JPH0357868A - Combustion pressure control device of gas generator for ram rocket - Google Patents
Combustion pressure control device of gas generator for ram rocketInfo
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- JPH0357868A JPH0357868A JP19114289A JP19114289A JPH0357868A JP H0357868 A JPH0357868 A JP H0357868A JP 19114289 A JP19114289 A JP 19114289A JP 19114289 A JP19114289 A JP 19114289A JP H0357868 A JPH0357868 A JP H0357868A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、可燃性ガスと、外部から導入した外気とを燃
焼室で混合して二次燃焼させるラムロケットにおいて、
可燃性ガスを発生させて燃焼室(二次燃焼室)に供給す
るいわゆる一次燃焼室として機能するガスジェネレータ
の燃焼圧力制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a ram rocket that performs secondary combustion by mixing flammable gas and fresh air introduced from the outside in a combustion chamber.
The present invention relates to a combustion pressure control device for a gas generator that functions as a so-called primary combustion chamber that generates flammable gas and supplies it to a combustion chamber (secondary combustion chamber).
従来の技術
ラム口ケノトは、その基本構造として頭部側から順にガ
スジェネレータおよび燃焼室を備えるとともに、側部に
は、頭部側に開口し且つ前記燃焼室に連通ずるディフュ
ーザを備えている。前記ガスジェネレータには、燃料過
剰の組成を有する固体のサステーナ推進薬が装填してあ
り、燃焼室には、固体のブースタ推進薬が装填してある
。そして、上記のラムロケッ1・は、ブースタ推進薬へ
の点火によって発進し、ブースト飛翔の終了とともに所
定の速度に達したところでサステーナ推進薬に点火し、
前記サステーナ推進薬の燃焼(一次燃焼)で生じた可燃
性ガスと、ディフューザから導入した外気とを混合して
燃焼室で連続的に二次燃焼させることによって飛翔し続
ける(例えば、日本航空宇宙学会編「航空宇宙工学便覧
増補版」,(昭59.10.10).丸善,P655
〜656参照)。The basic structure of a conventional ram-mouthed vent includes a gas generator and a combustion chamber in order from the head side, and a diffuser on the side that opens toward the head side and communicates with the combustion chamber. The gas generator is loaded with a solid sustainer propellant having a fuel-rich composition, and the combustion chamber is loaded with a solid booster propellant. Then, the above-mentioned ram rocket 1 starts by igniting the booster propellant, and when it reaches a predetermined speed at the end of boost flight, the sustainer propellant is ignited,
The flammable gas generated by the combustion (primary combustion) of the sustainer propellant is mixed with the outside air introduced from the diffuser, and the mixture is continuously burned in the combustion chamber to continue flying (for example, the Japanese Society of Aeronautics and Astronautics) ed. “Aerospace Engineering Handbook Expanded Edition” (October 10, 1982). Maruzen, P655
-656).
ここで、上記のようなラムロケノトには、第4図に示す
ように、ガスジエネレータ100の燃料噴射ノズルLo
tに流fiff整機構を設け、ビントル105によりノ
ズル開度(燃料噴射ノズルの有効開口面積)を変化させ
て可燃性ガスの流量を制御し、燃焼およびこれに伴う推
力の安定化を図るようにしたものがある。Here, in the above-mentioned ram rocket, as shown in FIG.
t is equipped with a flow adjustment mechanism, and the nozzle opening degree (effective opening area of the fuel injection nozzle) is changed by the bottle 105 to control the flow rate of combustible gas, thereby stabilizing combustion and the accompanying thrust. There is something I did.
前記ガスジェネレータ100は、内部にサステーナ推進
薬102が装填してあって、前記ノズル101を介して
燃焼室103に連通している。前3己ノズノレ101は
、コンバージェントK 1 0 1 aに連続したスロ
ート部10lbを有するものであって、前記コンバージ
ェント部101aには、その直径方向に貫通する駆動軸
104と、ビントル105をノズル101の軸線方向へ
移動可能に保持するホルダ106とが設けてある。The gas generator 100 has a sustainer propellant 102 loaded therein and communicates with a combustion chamber 103 via the nozzle 101 . The front three nozzle nozzle 101 has a throat portion 10lb that is continuous to the convergent portion 101a, and the convergent portion 101a has a drive shaft 104 passing through the convergent portion 101a in the diametrical direction, and a bottle 105 that connects the nozzle to the convergent portion 101a. A holder 106 is provided to hold the holder 101 movably in the axial direction.
