JPH04171255A - ラムロケット - 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】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） この発明は飛翔体の飛翔推力を得るのに利用されるラム
ロケットに関するものである。 （従来の技術） 従来、飛翔体の飛翔推力を得るのに利用されるラムロケ
ットとしては、例えば、第９図に示すような構造をなす
ものがある。 第９図に示すラムロケット５１は、ブースタ用推進薬５
２をそなえた燃焼器５３と、前記ブースタ用推進薬５２
の燃焼に続いて燃料過多の可燃性ガスを発生するサステ
ーナ用推進薬５４をそなえたガス発生器５５と、前記燃
料過多の可燃性ガスを前記燃焼器５３内に噴出させるガ
スノズル５６と、前記可燃性ガスを燃焼させる外気を取
り入れる外気取入用ポート５７と、前記ブースタ用推進
薬５２の燃焼時に前記外気取入用ポート５７を閉塞する
と共に前記サステーナ用推進薬５４の着火により発生し
た燃料過多の可燃性ガスの燃焼時に除去されて前記外気
取入用ポート５７を開放するポートカバー５８と、前記
ブースタ用推進薬５２の燃焼時においてノズルとして機
能するブースタ用ノズル６１と、前記サステーナ用推進
薬５４の着火により発生した可燃性ガスの燃焼時にノズ
ルとして機能するラムノズル６２をそなえた構造をなす
ものであり、ポートカバー５８としてはガラス板やアル
ミニウム板などの一体型構造をなすものや分割型構造を
なすもの等を用いていた（これに類するものとして、例
えば、実開昭６２−１２６５４４号公報が知られている
。）。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のラムケラト５１では、
ポートカバー５８としてガラス板やアルミニウム板など
の一体型構造をなすものや分割型構造をなすもの等を用
い、ブースタ用推進薬５２の燃焼からサステーナ推進薬
５４の着火へと移る際に前記ポートカバー５８を除去し
て外気取入用ポート５７から外気を導入するようにして
いたため、前記除去されたポートカバー５８は燃焼器５
３内で燃尽することなく大きな塊状のものとしてノズル
６１．６２より外部に排出されることとなるので、この
塊状となったポートカバー（５８）かノズル６１．６２
に衝突してこれを破壊してしまうという問題を有してい
た。 （発明の目的） この発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされた
もので、ブースタ用推進薬の燃焼時には外気取入用ポー
トを閉塞するのに十分な剛性を有し、かつまたサステー
ナ推進薬の着火により発生した可燃性ガスの燃焼時には
短時間のうちに除去されて外気取入用ポートを開放する
と共に迅速に焼尽されてノズル部分より塊状となって外
部に排出されることがないポート力／く−をそなえたラ
ムロケットを提供することを目的としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段） この発明は、ブースタ用推進薬をそなえた燃焼器と、前
記ブースタ用推進薬の燃焼に続いて可燃性ガスを発生す
るサステーナ用推進薬をそなえたガス発生器と、前記可
燃性ガスを燃焼させる外気を取り入れる外気取入用ポー
トを有し、前記ブースタ用推進薬の燃焼時に前記外気取
入用ポートを閉塞すると共に前記可燃性ガスの燃焼時に
除去されて前記外気取入用ポートを開放するポートカバ
ーをそなえたラムロケットにおいて、前記ポートカバー
を固体推進薬により形成すると共に前記ポートカバーに
前記固体推進薬の着火手段を設けた構成としたことを特
徴としており、このようなラムロケットの構成を前述し
た従来の課題を解決するための手段としている。 この発明に□係わるラムロケットは、上述した構成をな
すものであり、ブースタ用推進薬の燃焼時に外気取入用
ポートを閉塞する第１の機能を有すると共にサステーナ
推進薬の着火により発生した燃料過多の可燃性ガスの燃
焼時に除去されて前記外気取入用ポートを開放する第２
の機能を有するポートカバーを固体推進薬により形成す
