JPH03507Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は安定な飛翔をするノズルレスロケツト
モータに関するものである。

〔従来の技術〕

ロケツトモータの多くは推進薬が装填されてい
るチヤンバの燃焼ガス排出側にノズルを有し、こ
の型式が小型のものから大型のものまで利用され
ている。しかし比較的小型のロケツトモータには
ノズルがない型式のノズルレスロケツトモータも
知られている。このノズルレスロケツトモータ
は、例えば海難球助用、架線工事用のロープ投射
器などとして利用できる。

ノズルレスロケツトモータは、エイ・アイ・エ
イ・エイ・ペーパー「AIAA」、1312（1984）にも
開示され、従来から知られている。その断面を第
４図に示す。そのノズルレスロケツトモータは、
チヤンバ２０に推進薬２１が装填され、推進薬２
１の後端面２３は、チヤンバ２０の後端面２４と
同一平面内にあるように構成されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このノズルレスロケツトモータの作動時のガス
の流れ、燃焼表面の状況が第５図に示されてい
る。推進薬２１の燃焼は、燃焼表面２６上を流れ
るガス流の乱れなどによつて、内孔２７の各断面
周上にわたつて均一にはならない。そのため燃焼
表面の退行速度は不均一になり、内孔２７の各断
面形状はロケツトモータの中心軸２８に対して非
対称となる。その結果、推進薬２１の後端面２３
における内孔断面形状もロケツトモータの中心軸
２８に対して非対称となり、推進薬２１の後端
面、即ちチヤンバ後端面２４から噴出するガスの
方向（推力方向）３０はロケツトモータの中心軸
２８と一致しない。したがつてロケツトモータの
飛翔経路が不安定になるという問題があつた。

本考案は、従来のノズルレスロケツトモータの
上記問題点を解消し、安定な飛翔をするノズルレ
スロケツトモータを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本考案のノズルレ
スロケツトモータを、実施例に対応する第１図に
より説明する。同図に示すように本考案のノズル
レスロケツトモータは、筒状のチヤンバ１内に推
進薬３が装填されているもので、推進薬３の装填
された後端面４よりチヤンバ１の筒が延長されて
いる。

〔作用〕

第２図に示すように、推進薬３の内孔７の断面
形状は、ロケツトモータの中心軸１１に対して必
ずしも対称とはならない。そのため推進薬３の後
端面４から噴出するガスの方向１０は、ロケツト
モータの中心軸１１と一致していない。しかし推
進薬３の後端面４から噴出する高温高圧のガス
は、推進薬後端面４の位置からチヤンバ１の延長
部分８を経てチヤンバ後端面５の位置に移動する
間に膨張し、その断面直径がチヤンバ内径に等し
くなると（第２図Ａ点）、それ以降は方向がロケ
ツトモータの中心軸１１の方向に向けられる。そ
の結果、ロケツトモータの推力方向は推進薬後端
面４の位置での噴出ガスの方向に依らず、チヤン
バ後端面５から噴出するガスの方向、即ち中心軸
１１に一致する。従つて安定した飛翔をする。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を詳細に説明する。

第１図は本考案のノズルレスロケツトモータの
一例を示す断面図である。同図に示すように、筒
状のチヤンバ１には鏡板２が溶接等の手段により
取付けられる。なおチヤンバ１及び鏡板２の材質
には、例えば鉄等の金属やFRP（繊維強化プラス
チツク）、セラミツクス等の従来のロケツトモー
タに使用されているものが利用できる。チヤンバ
１内には推進薬３が充填される。このとき装填さ
れた推進薬３の後端面４からチヤンバ１が更に延
長している。すなわちチヤンバ１の後端面５まで
一杯に推進薬を入れずに途中で留めておき、推進
薬３が充填されていない延長部分８が形成され
る。

この延長部分８の長さＬは、推進薬後端面４の
位置での圧力やチヤンバ１内径によつて決定され
る。推進薬後端面４から噴出するガスの膨張の程
度を測定し、その断面形状直径がチヤンバ内径に
等しくなる位置まで延長すればよい。チヤンバ内
径をＤとすれば、一般にＬは0.5D〜4Dの範囲で
あることが好ましい。0.5Dより短いと飛翔安定
性が低下する傾向にあり、4Dより長くしても飛
翔安定性は変わらないので無駄である。

