JPH04208698A - 耐用寿命の終点の予測に適用される宇宙飛行体用液推進薬供給装置 - Google Patents
耐用寿命の終点の予測に適用される宇宙飛行体用液推進薬供給装置Info
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- JPH04208698A JPH04208698A JP2418299A JP41829990A JPH04208698A JP H04208698 A JPH04208698 A JP H04208698A JP 2418299 A JP2418299 A JP 2418299A JP 41829990 A JP41829990 A JP 41829990A JP H04208698 A JPH04208698 A JP H04208698A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［０００１１
【産業上の利用分野］この発明は衛星（人工衛星）用を
意図する、更に詳しくは商業用静止衛星に適用する液体
推進薬供給装置に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】静止衛星の静止保持及び姿勢制御用にど
んな推進システムが用いられても、その供給装置の貯蔵
タンクに貯えられた推進薬が一旦使いつくされるとこの
衛星はも早や使えない。 ［０００３］所定の時間を経てから、もしくはその貯蔵
タンクが空になった時点の何れかにおける貯蔵タンク内
の推進薬の残量を、多かれ少かれ正確に指示する多くの
工夫がこれまでになされている。 ［０００４］第１の範噴には、全ての零あるいは極低の
重力による容積測定装置を含み、第２の範噴には貯蔵タ
ンクからの流出口における気泡を検出する装置全部を含
む。 ［０００５］耐用寿命検出装置の終点の第３範噴は第１
範噴もしくは更に一般的に第２範驕の装置、ならびに衛
星を軌道から除くに全く充分な１個もしくはそれ以上の
小形付加貯蔵タンクとを組合わせ、この付加貯蔵タンク
は主貯蔵タンクに並列にもしくは直列に配設されている
。 ［０００６）
意図する、更に詳しくは商業用静止衛星に適用する液体
推進薬供給装置に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】静止衛星の静止保持及び姿勢制御用にど
んな推進システムが用いられても、その供給装置の貯蔵
タンクに貯えられた推進薬が一旦使いつくされるとこの
衛星はも早や使えない。 ［０００３］所定の時間を経てから、もしくはその貯蔵
タンクが空になった時点の何れかにおける貯蔵タンク内
の推進薬の残量を、多かれ少かれ正確に指示する多くの
工夫がこれまでになされている。 ［０００４］第１の範噴には、全ての零あるいは極低の
重力による容積測定装置を含み、第２の範噴には貯蔵タ
ンクからの流出口における気泡を検出する装置全部を含
む。 ［０００５］耐用寿命検出装置の終点の第３範噴は第１
範噴もしくは更に一般的に第２範驕の装置、ならびに衛
星を軌道から除くに全く充分な１個もしくはそれ以上の
小形付加貯蔵タンクとを組合わせ、この付加貯蔵タンク
は主貯蔵タンクに並列にもしくは直列に配設されている
。 ［０００６）
【発明が解決しようとする課題】第１範噴の装置の欠点
は精度の要求にもとづくその複雑性に関連し、また第２
ならびに第３の各範噴の装置の欠点は極めて初期の気泡
の検出要求に関連している。 ［０００７］衛星の使命が終る日付は、現実に終る前に
予測はできないので、例えば衛星による電気通信回路網
を再度最適化するなど、その使命を続けさせるために如
何なる測定も実施はできない。 ［０００８］この発明の目的は、これら従来技術の解答
に関連する欠点を軽減し、しかも衛星内に予め設定した
量の推進薬が残っている時点でその衛星の少くとも１つ
の推進薬の完全消尽の時点を容易にしかも信頼性高く検
出することを可能とするにある。 ［０００９］
は精度の要求にもとづくその複雑性に関連し、また第２
ならびに第３の各範噴の装置の欠点は極めて初期の気泡
の検出要求に関連している。 ［０００７］衛星の使命が終る日付は、現実に終る前に
予測はできないので、例えば衛星による電気通信回路網
を再度最適化するなど、その使命を続けさせるために如
何なる測定も実施はできない。 ［０００８］この発明の目的は、これら従来技術の解答
に関連する欠点を軽減し、しかも衛星内に予め設定した
量の推進薬が残っている時点でその衛星の少くとも１つ
の推進薬の完全消尽の時点を容易にしかも信頼性高く検
出することを可能とするにある。 ［０００９］
【課題を解決するための手段】発明のこの目的のため、
この発明が提供する衛星用の液体推進薬供給装置の構成
は、加圧ガス供給源に連結された流入管と、推進薬分配