前記駆動軸104は、一端部に、ノズル外部に設けたサ
ーボモータ107の減速機構108が連結してあるとと
もに、ノズル壁部との間にシール材109が介装してあ
る。前記ビントル105は、円錐状の先端部をスロート
部10lbに延出させるとともに、基部には、前記駆動
軸104に偏心位置を固着した球状カム110が係合し
ている。One end of the drive shaft 104 is connected to a deceleration mechanism 108 of a servo motor 107 provided outside the nozzle, and a sealing material 109 is interposed between the drive shaft 104 and the nozzle wall. The bottle 105 has a conical tip portion extending to the throat portion 10lb, and a spherical cam 110 that is eccentrically fixed to the drive shaft 104 is engaged with the base portion.
上記の流量調整機構は、予め設定した指令信号を外部か
ら入力してサーボモータ107で駆動軸104をその軸
まわりに回動させ、球状カム110を介してビントル1
05をノズル101の軸線方向へ移動させることにより
、スロート部101bの開口面積を変化させて可燃性ガ
スの流量を調整するものである。The above-mentioned flow rate adjustment mechanism inputs a preset command signal from the outside, rotates the drive shaft 104 around the axis using a servo motor 107,
05 in the axial direction of the nozzle 101, the opening area of the throat portion 101b is changed to adjust the flow rate of the combustible gas.
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような流量調整機構を備えた従来
のラムロケット用ガスジェネレータにあっては、ノズル
開度を変化させるべく単にビントル105の位置を制御
しているだけで実際の燃焼圧力をフィードバックしてい
ないため、ノズル開度変化に対する燃焼圧力の応答性が
悪いばかりでなく制御誤差が大きく、圧力制御の精度の
向上に限界がある。Problems to be Solved by the Invention However, in conventional gas generators for ram rockets equipped with the flow rate adjustment mechanism as described above, the position of the bottle 105 is simply controlled to change the nozzle opening. Since the actual combustion pressure is not fed back, not only is the response of the combustion pressure to changes in the nozzle opening degree poor, but the control error is also large, and there is a limit to the improvement of the accuracy of pressure control.
これは、ビントル105の位置指令信号を、サステーナ
t[fflX 1 0 2の燃焼面積とノズルスロート
面積との関係をもとに予め設定しておいたとしても、サ
ステーナ推進薬102の物性等の影響のために燃焼途中
で予想し得ない不安定な燃焼挙動をしていることが原因
と考えられる。This is because even if the position command signal of the bottle 105 is set in advance based on the relationship between the combustion area of the sustainer t[fflX 1 0 2 and the nozzle throat area, the influence of the physical properties of the sustainer propellant 102 This is thought to be due to unpredictable and unstable combustion behavior during combustion.
本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ガスジェネレータの燃焼圧力
を直接フィードバックすることにより、応答性の向上と
圧力制御の精度の向上を図った圧力制御装置を提供する
ことにある。The present invention was made in view of the above problems.
The purpose is to provide a pressure control device that improves responsiveness and pressure control accuracy by directly feeding back the combustion pressure of a gas generator.
課題を解決するための手段
第1の発明は、ガスジェネレータの噴射ノズルから噴射
した可燃性ガスとディフューザから導入した外気とを燃
焼室で混合して燃焼させるとともに、噴射ノズルのガス
流量を調整してガスジェネレータの燃焼圧力を可変制御
するようにした装置において、予め設定された燃焼圧力
の目標値を出力するジェネレータ基本制御手段と、燃料
噴射ノズルのスロート面積を変化させてガス流量を調整
する流N調整手段と、ガスジェネレータの内圧を検出す
る圧力センサと、上記の目標値と圧力センサによって検
出された実圧力とを比較してその差に相当する信号を駆
動信号として前記流量調整手段に付与する比較制御手段
とを備えている。Means for Solving the Problems The first invention mixes and burns combustible gas injected from an injection nozzle of a gas generator and outside air introduced from a diffuser in a combustion chamber, and adjusts the gas flow rate of the injection nozzle. In a device that variably controls the combustion pressure of a gas generator using The N adjustment means and a pressure sensor that detects the internal pressure of the gas generator compare the target value and the actual pressure detected by the pressure sensor, and apply a signal corresponding to the difference to the flow rate adjustment means as a drive signal. and comparison control means.