ると共に前記ポートカバーに前記固体推進薬の着火手段
を設けたことを特徴としているものである。 したがって、上記ポートカバーにおいて前記第１の機能
を果たすためにはブースタ推進薬の燃焼により発生する
５０〜２００ａｔｍ程度の内圧に耐え得る十分な強度を
有しているものとする必要があり、このため、ポートカ
バーを構成する固体推進薬の引張強度は１Ｋｇｆ／ｍｍ
２以上のものとすることが望ましく、固体推進薬に強化
用１ａｌＩ＆を配合したものとすることも必要に応じて
望ましい。 また、前述の第２の機能を果すためには着火手段によっ
て容易に燃焼するものであることが必要であり、ノズル
により塊状で外部に排出されないように燃焼室内で迅速
に燃尽するものとすることが必要であることから、燃焼
速度はｌａｔｍで２〜３　ｍｍ／　ｓ　ｅ　ｃ以上の値
を有するものとすることが望ましい。 このような機能を果すためのポートカバー素材となる固
体推進薬としては種々のものがあるが、例えば、エポキ
シ系バインダに過塩素酸アンモニウムを混合したものを
用いることが可能であり、より具体的には、エポキシ樹
脂：２０〜３０重量％、過塩素酸アンモニウム：６５〜
７５重量％、触媒：５〜１５重量％の組成よりなるもの
が用いられる。 また、前記固体推進薬よりなるポートカバーの着火手段
においても種々のものがあるが、例えば、固体推進薬の
内部に高燃焼速度の推進薬を設けたものとしたり、電熱
線を設けたものとしたりすることが可能である。 （発明の作用） この発明に係わるラムロケットは、ブースタ用推進薬の
燃焼時に外気取入用ポートを閉塞すると共にサステーナ
推進薬の着火により発生した可燃性ガスの燃焼時にごく
短時間のうちに除去されて前記外気取入用ポートを開放
するポートカバーを固体推進薬により形成し、前記ポー
トカバーに前記固体推進薬の着火手段を設けた構成とし
ているので、ブースタ用推進薬の燃焼時には外気取入用
ポートを閉塞すると共に、可燃性ガスの燃焼時にはポー
トカバーに設けた着火手段によって当該ポートカバーを
形成する固体推進薬が短時間のうちに燃焼して外気取入
用ポートを開放し、従来のようにポートカバー構成体が
外部に排出されるようなことがなくなる。 （実施例） 第１図はこの発明に係わるラムロケットの一実施例を示
すもので、この第１図に示すラムロケット１は、ブース
タ用推進薬２をそなえた燃焼器３と、前記ブースタ用推
進薬２の燃焼に続いて燃、料過多の可燃性ガスを発生す
るサステーナ用推進薬４をそなえたガス発生器５と、前
記可燃性ガスを前記燃焼器３内に噴出させるガスノズル
６と、前記可燃性ガスを燃焼させる外気を取り入れる外
気取入用ポート７と、前記ブースタ用推進薬２の燃焼時
に前記外気取入用ポート７を閉塞すると共に前記サステ
ーナ用推進薬４の着火により発生した可燃性ガスの燃焼
時に除去されて前記外気取入用ポート７を開放するポー
トカバー８と、前記ブースタ用推進薬２の燃焼時におい
てノズルとして機能するブースタ用ノズル１１と、前記
サステーナ用推進薬４の着火により発生した可燃性ガス
の燃焼時にノズルとして機能するラムノズル１２をそな
えた構造をなすものである。 第２図は第１図の外気取入用ポート７およびポートカバ
ー８の部分を拡大して示す図であり、第３図は第２図の
ポートカバー８の部分をさらに拡大して示す図であって
、燃焼器３は金属製外殻１３の内側にインシュレーショ
ン１４を介してブースタ用固体推進薬２が設けであると
共に、外気取入用ポート７を形成するための開口１３ａ
が設けてあり、この開口１３ａは外周側の開口面積が内
周側の開口面積よりも小さくなるような段部１３ｂに形
成してあって、この段部１３ｂにシールリング１５を介
してポートカバー８が設けである。 この実施例におけるポートカバー８は固体推進薬の成形
体からなるものであって、エポキシ樹脂が約２３重量％
、過塩素酸アンモニウムが約６８重量％、触媒が約９重
量％の組成からなるものである。 第５図（ａ）（ｂ）は前記ポートカバー８をさらに詳細
に示す図であって、ポートカバー８を構成する固体推進
薬の内部には、前記固体推進薬の着火手段としてはたら
く電熱線（この実施例ではニクロム線）１７が設けであ
る。 この電熱＠１７は第１図に示す点火器１８に接続され、