多岐管に連結された流出管と、そして流入オリフィスの
所で前記流入管に連結され流出オリフィスの所で前記流
出管に連結された主貯蔵タンクから成り、しかも前記主
貯蔵タンクの内部と前記流出管との間に毛管現象推進薬
保存装置を含む構成となっており、更にこの構成は、主
貯蔵タンクから出発して前記流出管上に、流出管内に存
在する相当量のガスを検出するためのガス試験装置が設
けられこれには前記主貯蔵タンクよりも実質的に小形な
補助貯蔵タンクが続けて設けられ、しかも前記補助貯蔵
タンクの内部と前記分配多岐管とを分離する第２の毛管
現象推進薬保存装置が含まれている。 ［００１０１このようにこの発明は従来技術に係る方法
に関連する欠点を除くことを可能としたのであってその
因るところは次のとおりである： １、この推進システムの主貯蔵タンクの流出側の小供試
領域が推進薬が空になりつつあることを検出可能とする
極めて簡単なガス検出装置、 ２、前記供試領域の流出側に設けた付加もしくは補助の
貯蔵タンク。このタンクは６ケ月ないし１ケ年間の使用
に耐え、推進薬が消尽した後、衛星の軌道からの除外が
前記供試領域において検出される。主貯蔵タンクと直列
になっている前記付加貯蔵タンクには自己充填式の簡素
化された推進薬保存装置が含まれる。 ［００１１］この発明に係る装置の利点は、この装置が
単に推進薬（あるいは少なくとも極めて大きい加圧ガス
の気泡）の消尽を検出することを求めているだけであっ
て、前述の第２及び第３の各範噴における要求のように
、微細気泡検出用装置に供される複雑でしかも重いオン
ボード（衛星搭載用）構造電子機器類を必要としないと
いう事実に関連している。 ［００１２］補助タンクの利点は、発射中そして軌道回
遊中この補助タンクは主貯蔵タンクに従来のやり方で備
えられた推進薬保存装置により加速から護られていると
いう事実、従って以下の各項が示す事実により得られて
いる、すなわち； （ａ）補助貯蔵タンクの毛管保存容積は、簡単な毛管現
象保存装置の構造の使用を可能とする軌道修正運動中の
加速に耐えるに丁度必要な容積であるという事実と；（
ｂ）前記簡素化構造の保存装置の中の毛管現象によって
保持される推進薬の容積は、安全限界も含めて、軌道か
ら衛星を除くに丁度必要な容積であるという事実である
。 ［００１３］最長の軌道修正運動の時間（一般に南北運
動）中に補助貯蔵タンクの内部の毛管現象保存装置を満
たすことが可能でなければならない。そのため、補助貯
蔵タンクの形状は最適形状とされ、そして貯蔵タンクは
特定の方向（実際には、北−南方向）をもって衛星に装
着され、そして寸法は、主貯蔵タンクが消尽した後、残
余の耐用寿命が可能な限り長く （例えば６ケ月ないし
１年間）あるように最適化される。 ［００１４］補助貯蔵タンクの用途と設計とは、従って
各種の装置とは根本的に異なっており、この各種装置に
は、例えばフランス特許Ｎｏ、２，５３７，５４４で開
示されている直列に連結されている貯蔵タンクがあり、
このタンクでは、２個の同一容積の主貯蔵タンクが直列
に配置され、これには中間の試験領域はなく、軌道噴射
中発生する加速の効果に依存する流出口に近い方の貯蔵
タンクに向う流れを必要とする形状となっている。 ［００１５］この発明の有利な特徴により、以下の各項
が組合せできる、すなわち： ガス試験装置は、瞬間加熱素子と、プロセッサー回路に
連結された温度探知器とをもった流出管の試験領域形成
部分を有する； ｍ−前記プロセッサー回路が前記試験領域の加熱速さを
、推進薬の存在時と、加圧ガスの存在時とのそれぞれの
場合における加熱速さ間の基準加熱速さと比較するに適
した比較器を有する； 一前記試験領域は、その周囲に電気抵抗体が巻回されて
成る前記流出管の拡径部分である； −前記補助貯蔵タンクはその容積が主貯蔵タンクの容積
の１０％未満である； 一前記補助貯蔵タンクはその容積が主貯蔵タンクの容積
の１％と５％との間にある； 一第２毛管現象推進薬保存装置は衛星を軌道から外すに
必要な推進薬の量に少くとも等しい推進薬容量を有する
； 一第２推進薬保存装置の容積は実質的に０．５１と３１
との間にある； 主貯蔵タンクと前記補助貯蔵タンクとの間に更に推進薬
の逆止装置を有する； 一前記逆止装置は毛管現象装置である；−前記逆止装置
は、前記試験装置と前記補助貯蔵タンりとの間に配設さ
れる； 一加熱器は主貯蔵タンクの上に装着されている；−主貯
蔵タンクが流入管と流出管の間に少くとも２個の主貯蔵
タンクを平行に設けて成る； −更に１個の貯蔵タンクが毛管現象位相分離器だけを経
由してし主貯蔵タンクの内部に連通ずる流入管の中に装
着されている； 一前記更に１個の貯蔵タンクが１個の加熱器を備えてい
る； 一第２推進薬に対して第２流入管、第２推進薬分配多岐
管に連結された第２流出管、そして前記第２流入管と第
２流出管との間に設けられた第２主貯蔵タンクとを有す
