手前から見て凹状になるものである。

本発明によれば、第８図に示されるような折り目の・母
ターンは工作物４４全形成する扇形に適切に裁断された
膜１６に、第９図に概略的に示されるような薄長物プレ
スによυ形成される。薄長物プレスは当該技術において
良く知られており、鉄金属及び非鉄金属のシートや板の
湾曲及び成形に広く使用されている。薄長物プレスの特
に有利な点は融通性に畠むこと、１つのセットから別の
セットへの変更が容易且つ迅速にできること、及び工具
類のコストが低いことである。薄長物プレスは長く比較
的狭い台、すなわちテーブルと、端ハウソングの間に取
はけられるラムとを有する低速・卆ンチデレスである。

ラムは機械的に又は油圧により作動されれば良い。

薄侵物プレスによる作業を容易にするために、従来の薄
長物プレスを当業者にｉｉ良く知られているように変形
して使用することが急ましいであろう。従って、第９図
に示されるように、長さの異なる数種類の折り目の形成
に対応するためＶｒ−薄長物デレス３８のテープ）ｖ４
０上のエツジの長さを調整する必要がある。そこで、そ
れぞれ必渋な長さのエツジ全有し、膜１６に折り目を形
成するとき１０次々に置換えることができるいくつかの
テーブル４０を便用して薄長物プレス３８全変形するこ
とが考えられる。

あるいは、当業者には自明であるように、？ｉり目のパ
ターンを第１０図及び第１１図に示されるようなグイプ
レス４２により膜１６に形成しても良い。膜１６はグイ
プレート上に載置され、折り目がプレスされる。ダイプ
レス４２は、第１２図に示されるように膜１６から成る
シート、すなわち工作物４４０両面に１回のダイプレス
作業で必要な折り目上形成するか、又は第８図に示され
るようｌ／Ｃ５回の連続するダイプレス作業のそれぞれ
において工作物の五分の−のみに必要な折り目を形成す
るものとして必要に応じて選択されれば良い。

第１２図は、換１６に形成てれた複数本の折り目を言む
、薄長物プレス又はグイプレスにエジゾレスされ、裁断
された族シート、すなわち工作物４４を示す。

薄長物プレス又はダイプレスによるプレス作Ｍに続いて
、伸張自在ノズル吹出し口１０全形成するために片面浴
接などの何らかの適切な方法により対向するまっすぐな
端部４６及び４８が互いに接合される。

第８図及び第１２図かられかるように、伸張自在ノズル
吹出し口１００円錐を形成する元になる第１２図の工作
物４４に形成される折り目のパターンは、第１．第２及
び第３のほぼ円周方向の折り目線２８．３４及び５４金
それぞれ含む。第１の折り目線２８と第３の折り目線５
４は、第１２図に示される完全な扇形工作物４４の五分
の−から成る第８図の扇形６０の幅全体にわｆｃ９形成
される。扇形６０の第２の折り目線３４は、扇形６０の
中心点６６である角度全成して交わジ、扇形６０と同一
形状である隣接する２つの扇形のそれぞれの中心点に向
かって互いに逆方向へ伸びる２本の折り目線６２及び６
４から構成される。折り目線２８．５４及び３４（折り
目線６２及び６４により形成される）は直線でるるか、
第１２図に示されるように、工作物の幅全体ＶＣｌｈ　
ｔ’ｉ円周方向の折り目線全形成する。図示されるよう
に、３本の折り目線２８．３４及び５４は互いにほぼ等
間隔にあり、第１の折り目線２８から折り目線６２及び
６４の接続点までの距離と、扇形６２の長い方の湾曲外
縁部までの距離とはほぼ等しい。

折り目線２８，５４．．６２及び６４には、出来上がっ
念折り目の頂点が図の手前側に突出するように工作物４
４に形成される第１組の折り目線が含まれる。この第１
組の折り目線には、折り目線６２及び６４の接続点６６
を第１の折りｌ：１線２８の中心点７０に結合する折り
目嶽６８と、接続点６６を第３の折り目線５４の両端に
それぞｆ″ＬＬ結合折り目線７２及び７４とがさらｖｃ
＠−ｇする。

第１ｍの折り目線に含まれるさらに別のＰ［り目線に扇
形６０の長い方の湾曲外縁Ｊ腺の中）し・点７６を第１
の折り目線２８の両端と、互いに離間する中間点とに結
合する。それら￥′ｉ折り折縁目録７８，８０２及び８
４である。さらに別の折り目線８６及び８８は第１の折
り目＃１１２８の両端ｗＭ形６ｏの長い方の湾曲外に線
にそれぞれ結合する。