この点火器１８は比較器１９からの指令によって電熱線
１７に電源を供給するようになっている。また、比較器
１９は燃焼器３の内部圧力を測定する圧力センサ２０に
接続してあり、前記圧力センサ２０からの前記内部圧力
に対応した電流または電圧と基準の圧力に対応した基準
電流または基準電圧とを比較して、前記内部圧力に対応
した電流または電圧が基準の圧力に対応した電流または
電圧を下回ったときに前記点火器１８へ指令を送る。 このような構成のラムロケ−２ト１においては、まず、
燃焼器３のブースタ用推進薬２が着火されて推力を得る
ことにより発進して加速し、ブースタ用推進薬２の燃焼
が終了する段階となってブースタ用ノズル１１が除去さ
れてラムノズル１２となったときに、燃焼器３の内部圧
力が第４図に示すごとく急激に低下することとなるので
、この内部圧力の低下を圧力センサ２０により検出する
。 そして、燃焼器３の内部圧力が基準の圧力を下回ったと
きに比較器１９が点火器１８に指令信号を送ることによ
り点火器１８が作動し、これによって電熱線１７が発熱
することにより固体推進薬が着火してポートカバー８が
燃焼することにより外気取入用ポート７が開放され、こ
れに合わせてサステーナ推進薬４が着火されることによ
り発生する可燃性ガスがノズル６より噴射されて燃焼器
３の中に入り、前記外気取入用ポート７から導入されて
ラム圧によって圧縮された外気と燃焼反応を生じて燃焼
ガスがラムノズル１２より噴射されることにより推力を
得て飛翔する。 このように、ポートカバ−８は固体推進薬により形成し
ていると共に内部に着火手段として電熱線１７を設けて
いるので、ブースタ推進薬２の燃焼時には外気取入用ポ
ート７を閉塞すると共に、可燃性ガスの燃焼時にはポー
トカバー８に設けた電熱線１７によって固体推進薬が迅
速に燃焼して外気取入用ポート７を開放し、従来のよう
にポートカバー８の構成部材が外部に排出されるような
ことがなくなる。 第６図（ａ）（ｂ）はこの発明の他の実施例で用いるポ
ートカバーを示すもので、このポートカバー８は、これ
を構成する固体推進薬の着火手段として高燃焼速度の推
進薬コード２７を内部に設けた構造をなすものであって
、第１図に示した点火器１８からの電源供給により着火
薬２８が推進薬コード２７を着火し、この推進薬コード
２７が高速燃焼して固体推進薬を燃焼させることにより
ポートカバー８が短時間のうちになくなって外気取入用
ポート７が開放される。 第７図（ａ）（ｂ）はポートカバーのさらに他の実施例
を示すもので、このポートカバー８は、このポートカバ
ー８を構成する固体推進薬の内部に強化用ｍ維（ガラス
繊維やカーボン繊維）２６を入れて強化するようにした
もので、強化用繊維２６の間隔ｈ＝ｉ〜５　ｍ　ｍ程度
にして固体推進薬が燃焼中断することなく連続して燃焼
するようになすと共に強度の保持が十分に得られるよう
にした場合を示している。 このような強化用縁８２６を入れたものとすることによ
って、ブースタ用推進薬２の燃焼による内圧に耐え得る
ものとする場合のポートカバー８の肉厚ｔをより小さな
ものにできるので、ポートカバー８の燃焼時間をより一
層短縮することが可能となり、かつまたブースタ用推進
薬２の燃焼からサステーナ用推進薬４への着火の切換え
をさらに短時間のうちに行うことができるようになる。 第８図はブースタ用ノズル１１が除去されたのちにポー
トカバー８を除去する動作を確実なものとし、ブースタ
用ノズル１１が除去される前にポートカバー８が除去さ
れて燃焼ガスの外気取入用ポート７からの逆流を生じな
いようにする場合を示している。 すなわち、ブースタ用推進薬２の燃焼が終了段階にきて
燃焼器３の内部圧力が低下したことを圧力センサ３０で
検出し、この圧力センサ３０からの出力が基ｆＩ！！値
よりも下回ったことが比較器３１で判定されたときに点
火器３２に指令を送り、この点火器３２の作動によりｖ
Ｌ源３３が供給されて爆発ボルト（あるいはナツト）３
４が破壊されてブースタ用ノズル１１が分離され、この
ブースタ用ノズル１１の分離が位置センサ３５により検
知されたときに別の点火器３６に指令を送り、この点火
器３６の作動により電源３７が供給されて第５図に示し