また第2の発明は、ガスジェネレータの噴射ノズルから
噴射した可燃性ガスとディフューザから導入した外気と
を燃焼室で混合して燃焼させるとともに、噴射ノズルの
ガス流量を調整してガスジェネレータの燃焼圧力を可変
制御するようにした装置において、ガスジェネレータの
点火後ガスジェネレータの圧力が所定の値になるまでは
予め設定された燃焼圧力の目標値を流量調整手段に対し
出力するジェ不レーク基本制御手段と、噴射ノズルのス
ロート面積を変化させてガス流量を調整する流量調整手
段と、ガスジェネレータの内圧を検出する圧力センサと
、上記の目標値と圧力センサによって検出された実圧力
とを比較してその差に相当する信号を駆動信号として出
刀する比較制御手段と、ガスジェネレータの内圧が所定
の値になった時点で流量調整手段に入力される信号を目
標値から比較制御手段の出力に切り換えるモード切換手
段とを備えている。Further, the second invention is to mix and burn the combustible gas injected from the injection nozzle of the gas generator and the outside air introduced from the diffuser in the combustion chamber, and adjust the gas flow rate of the injection nozzle to increase the combustion pressure of the gas generator. In the apparatus for variable control of the gas generator, the basic control means outputs a preset combustion pressure target value to the flow rate adjustment means until the pressure of the gas generator reaches a predetermined value after the gas generator is ignited. , a flow rate adjustment means that adjusts the gas flow rate by changing the throat area of the injection nozzle, a pressure sensor that detects the internal pressure of the gas generator, and a comparison between the above target value and the actual pressure detected by the pressure sensor. A comparison control means outputs a signal corresponding to the difference as a drive signal, and when the internal pressure of the gas generator reaches a predetermined value, the signal input to the flow rate adjustment means is switched from the target value to the output of the comparison control means. and mode switching means.
作用
第1の発明によると、圧力センサをフィードバック要素
にもっことによってガスジェネレータの燃焼圧力がフィ
ードバック制御される。According to the first invention, the combustion pressure of the gas generator is feedback-controlled by using a pressure sensor as a feedback element.
また第2の発明によると、当初は従来と同様に流量調整
手段のビントルの位置が直接制御されるものの、燃焼圧
力が所定の圧力に達したのちは自動的に上記のフィード
バンク制御に切り換えられて燃焼圧力がフィードバック
制御されるようになる。Further, according to the second invention, initially the position of the bottle of the flow rate adjusting means is directly controlled as in the conventional case, but after the combustion pressure reaches a predetermined pressure, the control is automatically switched to the above-mentioned feedbank control. The combustion pressure is now under feedback control.
実施例
第1図および第2図はこの発明の一実施例を説明する図
であって、各図の左側が頭部側であり、右側が尾部側で
ある。Embodiment FIGS. 1 and 2 are diagrams for explaining one embodiment of the present invention, in which the left side of each figure is the head side and the right side is the tail side.
ラムロケットRは、第2図に示すように、ガスジェネレ
ータ1の尾部に燃焼室4を備えるとともに、側部に、複
数のディフューザ14を備えている。また、ガスジェネ
レータ1の頭部側には、後述するビントル12の駆動手
段17が搭載してあり、さらに前記駆動手段17の頭部
側には、例えば飛翔に必要なベイロード等を搭載するた
めのノーズコーン(図示せず)を連結する。As shown in FIG. 2, the ram rocket R includes a combustion chamber 4 in the tail of the gas generator 1, and a plurality of diffusers 14 on the sides. Further, on the head side of the gas generator 1, a drive means 17 for a bottle 12, which will be described later, is mounted, and furthermore, on the head side of the drive means 17, a bay load necessary for flight, etc., is mounted. Connect the nose cone (not shown).
前記燃焼室4には、固体のブースタ推進薬30が装填し
てある。このため、燃焼室4の尾部に設けたラムジェッ
ト用ノズル3Iの内側には、クランプ32を用いてロケ
ソト用ノズル33がli可能に組み込んであり、さらに
ロケット用ノズル33の内側には、ブースタ推進薬30
に点火するためのイグナイタ34が取り付けてある。The combustion chamber 4 is loaded with a solid booster propellant 30 . Therefore, inside the ramjet nozzle 3I provided at the tail of the combustion chamber 4, a rocket nozzle 33 is removably installed using a clamp 32, and a booster propulsion nozzle 33 is also installed inside the rocket nozzle 33. medicine 30
An igniter 34 is attached for igniting.
前記ディフューザ14は、当該ラムロケットRの頭部側
に開口するとともに、前記燃焼室4の頭部寄りに連通し
ており、燃焼室4内への開口部分がボート力バー35で
閉塞してある。前記ボートカバー35のディフューザl
4側の面には、火工品35aが取り付けてある。また、
前記ディフューザ14の尾部側には、収納部36が連設
してあって、この収納部36内には、前記火工品35a
を作動させるためのボートカバー解除装置37が収納し
てある。The diffuser 14 opens toward the head of the ram rocket R and communicates with the combustion chamber 4 near the head, and the opening into the combustion chamber 4 is closed by a boat force bar 35. . Diffuser l of the boat cover 35
A pyrotechnic device 35a is attached to the fourth side surface. Also,
A storage section 36 is connected to the tail side of the diffuser 14, and the pyrotechnics 35a are stored in the storage section 36.