第２ｍの折り目線に會まれる折り目線は、出来上がった
折り目の頂点が図の手前側から見て凹状になるものであ
る。この組には、扇形６０の長い方の幻曲外縁線の中心
点７６を第１の折り目線２８の中心点７０に結合する折
り目ｉ９０と、第２の折り目線３４の中心点６６を第１
の折り目線２８の両端及び中間点に結合する折り目線９
２，９４゜９６及び９８とがそれぞれ含まれる。折り目
線１００及び１０２は第１の折り目線２８の一端を扇形
６０の長い方の湾曲外縁線に結合し、折り目線１０４及
び１０６は第１の折り目ｌｌ１１２８の他端全回じ湾曲
外縁線に結合する。

第１３図は、伸張自在ノズル吹出し口１０全形成すると
きに第１２図の展工作物を後端部からＲｊｌ端部の中間
位置２０に向かって徐々に内方へ軸に関して対称に折た
たみ、それにより、伸張自在ノズル吹出し口１０を格納
状態に形成する１での手順を示す。そのような折几たみ
は手作業で行なうことができる。

はぼ円周方向の第１の折り目線２ＢＶｃ胸して伸張した
状態のノズル吹出し口１０の内方への折たたみ全開始す
るときの折り目は第１２図及び第１３図ＶＣＡからＥで
示されている。折り目は１つおきに、たとえは折り目Ａ
、Ｃ，Ｅ、Ｂ及びＤの順で膜１６の外面からつまみ折ら
れる。さらに詳細にいえは、折り目Ａ？つまみ折ると、
膜１６は折り目線８８に活って外方へ折たたまれること
になり、これにより、折り目線１０４及び１０６に活っ
た内方への折ｆｃたみが容易になる。その他の折り目Ｃ
，Ｅ、Ｂ及びＤｉ順次つまみ折ることにより、膜１６を
それらの折り目を含む扇形に同様に折たたむことができ
る。次に、つまみ折った折り目をほぼ円周方向の第１の
折り目ＩＩｋ２８に沼って順次内方へ折たためは艮い。

折ｆｃたみの順序はつまみ折ったときの順序と同じ、す
なわちＡ、Ｃ，Ｅ。

Ｂ及びＤの順であっても良い。このようにして第１の内
側層が形成された後のノズル吹田し口１゜の外観は第５
図に示されるのとほぼ＋ａＩじである。

ｆａイて、はぼ同じ手順によりノズル吹ＩｆｆＬ口の後
端部全内方へ折たたんで第２の層を形成すれは良い。第
１２図に最も明瞭に示されるように、この作業全実施す
るための折り目はＦがらＪにより示されている。それら
の折り目の中で、第１３図には折り目Ｉのみが見えてい
る。折り目Ｉｉっまみ折ると、第１２図かられかるよう
に、膜１６は折り目線６８　ＦＣ后って外方へ折たたま
れることになジ１．これにより、膜１６全折り目＃３！
９６，９８及び９２．９４に活って内方へ折たたむのが
容易になる。この場合も、折り目は１つおきに、たとえ
ばＦ、Ｈ，Ｊ、Ｇ及び工の順で折たたまれる。

この折ｆｃたみ作業が終了した後、折り目ＦからＪをほ
ぼ円周方向の第２の折り目線３４に市って順次内方へ折
たためは良い。このときの内方への折た友みも、つまみ
折り九ときと同じ順序で行なって良い。第２の内側層た
友み層が形成されたときのノズル次出し口１０の外観は
第４図に示されるのとほぼ同じである。

ノズル吹出し口１０の後端部をほぼ円周方向の第３の折
り目線５４に関して祈念たむときの折り目は第１２図［
ＫからＯにより示されている。この場合も、折り目は１
つおきに、たとえはＫ　、　Ｍ。

０、Ｌ及びＮの順で、折り目線７２及び７４に関しては
外方へ、また、折り目線１０８に関しては内方へ折たた
むことにより次々に形成される。それらの折り目の中で
、第１３図には折り目Ｎ及び０のみが示されている。こ
の折た几み手順の中途の段階で、ノズル吹出し口１０の
外観は第２図に示されるのとほぼ同じである。この訴た
たみ作業が終了したとき、伸張自在ノズル吹出し口は第
１図に示されるような格納のためにつぶれた状態であり
、その後端部は第７図に示される工つな外鉄を呈する。

