JPH02211363A - 二段推力型ロケットモータ - 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］ この発明は、二段階の推力発生する第１段、第２段ステ
ージを有する二段推力型ロケットモータの改良に関する
ものである。

［従来の技術］ この種の二段推力型ロケットモータでは、ロケットの慣
性力を利用した飛行制御を行なうために燃焼の終了した
第１段ステージを切り放さずに第２段ステージを燃焼さ
せる必要がある。

そして、第２段ステージの点火を第１段ステージとは独
立に行なうために第１段ステージの燃焼力が第２段ステ
ージに伝達されないようにし、しがも、第２段ステージ
の燃焼時には第１段ステージをノズルへ通ずる単なる通
路として利用して第２段ステージの燃焼力を減衰させず
にノズルへ導かねばならない。

そこで、従来は第７図に示すように第１段ステージの燃
焼室１と第２段ステージの燃焼室２との間に中央間口３
ａを有する内方フランジ状の隔壁３を設け、この中央開
口３ａを凸部を後方へ向けるドーム状のポートカバー４
によって第１段ステージ側から閉塞している。

ホードカバー４は、鋳鉄、セラミックあるいはガラス等
によって形成されており、そのドーム形状によって第１
段ステージの燃焼力には耐え、第２段ステージの点火と
共に粉砕されて細かい破片となるように設計されている
［　ＡＩＡＡ（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｉｎ５ｔｉ−しｕｔ
ｅ　ｏｆ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ａｓｔｒ
ｏｎａｕｔｉｃｓ）が１９６８年に発行した”ＡＩＡＡ
−８６−１５７６Ｔｈａ　Ｄｕａｌ−Ｉｎｔｅｒｒｕｐ
ｔｅｄ−Ｔｈｒｕｓｔ　Ｐｕ１ｓｅ　Ｍｏｔｏｒ”参照
】。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の二段推力型ロケットモー
タにおいては、第２段ステージの点火と共に粉砕される
ポートカバーの破片が第２段ステージの燃焼ガス圧力に
よってノズルを介して外界に放出されるため、ノズルに
衝突して損傷を与える危険性を本質的に有している。

更に、ポートカバー４はセラミック等の脆性材料で形成
されているため振動、衝撃等に弱く、第１段ステージの
燃焼途中で損傷することがある。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記の不具合に鑑みてなされたものであり
、第２段ステージの点火時においてもポートカバーを粉
砕せずにノズルへ通ずるガス流路を形成し、ノズルの損
傷の危険性が全く無い二段推力型ロケットモータを提供
することを目的とする。

そして、この目的を達成させるため、この発明に係る二
段推力型ロケットモータは、後端のノズルに連続する第
１段ステージの燃焼室と、第１段ステージの前方に位置
する第２段ステージの燃焼室と、両燃焼室間に設けられ
中央に開口を有する隔壁と、隔壁部に前後スライド自在
に設けられて開口を閉塞するポートカバーと、開口を閉
塞する前方位置でポートカバーをロックすると共に、第
２段ステージ燃焼時にロックを解除する第１ロック手段
と、第２段ステージの燃焼時にポートカバーを後方へス
ライドした位置でロックする第２ロック手段とを有する
ことを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、第１段ステージの燃焼時にはポート
カバーは第１ロック手段によって隔壁の中央開口を閉塞
する位置でロックされている。そして、第２段ステージ
の点火によって第１ロック手段が解除され、ポートカバ
ーは接方ヘスライドして中央開口が開放される。第２段
ステージの燃焼ガス流はこの開口及び第１段ステージの
燃焼室を通ってノズルから噴射される。この際、ポート
カバーは第２ロック手段によって後方にスライドした位
置で固定される。

［実施例］ 以下、この発明を図面に基づいて説明する。第１図〜第
６図はこの発明の一実施例を示したものである。

この例で示すロケットモータは、第５図に示すように後
端のノズルｌＯに連通する第１段ステージの燃焼室（第
１燃焼室）２０と、この第１燃焼室の前方側に直線的に
配列して設けられた第２段ステージの燃焼室（第２燃焼
室）３０と、両燃焼室の間に設けられた中央間口４１を
有する内方フランジ状の隔壁４０と、この隔壁の中央開
口４１を開閉する前後スライド自在なポートカバー５０
とを備えている。

ノズル１０の開口断面の最も小さい位置がノズルスロー
トとなる。

このモータは、燃焼室２０．３０の周壁内面に推進薬６
０．６１が環状に固定された内面燃焼型の構造を採って
いる。推進１Ｉｉ８０．６１は、合成ゴム等の燃料と酸
化剤とを混合、固化した物であり、各燃焼室の周壁に断
熱ライナーを介して装填されている。

各燃焼室２０　、３０の先端側中心部には、推進薬６０
゜６１に着火するイグナイタ７０．８０がそれぞれ設け
られている。イグナイタは、それ自体小型のロケットで
あり、点火の源は少量の火薬である。

第１燃焼室のイグナイタ７０は、第２図に示すように３
本の支柱２１．２１・・・によって支持されており、第
１ｒ：ｉＡに示すように発火器７１とホルダー７２とが
支柱２１に固定されたカップ状部材７３に取り付けられ
ている。このカップ状部材７３には、円筒状のスリーブ
部材７４の先端側が嵌合しており、更にこのスリーブ部
材７４の内側に−よ後端が半球状に閉塞されたケース７
５が嵌入されている。

ホルダー７２の軸線方向４箇所の位置には、互いに９０
°Ｍれて４列の貫通孔が形成されており、この貫通孔に
は短円柱状をしたベレット状の主装薬７６が収納保持さ
れている。また、スリーブ部材７４の後端には後述する
リング状のストッパー７７が螺着されており、ケース７
５の半球部分には火炎放出用の小ノズルが多数穿設され
ている。