A boat cover release device 37 for operating the boat cover is housed.
ガスジェネレータ1は、固体のサステーナ推進薬2を装
填したタンク3に、燃焼室4に連通ずる噴射ノズル5と
、当該タンク3の内部にて前記噴射ノズル5に向けて延
出するパイプ状のビントルケース6とを同軸線上に備え
ている。The gas generator 1 includes a tank 3 loaded with a solid sustainer propellant 2, an injection nozzle 5 communicating with a combustion chamber 4, and a pipe-shaped bottle extending toward the injection nozzle 5 inside the tank 3. A torque case 6 is provided on the same axis.
前記タンク3は、本体部分を構成する円筒部材7の頭部
に、中央に前記ピントルケース6の基端を固定した前部
鏡板部材8をねじ結合するとともに、前部円筒部材7の
尾部に、中央に前記噴射/ズル5を形成した後部鏡板部
材9をねし結合した構成になっており、ビントルケース
6の先端が噴射ノズル5の近傍に達している。このタン
ク3内には、ピントルケース6の長さ分にわたって、レ
ストリクタ1oを介して前記サステーナ推進薬2が装填
してある。そして、ビントルケース6とレストリクタl
Oとの間に断熱材11を介装することにより、前記ピン
トルケース6内に挿設したピントルl2に対する熱保護
性能を高めるようにしてある。The tank 3 has a front end plate member 8, which has the proximal end of the pintle case 6 fixed in the center, screwed to the head of a cylindrical member 7 constituting the main body, and a tail part of the front cylindrical member 7. It has a configuration in which a rear end plate member 9 with the injection/zzle 5 formed in the center is screwed together, and the tip of the bottle case 6 reaches near the injection nozzle 5. The sustainer propellant 2 is loaded into the tank 3 over the length of the pintle case 6 via a restrictor 1o. And bottle case 6 and restrictor l
By interposing a heat insulating material 11 between the pintle case 6 and the pintle case 6, the heat protection performance for the pintle l2 inserted in the pintle case 6 is enhanced.
また、前記後部鏡板部材9には、サステーナ推進薬2の
点火器13のほか、ガスジエネレータ】内の燃焼圧力を
検出するための圧力センサ40が取り付けられている。Further, in addition to the igniter 13 for the sustainer propellant 2, a pressure sensor 40 for detecting the combustion pressure in the gas generator is attached to the rear end plate member 9.
この圧力センサ40の出力信号は増幅器41を介して後
述する比較制御手段としてのループアンブ43に入力さ
わるようになっており、圧力センサ40は実質的にルー
プアンブ43との間で圧力フィードバックルーブを形成
している。The output signal of this pressure sensor 40 is input to a loop amplifier 43 as a comparison control means to be described later through an amplifier 41, and the pressure sensor 40 substantially forms a pressure feedback loop with the loop amplifier 43. ing.
ここで、圧力七ンサ40としては、圧電変換素子への圧
力伝達媒体として耐熱性のあるシリコングリス等を用い
たものが使用される。Here, as the pressure sensor 40, one using heat-resistant silicone grease or the like as a pressure transmission medium to the piezoelectric transducer is used.
上記のタンク3は、燃焼室4の頭部に開口する連結部4
aに、後部鏡板部材9の尾部をねじ結合している。なお
、前記連結部4aの開口部には、離脱司能あるいは焼尽
性を有するカバーを設けることがある。The tank 3 has a connecting portion 4 that opens at the head of the combustion chamber 4.
The tail portion of the rear end plate member 9 is screwed to a. Note that the opening of the connecting portion 4a may be provided with a cover having a detachment function or burnout function.
前記ビントル12は、ピントルケース6に挿設した状態
において、円錐形の先端部がノズル5の開口部中央に延
出するとともに、おねじ部12aを形成した基端がタン
ク3の外側に突出し、基端部近傍には、ピントルケース
6め内面に摺接するシールリング15が嵌着してある。When the pintle 12 is inserted into the pintle case 6, the conical tip extends to the center of the opening of the nozzle 5, and the base end formed with the male thread 12a protrudes to the outside of the tank 3. A seal ring 15 is fitted in the vicinity of the proximal end to slide on the inner surface of the pintle case 6.