伸張自在ノズル吹出し１全上述のように内方へ折Ｌｆｃ
む方法を、便宜上、「軸対称」折たたみという。

第１４図は、先に第１図の先行技術シリに関連して説明
したいくつかの関係とＶｉ、著しく異なる、第２図から
第１３図に関して説明した本発明の実施例による伸張自
在ノズル吹出し口１０の対応するいくつかの関係を示す
略図である。第１４図から明らかであるように、子午線
長さＬＩＳは複数の層として格納きれるので、この長さ
Ｌ３は、ノズル吹出し口１０の折たたまれない部分５０
の吹出し開口の半径Ｒ４よりはるかに大きくて良い。第
８図に示されるように、この部分５０は膜１６の裁断前
縁部５２とほぼ円周方向の第３の仇り目＆＋５４との間
の部分である。心残に応じて、Ｌｓは伸張自在ノズル吹
出し口１０の吹出し面１８の半径Ｒｅより大きくても良
い。先に第１図の先付技術例に関連して説明したように
、従来は長さり、をＲｆより大きくすることは不用能で
あっ几。

第１５図は、折たたまれた状態の伸張自在ノズル吹出し
口ｌＯをロケットモータ１２′に取げけるためのトラッ
プけき支持装置１１２を含むノズル吹出し口１０の一部
の部分断面図である。さらに詳細にいえば、伸張自在ノ
ズル吹出し口１０の前１ｉ１４Ｕロケツトモータ１２′
のもぐりノズル１４’のト」鉦都の抜部外面１１６と、
プラスチック断熱相から成る環状円錐ベルト１２ｏとの
間ＶＣＣ持持れる。断熱杓の環状円錐ベルト１２ｏを取
巻く環状のチタン密閉部材１２２は、環状円錐ベルト１
２０の外面にすベシはめされる内面１２４を有する。チ
タン密閉部杓１２２はロケットモータケース１３３の後
方へ突出するリム１２３に複数個の周囲に適切に離間し
て配置されるガ（ルト１２５により取付けられる。

伸彊自在ノズル吹出し口１０をロケットモータノズル１
４′の円錐に関して適正な位！関係に支持するために、
５つの側面ヲ有するプラスチックリング１２６が設けら
れている。プラスチックリング１２６は、トラップ寸き
支持装置１２２の組立て全容易にするために４つの別個
の部分として製造されることが望ましい。第１５図に示
されるように、グラスチックリング１２６はその彼方側
面でプラスチック断熱材の環状円錐ベルト１２０及びチ
タン密閉部材１２２と当接する関係にある。

工面プラスチックリング１２６は前面でロケットモータ
円錐部１１８の環状肩部１２８と当接する関係にある。

周囲＄１３２’ｉ有するチタンリング１３０はチタン密
閉部杓１２２及びプラスチックリング１２６の隣接する
周囲にすベシはめされる。

ゴム又はその他の適切な弾性材料から製造される０リン
グ１３４は周囲溝１３２の中に、ロケットモータケース
１３３と支持装置１１２との接触面ｆ！密封するために
設けられる。ロケットモータ円錐部１１８、プラスチッ
クリング１２６及びチタンリング１３０の隣接する面に
環状のプラスチックベルト１３６全珈切な接着剤により
取げけても良い。

伸張自在ノズル吹出し口１０の製造に採用される膜１６
は倒れかの適切な延性、向」熱、耐食性金属又は合金か
ら形成されれば良い。この構成に好ましい今風合金は、 ニオブｌＯ％　ハフニウム ニオ７”１０％　タングステン１０％　ハフニウム０．
１％　イットリウム　（融点的２３９８．９℃）タンク
／Ｉ／１０％　タングステン （融点的３０３７．８℃） これらの今風合金はそれぞれシート桐料として利用でき
る。厚さ０．１２７フのとき、第１のニオブｋ　ベース
とする・ソートのｍ［は約０．８３８２ａａの２Ｄカー
ボン−カーボンに相当し、メンタルをベースとするシー
トのＭ量は約１．４７３２ｍｍの２Ｄカー？ン〜カーボ
ンに相当する（２Ｄは二次元を表わす）。

敦するに、以上説明した本発明の実施例においては、吹
出し面で非常に大きな面積比を得るのに十分な−の膜材
料全先行技術と比べてはるかに狭いスペースに格納する
ことができる。従って、先行技術例金表わす第１図に示
されるように、伸張自在ノズル吹出し口の子午線ＶＣＧ
った長さＬｓはノズル吹出し口のロケットモータノズル
への取付け領域における半径Ｒ’ｆ’を越えることがで
きないので、伸張自在ノズル吹出し口の長手方向軸に浴
った長さＬｌは長さし８より短くなければならない。