チヤンバに装填される推進薬３は、例えばコン
ポジツト推進薬、ダブルベース推進薬、これらの
推進薬をモデイフアイした推進薬等が使用でき、
特にその種類に制限されるものではない。またそ
の燃焼形式についても、内面燃焼、端面燃焼、両
者の組合せ等が利用でき、特に制限されるもので
はない。

推進薬の種類やその燃焼形式等は要求性能との
関係で適宜決めることができる。チヤンバ１に推
進薬３を装填するには、チヤンバ１に推進薬スラ
リーを所定の位置まで流し込んだ後、スラリーを
硬化する。外部で推進薬を予め硬めておき、その
外側表面に接着剤を塗布し、チヤンバ１内の所定
の位置まで装填してから接着剤を硬化させてもよ
い。チヤンバ延長部分８の内表面が燃焼ガスによ
つて焼蝕するのを防止するため、予め内表面に接
着剤を塗布し、内表面が直接燃焼ガスにさらされ
ることを防ぐようにしてもよい。

上記のノズルレスロケツトモータは以下のよう
に動作する。推進薬後端面側または鏡板側に点火
器（不図示）が挿入されており、その点火器を発
火させることにより推進薬３を着火させる。第２
図に示すように、推進薬３は内孔表面６から順に
燃焼してゆくが、燃焼速度の僅かな差などの影響
により内孔７の断面は真円となつていない。その
ためガスの流れ方向１０は、推進薬３の後端面４
から噴出するときには定まつていないが、延長部
分８で定められてチヤンバ後端面５から噴出する
ときには中心軸１１に一致する。従つてロケツト
モータは予定通りの安定した飛翔をする。

本発明を適用するノズルレスロケツトモータを
下記の仕様により試作し、飛翔試験を行なつた。
内径30mm、長さ350mmの鉄製チヤンバ１に内面処
理をしてから、コンポジツト推進薬スラリーを流
し込み、通常の方法で硬化させて推進薬３の長さ
が300mm、外径が30mm、内径が前端部（鏡板２側）
で17mm、後端面４で10mmのノズルレスロケツトモ
ータ（第３図参照）を試作した。すなわちこのノ
ズルレスロケツトモータは、チヤンバの延長部分
８が50mm（Ｌ≒1.7D）である。このノズルレス
ロケツトモータに通常の点火器をチヤンバ後端面
側から挿入し、射角30゜で飛翔試験を行なつた。
飛翔試験の結果、水平到達距離は300ｍに達し予
測値とほぼ一致した。落下地点の横方向のずれは
５ｍであつた。

一方、従来のノズルレスロケツトモータを下記
のようにして試作し、上記と同じ燃焼試験を行な
つた。内径30mm、長さ300mmの鉄製チヤンバ１を
同様に処理し、それに推進薬を装填した。このと
きチヤンバ後端面と推進薬後端面とは同一面上に
なるようにした。従つてチヤンバの延長部はない
（第４図参照）。このノズルレスロケツトモータに
ついて上記と同じ飛翔試験を行なつた結果、水平
到達距離は230ｍ程度で予測値の76％程度であり、
横方向のずれは41ｍであつた。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案のノズルレスロケツ
トモータは、従来のノズルレスロケツトモータに
比べ、格段に優れた飛翔安定性を有するので信頼
性が高い。また構造が簡単であるため経済的にも
優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のノズルレスロケツトモータの
実施例を示す断面図、第２図はその作動中の状況
を示す断面図、第３図は試作機の断面図、第４図
は従来のノズルレスロケツトモータの断面図、第
５図はその作動中の状況を示す断面図である。 １……チヤンバ、２……鏡板、３……推進薬、
４……推進薬後端面、５……チヤンバ後端面、６
……推進薬内孔表面、７………推進薬内孔、８…
…延長部分、１０……ガスの流れ方向、１１……
中心軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 筒状のチヤンバ内に推進薬が装填されているノ
   ズルレスロケツトモータにおいて、該推進薬が装
   填された後端面よりチヤンバの筒が延長されてい
   ることを特徴とするノズルレスロケツトモータ。