また、前記ピントルケース6の先端には、ガイドリング
16が固定してあって、このガイドリング16は、ビン
トルl2をその軸線が噴射ノズル5の軸線と一致する状
態に保ち、且つピントルケース6とビントル12との間
に可燃性ガスが入り込むのを防止する。上記ビントルl
2の基端側には、当該ビントル12を軸方向に往復動さ
せるための駆動手段17が連結してある。Further, a guide ring 16 is fixed to the tip of the pintle case 6, and this guide ring 16 keeps the axis of the pintle l2 coincident with the axis of the injection nozzle 5, and also keeps the axis of the pintle l2 coincident with the axis of the injection nozzle 5. This prevents flammable gas from entering between the bottle and the bottle 12. The above bottle
A driving means 17 for reciprocating the bottle 12 in the axial direction is connected to the base end side of the bottle 2.
上記駆動手段17は、ボールねじ18およびサーボモー
タ19をビントル12の同軸線上に配設した構成を有す
るものであって、前部鏡板部材8に固定した第1ブラケ
ット21に、軸受20等を介して前記ボールねじ18の
スクリューシャフト18aを取り付けるとともに、前記
第1ブラケット20に固定した第2ブラケソト22に、
前記サーボモータl9を固定し、スクリューシャフト1
8aとサーボモータ19の出力軸19aとを継手23で
連結している。前記ボールねじ18のナット部tabは
、ナットホルダ24に取り付けてある。そして、前記ナ
ットホルダ24に貫通させたピントル12のおねじ部1
2aにナット25を螺着することにより、前S己ナット
ホノレダ24とビントル12とを連結する。これにより
、上記駆動手段17は、ボールねじ18を介して、サー
ボモータ19の回転運動をナyhホルダ24の直線運動
に変換し、ビントル12を軸方向に往復動させる。The driving means 17 has a configuration in which a ball screw 18 and a servo motor 19 are arranged on the same axis of the bottle 12, and is connected to a first bracket 21 fixed to the front end plate member 8 via a bearing 20 or the like. At the same time, the screw shaft 18a of the ball screw 18 is attached to the second bracket 22 fixed to the first bracket 20,
The servo motor l9 is fixed, and the screw shaft 1 is
8a and the output shaft 19a of the servo motor 19 are connected by a joint 23. The nut portion tab of the ball screw 18 is attached to a nut holder 24. The male threaded portion 1 of the pintle 12 is passed through the nut holder 24.
By screwing the nut 25 onto 2a, the front S self-nut header 24 and the bottle 12 are connected. Thereby, the driving means 17 converts the rotational motion of the servo motor 19 into linear motion of the nyh holder 24 via the ball screw 18, and causes the bottle 12 to reciprocate in the axial direction.
また、前記第lブラケット2lには、ピントル12の変
位を検出するために、入力軸26aをナットホルダ24
に固定したポテンショメータ26が取り付けられており
、このポテンショメータ26はサーボアンブ27との間
でビントルl2の位置フィードバックルーブを形成して
いる。そして、ピントル12と前述した駆動手段I7と
で、噴射ノズル5のスロート面積を変化させてガス流量
を調整する流量調整手段42が構成されている。ここで
、駆動手段17がタンク3よりも前方側にあるのは、ガ
スジェネレータ1の発生ガスによる熱影響を極力なくし
、その操作性能を維持させるためである。Further, the input shaft 26a is attached to the nut holder 24 in the l-th bracket 2l in order to detect the displacement of the pintle 12.
A fixed potentiometer 26 is attached, and this potentiometer 26 forms a position feedback loop of the bottle l2 with the servo amplifier 27. The pintle 12 and the driving means I7 described above constitute a flow rate adjusting means 42 that changes the throat area of the injection nozzle 5 to adjust the gas flow rate. Here, the reason why the drive means 17 is located on the front side of the tank 3 is to minimize the thermal influence of the gas generated by the gas generator 1 and maintain its operational performance.
サーボアンブ27の前段には比較制御手段としてのルー
プアンプ43のほか、ジェ不レータ基本制御手段として
の関数発生器44が設けられている。関数発生器44に
はサステーナ推進薬2の燃焼面積と噴射ノズル5のスロ
ート面積との関係をもとに時間の経過に応じた燃焼圧力
の目標値が予め設定されており、関数発生器44はこれ
をピントル12の位置指令としてサーボアンブ27また
はループアンブ43に出力するもので、関数発生器44
とループアンプ43との間にはモード切換手段45が設
けられる。このモード切換手段45は圧力フィードバッ
ク信号PCが所定の設定レベルを越えたときに切換作動
するリレースイッチ46を中心として構成され、このモ
ード切換手段45のはたらきにより関数発生器44の出
力がサーボアンブ27およびループアンブ43のいずれ
かに遺択的に入力されるようになっている。In the preceding stage of the servo amplifier 27, in addition to a loop amplifier 43 as a comparison control means, a function generator 44 as a basic control means for the gerator is provided. The function generator 44 has a target combustion pressure value set in advance in accordance with the passage of time based on the relationship between the combustion area of the sustainer propellant 2 and the throat area of the injection nozzle 5. This is output to the servo amplifier 27 or loop amplifier 43 as a position command for the pintle 12, and the function generator 44
A mode switching means 45 is provided between the loop amplifier 43 and the loop amplifier 43 . This mode switching means 45 is mainly composed of a relay switch 46 that is activated when the pressure feedback signal PC exceeds a predetermined set level. The signal is selectively input to one of the loop amplifiers 43.