たポートカバー８の電熱線１７や第６図に示したポート
カバー８の高速燃焼速度の推進薬コード２７が発熱ない
しは燃焼することによりポートカバー８を着火燃焼して
分解させる。 したがって、この場合にブースタ推進薬２の燃焼時には
外気取入用ポート７を閉塞すると共に、可燃性ガスの燃
焼時にはポートカバー８に設けた電熱線１７虎推進薬コ
ード２７によって固体推進薬が迅速に燃焼して外気取入
用ポート７が開放し、従来のようにポートカバー８の構
成部材が外部に排出されるようなことがなくなり、加え
て位置センサ３５によってブースタノズル１１が分１１
１されたことを確認したあと電熱線１７や推進薬コード
２７を発熱ないしは着火させるようにしているので、ポ
ートカバー８の燃焼はブースタノズル１１が分離された
あとで確実に行われるようになることから、ブースタノ
ズル１１が分離される前にポートカバー８が除去される
ことによる燃焼ガスの逆流の不具合も確実に回避される
ようになる。

【発明の効果】

この発明は、ブースタ用推進薬をそなえた燃焼器と、前
記ブースタ用推進薬の燃焼に続いて可燃性ガスを発生す
るサステーナ用推進薬をそなえたガス発生器と、前記可
燃性ガスを燃焼させる外気を取り入れる外気取入用ポー
トを有し、前記ブースタ用推進薬の燃焼時に前記外気取
入用ポートを閉塞すると共に前記可燃性ガスの燃焼時に
除去されて前記外気取入用ポートを開放するポートカバ
ーをそなえたラムロケ−、トにおいて、前記ポートカバ
ーを固体推進薬により形成すると共に前記ポートカバー
に前記固体推進薬の着火手段を設けた構成としているの
で、ブースタ用推進薬の燃焼時には外気取入用ポートが
確実に閉塞されると共に、サステーナ用推進薬の着火に
より発生する可燃性ガスの燃焼時にはポートカバーに設
けた着火手段によって当該ポートカバーを形成する固体
推進薬が短時間のうちに燃焼して外気取入用ポートが開
放されるようになり、従来のようにポートカバーの構成
部材が外部に排出されるようなことがなくなるので、ラ
ムロケットのノズルを損傷することが回避されるように
なるという著しく優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるラムロケットの一実施例によ
る概略構成を示す縦断面説明図、第２図は第１図のラム
ロケットの外気取入用ポートおよびポートカバーの部分
を拡大して示す断面説明図、第３図は８２図のポートカ
バーの部分をさらに拡大して示す断面説明図、第４図は
燃焼器の内部圧力の変化を例示するグラフ、第５図（ａ
）（ｂ）はポートカバーの一実施例を示す各々平面説明
図および断面説明図、第６図（ａ）（ｂ）はポートカバ
ーの他の実施例を示す各々平面説明図および断面説明図
、第７図（ａ）（ｂ）はポートカバーのさらに他の実施
例を示す各々断面説明図および斜面説明図、！＠８図は
この発明に係わるラムロケットのさらに他の実施例によ
る概略構成を示す断面説明図、５８９図は従来のラムロ
ケットの概略構成を示す縦断面説明図である。 １・・・ラムロケット、２・・・ブースタ用推進薬、３
・・・燃焼器、４・・・サステーナ用推進薬、５・・・
ガス発生器、７・・・外気取入用ポート、８・・・ポー
トカバー、１７・・・電熱線（固体推進薬の着火手段）
、２７・・・高燃焼速度の推進薬コード（固体推進薬の
着火手段）。 第５図（７３）　　　　　第６図（０）第５図（ｂ）　
　　　第６図（ｂ） 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブースタ用推進薬をそなえた燃焼器と、前記ブー
   スタ用推進薬の燃焼に続いて可燃性ガスを発生するサス
   テーナ用推進薬をそなえたガス発生器と、前記可燃性ガ
   スを燃焼させる外気を取り入れる外気取入用ポートを有
   し、前記ブースタ用推進薬の燃焼時に前記外気取入用ポ
   ートを閉塞すると共に前記可燃性ガスの燃焼時に除去さ
   れて前、記外気取入用ポートを開放するポートカバーを
   そなえたラムロケットにおいて、前記ポートカバーを固
   体推進薬により形成すると共に前記ポートカバーに前記
   固体推進薬の着火手段を設けたことを特徴とするラムロ
   ケット。