本発明によれば、第１４図の略図により示されるように
、長さＬｓは複数の層として格納されるので、長さＬｓ
は伸張自在ノズル吹出し口のロケットモータノズルへの
取付け領域における半径Ｒｆ　　よジはるかに大さくて
良く、さらにはノズル吹田し口の吹出し面の半径Ｒｅよ
り大きくても良い。

図示される本発明の笑施例においては、円錐形吹出し口
の前部の長さを短軸したため及び格納される後部が境界
面で形状を維持するために、ノズル吹出し口１０の格納
形態は全く剛性となっている。その上うな釘」性が得ら
れないと、ノズル吹出し口の膜はモータ点火前にもろく
なってしまうので全く便用できない。

折たたまれていないノズル吹出し口の膜の必女な岡１」
性は使用ｔｌ＋ｉＪ慣性負荷（すなわち、使用中に構造
を堅くする内部圧力の発生前）ＶＣＸり決定されるので
、本発明では、従来より薄い、従って軽いノズル吹出し
口用課杓料全便用することができる。

従って、実現可能な敢大達成吹出し直径（Ｎ倉鵬加によ
って面積比が許容するより大きな泗撃増加が請求される
前）は大きくなる。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明に関してその
趣旨を逸脱せずに変形を実施して差しつかえないことは
当業者ＶｃＶｉ明白であろう。従って、本発明の範囲は
図示し且つ説明した特定の実施例に限定されるのではな
く、添けの特許請求の範囲により限定されるものとする
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による伸張自在ノズル吹出し口に！す
るロケットモータの伸張自在ノズル吹出し口が格納状態
にある場合金示す一部横断面斜視図、 第２図は、先行技術によるノズル伸張部分のいくつかの
関係金示す部分略図、 第３図から第６図は、様々な伸展段階にある第１図の伸
張自在ノズル吹出し口をそれぞれ示す図、第７図は、格
納状態にある伸張自在ノズルの後端部の図、 第８図は、第１図および第３図から第７図の伸張自在ノ
ズル吹出し口の展開さｆ″した外面の特定の部分の−の
部分の部分平面図、 第９図は、折り目線を形成するために薄い金属シー１料
が薄長物プレスのテーブル上に載置された状態金示す部
分斜視図、 第１０図は、薄い金属シートがダイプレート上に載置さ
れ、折り目線を形成するために折り目がプレスされる別
の方法を示す部分斜視図、第１１図は、第１０図のダイ
プレスの動作を示す部分図、 第１２図は、本発明の伸張自在ノズル吹出し口にさらに
成形する前に薄長物プレスによるプレス及び裁断により
得られる扇形の薄い金属シート材料を示す図、 第１３図は、格納のために吹出し口の後端部をその前部
につぶし入れるときに、伸張した吹出し口の後端部から
始めて換金いくつかの折り目線で軸に関して対称に折７
’Ｃ７’（む方法？示す図、第１４図は、第１図に示さ
れる先行技術におけるいくつかの関係と比較するために
本発明による伸張自在ノズル吹出し口の対応する関係を
示す凶、及び 第１５図は、本発明の伸張自在ノズルのためのトラップ
は支持装置’に示す部分図である。 １０・・・伸張自在ノズル吹出し口、１２・・・ロケッ
トモータ、１３・・・スロート、１４・・・ノズル、１
６・・・腹、２８・・・第１の折り目線、３４・・・第
２の折り目線、４４・・・歯形工作物、５４・・・第３
の折り目線、６２．６４，６８，７２，７４，７８，８
０゜８２．８３４，８６．８８・・・第１１１の折り目
線、９０．９２，９４，９６．９８，１００，１０２゜
１０４．１０６・・・第２Ｍの折り目線。 特許用願人 モートンサイオコール、インコー水レイティド特許出願
代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伸張自在ノズル吹出し口の少なくとも一部が、まず
   最初に、ロケットモータノズルに対してコンパクトな形
   態で格納するためにノズル吹出し口の内方へ折たたまれ
   、ロケットモータの点火時にはロケットモータガスが前
   方から後方へ流れることによって元の状態に戻り、有効
   ロケットモータノズル／伸張自在ノズル吹出し口吹出し
   面の面積とロケットモータノズルスロートの面積との比
   を実質的に増加させる、ロケットモータノズルの吹出し
   端部に取付けるための伸張自在ノズル吹出し口を製造す
   る方法において、前記方法は、（ａ）薄い耐熱延性シー
   ト材料から成る工作物を、径小端部はロケットモータノ
   ズルの吹出し端部に取付けるのに、適し且つ径大端部は