なお、このイグナイタ７０は、開口４１を貫通する状態
で設けられており、スリーブ部材７４の周囲にはポート
カバー５０を前後スライド自在に支持する案内面７４ａ
が形成されている。

ポートカバー５０は、上記の案内面７４ａを囲む形状で
設けられており、耐熱性を確保するために例えば芯材を
鉄、表面をＦＲＰとしている。

隔壁４０とポートカバー５０とは、それぞれ第２燃焼室
３０側に凸となる曲面状に形成されており、第１図に示
した閉塞状態においては互いに一部重合して開口４１を
閉鎖し、両燃焼室間を分離する。このとき、隔壁４０と
ポートカバー５０とはビス５１によって一応固定されて
いる。このビス５１がポートカバー５０を開口４１を閉
塞する位置でロックすると共に、第２段ステージの燃焼
時にロックを解除する第１ロック手段を構成する。

また、スリーブ部材７４の案内面７４ａの後端に螺着さ
れたストッパー７７の外周には、後方に向かうに従って
外側への突出量が大きくなるテーパ面７７ａが形成され
ており、このテーパ面７７ａがポートカバー５０が後方
へスライドした際にこれを咬み込ませてロックする第２
ロック手段を構成している。

第２燃焼室３０のイグナイタ８０は、第５図に示すよう
に第２燃焼室３０の前端を閉塞する前部鏡板３１の中央
部に支持されている。内部の構成は案内面及びストッパ
ーを除いて上述のイグナイタ７０と同様である。

次に、上記構成によるロケットモータの作用を説明する
。

まず、イグナイタ７０の主装薬７６を発火器７１により
電気的に起爆させる。これによって第１段ステージの推
進薬６０が着火され、推進薬の内面から燃焼が開始され
て高温高圧ガスが発生する。

この状態では開口４１はポートカバー５０によって閉塞
されているため、開放されているの暴よノズル１０のみ
であり、発生したガスはノズル１０を介して外界に放出
される。

ノズル１０は、推進薬６０から発生した高温高圧ガスを
超音速流に１１５１させ、ガスの熱エネルギーを速度エ
ネルギーに変換して推力を発生させる。

第１段ステージの推進薬６０の燃焼が完了すると、所定
のタイミングを以て第２段ステージの点火を行なう、第
２燃焼室３０のイグナイタ８０により推進薬６１に着火
されると、燃焼によって発生するガス圧によりビス５１
による固定が解止されてポートカバー５０が第４図に示
したようにテーパ面ＴＴａによってロックされるまで後
方へスライドする。

これによって第１．第２燃焼室間が、開口４１を介して
ノズル１０のスロートより大径で連通し、第２段ステー
ジの推進薬６１から発生したガス流は開口４１、第１燃
焼室２０を通ってノズル１０を介して外界に放出される
。

この際、ポートカバー５０がロックされていることによ
り、第２段ステージ燃焼時のガス流によるポートカバー
５０のガタッキを防止することができ。

ガス流に乱れが起こるのを防ぐことができる。

第２段ステージの着火タイミングは、目標に対する距離
に応じて随時タイマーによりセットする方法や、地上か
らの遠隔操作によってセットする方法等が考えらる。

また、飛行パターンを決定する各ステージの燃焼時間や
出力等は推進薬の形状等を変化させることによって操作
することができる。

このようなロケットモータを第６図に示したようにロケ
ットに組み込むことにより、第１段ステージの燃焼によ
って目標に接近し、第２段ステージの燃焼によって更に
加速しつつ目標に到達するような飛行パターンを有する
ロケットを提供することができる。なお、第６図では第
５図と同一の部材に同一の符号を付している。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明に係る二段推力型ロケッ
トモータによれば、第２段ステージの点火時にもポート
カバーは後方にスライドするのみで破壊されることが無
い。

従って、何らかの破片の排出によってノズルを破損する
可能性が全く無い。

また、第１０ケツト手段を設けることにより、ポートカ
バー自身を粉砕する場合と比較して第２段ステージの点
火時に確実に開口を連通させることができ信頼性が向上
する。

更に、後方へスライドしたポートカバーを第２ロック手
段で固定することによりポートカバーのガタッキを防止
でき、第２段ステージ燃焼時のガス流の安定性を確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はこの発明に係る二段推力型ロケットモ
ータの一実施例を示したものであり、第１図は隔壁部分
を示す第５図の一部拡大断面図、第２図は第５図の■−
ＩＩ線断面図、第３図は第５図のｍ−ｍ線断面図、第４
図はポートカバーのスライド状態を示す第１図と同様の
断面図、第５図はロケットモータ全体の断面図、第６図
は第５図に示したロケットモータを組み込んだロケット
の断面図である。 第７図は従来の二段推力型ロケットモータの断面図であ
る。 １０・・・ノズル ２０・・・第１燃焼室 ３０・・・第２燃焼室 ４０・・・隔壁 ４１・・・開口 ５０・・・ポートカバー ５１・・・ビス（第１ロック手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 後端のノズルに連続する第１段ステージの燃焼室と、該
   第１段ステージの前方に位置する第２段ステージの燃焼
   室と、該両燃焼室間に設けられ中央に開口を有する隔壁
   と、該隔壁部に前後スライド自在に設けられて前記開口
   を閉塞するポートカバーと、前記開口を閉塞する前方位
   置で前記ポートカバーをロックすると共に、前記第２段
   ステージ燃焼時にロックを解除する第１ロック手段と、
   前記第２段ステージの燃焼時に前記ポートカバーを後方
   へスライドした位置でロックする第２ロック手段とを有
   することを特徴とする二段推力型ロケットモータ。