上記のガスジェネレータ1を備えたラムロケットRは、
イグナイタ34でブースタ推進薬30に点火を行うと、
前記イグナイタ34を吹き飛ばして発進・加速し、ブー
スト飛翔の終了とともに所定の速度に達したところで、
クランプ32の解除でロケソト用ノズル33を離脱させ
るとともに、ボートカバー解除装置37による火工品3
5aの作動でポートカバー35を破砕して、ディフュー
ザ14と燃焼室4とを連通状態(第1図の状態)にし、
さらに点火器l3でザステーナ推進薬2に点火する。Ram rocket R equipped with the above gas generator 1 is
When the booster propellant 30 is ignited by the igniter 34,
The igniter 34 is blown off to start and accelerate, and when the boost flight ends and a predetermined speed is reached,
When the clamp 32 is released, the location nozzle 33 is removed, and the boat cover release device 37 releases the pyrotechnics 3.
5a, the port cover 35 is crushed and the diffuser 14 and the combustion chamber 4 are brought into communication (the state shown in FIG. 1).
Furthermore, the Zastainer propellant 2 is ignited by the igniter l3.
この時、点火直前まではガスジェネレータ1内の圧力が
実質的に零であるために関数発生器44の出力はループ
アンプ43を経ることなくビントル12の位置指令とし
て直接サーボアンブ27に人力される。つまり、ガスジ
エネレータ1の内圧が所定の圧力に達するまではガスジ
ェネレータiの内圧がフィードバックされず、ビントル
l2は関数発生器44からの指令位置、すなわちこの実
施例では噴射ノズル5の全閉位置のわずか手前にビント
ル12が保持される。At this time, since the pressure within the gas generator 1 is substantially zero until just before ignition, the output of the function generator 44 is directly input to the servo amplifier 27 as a position command for the bottle 12 without passing through the loop amplifier 43. In other words, the internal pressure of the gas generator i is not fed back until the internal pressure of the gas generator 1 reaches a predetermined pressure, and the bottle l2 is at the commanded position from the function generator 44, that is, in this embodiment, slightly below the fully closed position of the injection nozzle 5. A bottle 12 is held in front.
上記のようにサステーナ推進薬2に点火されると、その
燃焼で生じた可燃性ガスがガスジェネレータ1内に充満
するとともに一部が噴射ノズル5から燃焼室4内に噴射
される。そして、燃焼室4内に噴射された可燃性ガスと
、ディフューザ14から導入した外気とを混合して燃焼
室4で連続的に燃焼させることによって飛翔し続ける。When the sustainer propellant 2 is ignited as described above, the gas generator 1 is filled with flammable gas generated by its combustion, and a portion is injected into the combustion chamber 4 from the injection nozzle 5. Then, the combustible gas injected into the combustion chamber 4 and the outside air introduced from the diffuser 14 are mixed and continuously combusted in the combustion chamber 4, thereby continuing to fly.
このような燃焼過程において、ガスジェネレータlの内
圧が所定の圧力に達するとモード切換手段45のリレー
スイッチ46が切り換わり、それまでサーボアンブ27
に人力されていた関数発生器44の出力がループアンブ
43に入力される結果、それまでのピントルl2の位置
制御から圧力フィードバック信号Pcに基づいたフィー
ドバック制御に切り換えられる。つまり、関数発生器4
4の出力信号と圧力フィードバック信号Pcとの差に相
当する信号を駆動信号としてサーボモータl9を駆動し
、ボールねヒl8およびナットホルダ24を介してピン
トルl2を軸方向へ移動させることにより、噴射ノズル
5のスロート部の開口面積を変化させて可燃性ガスの流
量を調整する。In such a combustion process, when the internal pressure of the gas generator l reaches a predetermined pressure, the relay switch 46 of the mode switching means 45 switches, and until then the servo amplifier 27
As a result of inputting the output of the function generator 44, which had been manually operated, to the loop amplifier 43, the previous position control of the pintle l2 is switched to feedback control based on the pressure feedback signal Pc. In other words, function generator 4
By using a signal corresponding to the difference between the output signal of No. 4 and the pressure feedback signal Pc as a drive signal to drive the servo motor l9, and moving the pintle l2 in the axial direction via the ball screw l8 and the nut holder 24, injection is performed. The flow rate of the combustible gas is adjusted by changing the opening area of the throat portion of the nozzle 5.