   面積比に所望の増加を発生させる大きさであるような円
   錐台を形成するために対向する端部が縁と縁とを合わせ
   る関係で接合されるように平面図で見て扇の形状に裁断
   する工程と； （ｂ）長い方の湾曲縁部に隣接する扇形工作物の少なく
   とも一部を扇形工作物の一端から他端に向かって変形し
   て第１組及び第２組の複数本の折り目を形成する工程で
   あって、第１組の折り目は、それぞれ、手前側に突出し
   、第２組の折り目は、それぞれ、手前から見たときに凹
   状となり、第２組の全ての折り目は、前記工作物の対向
   する端部が縁と縁とを合わせる関係で互いに接合された
   とき、円錐台の面をその長さの少なくとも一部について
   複数の内側に折たたまれた層を成して円方及び前方へ折
   たためるように、前記第１組の折り目の間に前記工作物
   の横方向に延びるものと；（ｃ）円錐台を形成するため
   に扇形工作物の対向する端部を互いに接合する工程と； （ｄ）前記円錐台の面が複数の内側に折たたまれた層と
   なるように前記円錐台の径大端部を徐々に内方及び前方
   へ折たたむ工程と； から成り、これにより、形成された前記円錐台はその径
   小端部でロケットモータノズルに対する格納位置におい
   てロケットモータノズルの吹出し端部に取付けるのに適
   する状態となり； ロケットモータが点火したとき、格納された円錐台はロ
   ケットモータガスの前方から後方への流れにより伸展し
   、有効ロケットモータノズル／伸張自在ノズル吹出し口
   吹出し面の面積とロケットモータノズルスロートの面積
   との比を実質的に増加させる方法。 ２、前記工作物はニオブ及びハフニウム１０％から成る
   合金により形成される特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ３、前記工作物はニオブと、タングステン１０％と、ハ
   フニウム１０％と、イットリウム０．１％とから成る合
   金により形成される特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、前記工作物はタンタル及びタングステン１０％から
   成る合金により形成される特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ５、扇形工作物を変形する工程において、折り目は工作
   物を構成する少なくとも４つのほぼ等しい形の分割扇形
   のそれぞれについて繰返されるパターンとして形成され
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、それぞれの分割扇形に形成されるパターンは、前記
   工作物の湾曲した両外縁部とほぼ同心である第１、第２
   及び第３の折り目線を形成する第１組の折り目を含み、
   前記折り目線の第１のものは前記工作物の長い方の湾曲
   側縁線に最も近接し、前記折り目線の第３のものは前記
   工作物の短い方の湾曲側縁線に最も近接し、前記折り目
   線の第２のものは前記第１及び第３の折り目線からほぼ
   等距離にあり、第１及び第３の折り目線の幅は分割扇形
   の幅と等しく、前記折り目線の第２のものは、分割扇形
   の幅のほぼ中間点で互いに小さな角度を成して出会い且
   つ隣接する分割扇形に重なり合う２本の折り目から構成
   され、前記第１組の折り目に含まれる別の折り目は前記
   第２の折り目線の折り目の接続点を第１の折り目線の分
   割扇形の中心点と、前記第３の折り目線の両端とに結合
   し、前記第１組の折り目のさらに別の折り目は分割扇形
   の長い方の湾曲側縁線の中心点を前記第１の折り目線の
   両端と、前記第１の折り目線の中心と両端との中間の複
   数の点とに結合し、前記第１組の折り目の別のものは前
   記第１の折り目線の両端を前記長い方の湾曲側縁線に結
   合し、前記第２組の前記折り目は分割扇形の長い方の湾
   曲側縁線の前記中心点を前記第１の折り目線の中心点に
   結合すると共に、前記長い方の湾曲側縁線を分割扇形の
   両側に隣接する点から前記第１の折り目線の両端に結合
   し且つ前記第２の折り目線の折り目の接続点を前記第１
   の折り目線の両端と、その中心と両端との中間の複数の
   点とに結合する特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７、パターンは工作物を構成する５つの等しい分割扇形
   のそれぞれにおいて繰返される特許請求の範囲第６項記
   載の方法。 ８、前記円錐台の折たたみ層はロケットモータからのガ
   スの前方から後方への流れを阻止して、ロケットモータ
   の点火時に円錐台を所期の位置まで戻し、伸ばし広げる
   のに十分な圧力を円錐台の内部に発生させる特許請求の
   範囲第７項記載の方法。 ９、スロート領域を有するロケットモータノズルに取付
   けられて、有効ロケットモータノズル／伸張自在ノズル
   吹出し口面積とロケットモータノズルスロート面積との
   比を増加させるロケットモータ用伸張自在ノズルであっ
   て、 延性耐熱材料の扇形の膜から形成され、前記膜の対向す
   る湾曲側縁線の一方は他方より長く、その両端部は円錐
   台を形成するために縁と縁とを合わせる関係で接合され
   、前記円錐台の後端部を形成する膜部分は第１組及び第
   ２組から成る複数本の共動する折り目線により変形され
   、第１組の折り目線のそれぞれの頂点は膜の外側から手
   前側へ突出し、第２組の折り目線のそれぞれの頂点は手
   前から見て凹状となり、前記第１組の折り目線は前記扇
   形の膜の横方向と長手方向に共に延び、前記第２組の折
   り目線は横方向にのみ延びるため、前記円錐台は前記ロ
   ケットモータに対してコンパクトな形で格納するために
   後端部から内方へ軸に関して、対称に複数の層を成すよ
   うに折りたたまれ、前記伸張自在ノズルは前記ロケット
   モータの点火時にロケットモータガスの前方から後方へ
   の流れにより所期の位置まで広げられるロケットモータ
   用伸張自在ノズル。 １０、前記膜はニオブ及びハフニウム１０％から成る合
   金により形成される特許請求の範囲第９項記載のロケッ
   トモータ用伸張自在ノズル。 １１、前記膜はニオブと、タングステン１０％と、ハフ
   ニウム１０％と、イットリウム０．１％とから成る合金
   により形成される特許請求の範囲第９項記載のロケット
   モータ用伸張自在ノズル。 １２、前記膜はタンタル及びタングステン１０％から成
   る合金により形成される特許請求の範囲第９項記載のロ
   ケットモータ用伸張自在ノズル。 １３、前記第１組及び第２組の共動する折り目線による
   前記膜の変形は、前記扇形の膜を構成する少なくとも４
   つのほぼ等しい分割扇形のそれぞれにおいて繰返される
   パターンの形である特許請求の範囲第９項記載のロケッ
   トモータ用伸張自在ノズル。 １４、前記パターンは前記扇形の膜を構成する５つの分
   割扇形のそれぞれにおいて繰返される特許請求の範囲第
   １３項記載のロケットモータ用伸張自在ノズル。 １５、第１組の折り目は前記膜の湾曲する側縁線とほぼ
   同心である折り目線を形成し、前記折り目線の第１のも
   のは前記膜の長い方の湾曲側縁線に最も近く、前記折り
   目線の第３のものは前記膜の短い方の湾曲側縁線に最も
   近く、前記折り目線の第２のものは前記第１及び第３の
   折り目線からほぼ等距離にあり、吹出し面と第１の折り
   目線との間、第１の折り目線と第２の折り目線との間及
   び第２の折り目線と第３の折り目線との間の領域の幅は
   それぞれほぼ等しく、前記折り目線の第２のものは、分
   割扇形の幅のほぼ中間点で互いに小さな角度を成して交
   わり且つ隣接する分割扇形に重なり合う２本の折り目か
   ら構成され、前記第１組の折り目に含まれる別の折り目
   は前記第２の折り目線の折り目の接続点を第１の折り目
   線の分割扇形の中心点と、前記第３の折り目線の両端と
   に結合し、前記第１組の折り目のさらに別のものは分割
   扇形の長い方の湾曲側縁線を前記第１の折り目線の両端
   と、前記第１の折り目線の中心点と両端との中間の複数
   の点とに結合し、前記第１組の折り目の別のものは前記
   第１の折り目線の両端を前記分割扇形の前記長い方の湾
   曲側縁線に結合し、前記第２組の折り目は分割扇形の長
   い方の湾曲側縁線の前記中心点を前記第１の折り目線の
   中心点に結合すると共に、前記長い方の湾曲側縁線を分
   割扇形の両側に隣接する点から前記第１の折り目線の両
   端に結合し且つ前記第２の折り目線の折り目の接続点を
   前記第１の折り目線の両端と、その中心点と両端との中
   間の複数の点とに結合する特許請求の範囲第１４項記載
   のロケットモータ用伸張自在ノズル。