これにより、ラムロケットRは上記ガスジェネレータ1
により燃焼室4における燃焼およびこれに伴う推力がコ
ントロールされながら飛翔し続ける。As a result, Ram Rocket R uses the gas generator 1
This allows the aircraft to continue flying while the combustion in the combustion chamber 4 and the accompanying thrust are controlled.
ここで、ピントル12の位置制御を基本とした従来方式
と、上記のピントル■2の位置制御と圧力フィードバッ
クとを併用した本発明方式とを比較した結果、第3図に
示すように本発明方式では圧力応答性および制御誤差と
もに大幅に改善されたことが判明した。Here, as a result of comparing the conventional method based on the position control of the pintle 12 and the method of the present invention which uses the above-mentioned position control of the pintle 2 in combination with pressure feedback, we found that the method of the present invention is as shown in FIG. It was found that both pressure response and control error were significantly improved.
また、第1図の圧力フィードバノク系のみでシステムを
構成した場合には、ガスジエネレータ1の内圧が所定の
圧力になるまではビントルl2は噴射ノズル5のスロー
ト部を全閉することになるので、点火直後に点火器l3
からの発生圧力が加わってガスジェネレータlの内圧が
異常に上昇するおそれがある(第3図における破線参照
)が、上記の実施例のようにガスジェネレータ1の内圧
が所定の圧力になるまではビントル12の位置を直接制
御して、ビントルl2がノズルスロート部を全閉しない
ような制御を行うことにより異常な圧力上昇を回避でき
るようになる。In addition, if the system is configured with only the pressure feeder nozzle system shown in Fig. 1, the bottle 12 will fully close the throat part of the injection nozzle 5 until the internal pressure of the gas generator 1 reaches a predetermined pressure. Immediately after, igniter l3
There is a risk that the internal pressure of the gas generator 1 will rise abnormally due to the pressure generated by the gas generator 1 (see the broken line in Fig. 3). By directly controlling the position of the bottle 12 so that the bottle 12 does not fully close the nozzle throat, abnormal pressure increases can be avoided.
発明の効果
以上のように第1の発明によれば、ガスジェネレータの
内圧を検知してフィードバック制御するようにしたこと
により、従来と比べて燃焼圧力の応答性が向上するとと
もに、制御誤差が小さくなって燃焼圧力制御の精度が向
上する。Effects of the Invention As described above, according to the first invention, by detecting the internal pressure of the gas generator and performing feedback control, the responsiveness of the combustion pressure is improved compared to the conventional method, and the control error is reduced. This improves the accuracy of combustion pressure control.
また第2の発明によれば、上記の作用効果に加えて、ガ
スジェネレータの点火時の圧力が異常に上昇してバース
トしてしまうのを未然に防止でき、言い換えれば点火器
からの発生圧力とサステーナ推進薬からの発生圧力とに
よる過大圧力を緩和できるという効果がある。Further, according to the second invention, in addition to the above-mentioned effects, it is possible to prevent the pressure at the time of ignition of the gas generator from abnormally increasing and bursting, in other words, the pressure generated from the igniter and This has the effect of alleviating excessive pressure caused by the pressure generated from the sustainer propellant.
第1図は本発明の一実施例を示す図で第2図の要部拡大
説明図、第2図はラムロケットの全体の構成説明図、第
3図はガスジェネレータの燃焼圧力と時間との関係を示
す特性図、第4図は従来のガスジェネレータの要部の構
成説明図である。
1・・・ガスジェネレータ、2・・・サステーナ推進薬
、4・・・燃焼室、5・・・噴射ノズル、12・・・ピ
ントル、工4・・・ディフューザ、l7・・・駆動手段
、l8・・・ボールねじ、19・・・サーボモータ、4
0・・・圧力センサ、42・・・流量調整手段、43・
・・比較制御手段としてのループアンプ、44・・・ジ
ェネレータ基本制御手段としての関数発生器、45・・
・モード切換手段、R−・・ラムロケット。Fig. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is an enlarged explanatory view of the main part of Fig. 2, Fig. 2 is an explanatory diagram of the overall configuration of a ram rocket, and Fig. 3 is a diagram showing the relationship between combustion pressure and time of the gas generator. A characteristic diagram showing the relationship, FIG. 4 is an explanatory diagram of the configuration of the main parts of a conventional gas generator. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Gas generator, 2... Sustainer propellant, 4... Combustion chamber, 5... Injection nozzle, 12... Pintle, Engineering 4... Diffuser, l7... Drive means, l8 ... Ball screw, 19 ... Servo motor, 4
0...Pressure sensor, 42...Flow rate adjustment means, 43.
...Loop amplifier as comparison control means, 44...Function generator as generator basic control means, 45...
- Mode switching means, R-... Ram rocket.
Claims (2)
性ガスとディフューザから導入した外気とを燃焼室で混
合して燃焼させるとともに、噴射ノズルのガス流量を調
整してガスジェネレータの燃焼圧力を可変制御するよう
にした装置において、予め設定された燃焼圧力の目標値
を出力するジェネレータ基本制御手段と、 噴射ノズルのスロート面積を変化させてガス流量を調整
する流量調整手段と、 ガスジェネレータの内圧を検出する圧力センサと、 上記の目標値と圧力センサによって検出された実圧力と
を比較してその差に相当する信号を駆動信号として前記
流量調整手段に付与する比較制御手段、 とを備えていることを特徴とするラムロケット用ガスジ
ェネレータの燃焼圧力制御装置。(1) Combustible gas injected from the injection nozzle of the gas generator and outside air introduced from the diffuser are mixed and combusted in the combustion chamber, and the gas flow rate of the injection nozzle is adjusted to variably control the combustion pressure of the gas generator. In such a device, the generator basic control means outputs a preset target value of combustion pressure, the flow rate adjustment means changes the throat area of the injection nozzle to adjust the gas flow rate, and the internal pressure of the gas generator is detected. A pressure sensor; and comparison control means for comparing the target value and the actual pressure detected by the pressure sensor and applying a signal corresponding to the difference as a drive signal to the flow rate adjustment means. Characteristic combustion pressure control device for gas generators for ram rockets.
性ガスとディフューザから導入した外気とを燃焼室で混
合して燃焼させるとともに、噴射ノズルのガス流量を調
整してガスジェネレータの燃焼圧力を可変制御するよう
にした装置において、ガスジェネレータの点火後ガスジ
ェネレータの内圧が所定の値になるまでは予め設定され
た燃焼圧力の目標値を流量調整手段に対し出力するジェ
ネレータ基本制御手段と、 噴射ノズルのスロート面積を変化させてガス流量を調整
する流量調整手段と、 ガスジェネレータの内圧を検出する圧力センサと、 上記の目標値と圧力センサによって検出された実圧力と
を比較してその差に相当する信号を駆動信号として出力
する比較制御手段と、 ガスジェネレータの内圧が所定の値になった時点で流量
調整手段に入力される信号を上記の目標値から比較制御
手段の出力に切り換えるモード切換手段、 とを備えていることを特徴とするラムロケット用ガスジ
ェネレータの燃焼圧力制御装置。(2) Combustible gas injected from the injection nozzle of the gas generator and outside air introduced from the diffuser are mixed and combusted in the combustion chamber, and the gas flow rate of the injection nozzle is adjusted to variably control the combustion pressure of the gas generator. In such a device, the generator basic control means outputs a preset combustion pressure target value to the flow rate adjustment means until the internal pressure of the gas generator reaches a predetermined value after the gas generator is ignited; A flow rate adjustment means that adjusts the gas flow rate by changing the area, a pressure sensor that detects the internal pressure of the gas generator, and a signal corresponding to the difference between the target value and the actual pressure detected by the pressure sensor. mode switching means that switches the signal input to the flow rate adjustment means from the target value to the output of the comparison control means when the internal pressure of the gas generator reaches a predetermined value. A combustion pressure control device for a gas generator for a ram rocket, characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19114289A JPH079217B2 (en) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | Combustion pressure controller for gas generator for ram rocket |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19114289A JPH079217B2 (en) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | Combustion pressure controller for gas generator for ram rocket |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357868A true JPH0357868A (en) | 1991-03-13 |
| JPH079217B2 JPH079217B2 (en) | 1995-02-01 |
Family
ID=16269593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19114289A Expired - Lifetime JPH079217B2 (en) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | Combustion pressure controller for gas generator for ram rocket |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079217B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010503794A (en) * | 2006-09-13 | 2010-02-04 | アエロジェット ジェネラル コーポレイション | Pintle control propulsion system with external dynamic seal |
| JP2010523866A (en) * | 2007-03-30 | 2010-07-15 | アエロジェット・ジェネラル・コーポレーション | Pintle control propulsion system with external ring actuator |
-
1989
- 1989-07-24 JP JP19114289A patent/JPH079217B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010503794A (en) * | 2006-09-13 | 2010-02-04 | アエロジェット ジェネラル コーポレイション | Pintle control propulsion system with external dynamic seal |
| JP2010523866A (en) * | 2007-03-30 | 2010-07-15 | アエロジェット・ジェネラル・コーポレーション | Pintle control propulsion system with external ring actuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH079217B2 (en) | 1995-02-01 |
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