る； 第２ガス試験装置及び第２補助貯蔵タンクが第２流出管
上に装着されている；第２主貯蔵タンクが前記第２推進
薬分配多岐管と、自由にしかも直接連通している；補助
貯蔵タンクが、この補助皿貯蔵タンクの流入ならびに流
出の両オリフィスが予め設定された最大加速方向におい
て一列に整列されるように配設されている；補助貯蔵タ
ンクが衛星の南北軸線に対して平行に配置されて成る。 ［００１６］
この発明が提供する衛星用の液体推進薬供給装置の構成
は、加圧ガス供給源に連結された流入管と、推進薬分配
多岐管に連結された流出管と、そして流入オリフィスの
所で前記流入管に連結され流出オリフィスの所で前記流
出管に連結された主貯蔵タンクから成り、しかも前記主
貯蔵タンクの内部と前記流出管との間に毛管現象推進薬
保存装置を含む構成となっており、更にこの構成は、主
貯蔵タンクから出発して前記流出管上に、流出管内に存
在する相当量のガスを検出するためのガス試験装置が設
けられこれには前記主貯蔵タンクよりも実質的に小形な
補助貯蔵タンクが続けて設けられ、しかも前記補助貯蔵
タンクの内部と前記分配多岐管とを分離する第２の毛管
現象推進薬保存装置が含まれている。 ［００１０１このようにこの発明は従来技術に係る方法
に関連する欠点を除くことを可能としたのであってその
因るところは次のとおりである： １、この推進システムの主貯蔵タンクの流出側の小供試
領域が推進薬が空になりつつあることを検出可能とする
極めて簡単なガス検出装置、 ２、前記供試領域の流出側に設けた付加もしくは補助の
貯蔵タンク。このタンクは６ケ月ないし１ケ年間の使用
に耐え、推進薬が消尽した後、衛星の軌道からの除外が
前記供試領域において検出される。主貯蔵タンクと直列
になっている前記付加貯蔵タンクには自己充填式の簡素
化された推進薬保存装置が含まれる。 ［００１１］この発明に係る装置の利点は、この装置が
単に推進薬（あるいは少なくとも極めて大きい加圧ガス
の気泡）の消尽を検出することを求めているだけであっ
て、前述の第２及び第３の各範噴における要求のように
、微細気泡検出用装置に供される複雑でしかも重いオン
ボード（衛星搭載用）構造電子機器類を必要としないと
いう事実に関連している。 ［００１２］補助タンクの利点は、発射中そして軌道回
遊中この補助タンクは主貯蔵タンクに従来のやり方で備
えられた推進薬保存装置により加速から護られていると
いう事実、従って以下の各項が示す事実により得られて
いる、すなわち； （ａ）補助貯蔵タンクの毛管保存容積は、簡単な毛管現
象保存装置の構造の使用を可能とする軌道修正運動中の
加速に耐えるに丁度必要な容積であるという事実と；（
ｂ）前記簡素化構造の保存装置の中の毛管現象によって
保持される推進薬の容積は、安全限界も含めて、軌道か
ら衛星を除くに丁度必要な容積であるという事実である
。 ［００１３］最長の軌道修正運動の時間（一般に南北運
動）中に補助貯蔵タンクの内部の毛管現象保存装置を満
たすことが可能でなければならない。そのため、補助貯
蔵タンクの形状は最適形状とされ、そして貯蔵タンクは
特定の方向（実際には、北−南方向）をもって衛星に装
着され、そして寸法は、主貯蔵タンクが消尽した後、残
余の耐用寿命が可能な限り長く （例えば６ケ月ないし
１年間）あるように最適化される。 ［００１４］補助貯蔵タンクの用途と設計とは、従って
各種の装置とは根本的に異なっており、この各種装置に
は、例えばフランス特許Ｎｏ、２，５３７，５４４で開
示されている直列に連結されている貯蔵タンクがあり、
このタンクでは、２個の同一容積の主貯蔵タンクが直列
に配置され、これには中間の試験領域はなく、軌道噴射
中発生する加速の効果に依存する流出口に近い方の貯蔵
タンクに向う流れを必要とする形状となっている。 ［００１５］この発明の有利な特徴により、以下の各項
が組合せできる、すなわち： ガス試験装置は、瞬間加熱素子と、プロセッサー回路に
連結された温度探知器とをもった流出管の試験領域形成
部分を有する； ｍ−前記プロセッサー回路が前記試験領域の加熱速さを
、推進薬の存在時と、加圧ガスの存在時とのそれぞれの
場合における加熱速さ間の基準加熱速さと比較するに適
した比較器を有する； 一前記試験領域は、その周囲に電気抵抗体が巻回されて
成る前記流出管の拡径部分である； −前記補助貯蔵タンクはその容積が主貯蔵タンクの容積
の１０％未満である； 一前記補助貯蔵タンクはその容積が主貯蔵タンクの容積
の１％と５％との間にある； 一第２毛管現象推進薬保存装置は衛星を軌道から外すに
必要な推進薬の量に少くとも等しい推進薬容量を有する
； 一第２推進薬保存装置の容積は実質的に０．５１と３１
との間にある； 主貯蔵タンクと前記補助貯蔵タンクとの間に更に推進薬
の逆止装置を有する； 一前記逆止装置は毛管現象装置である；−前記逆止装置
は、前記試験装置と前記補助貯蔵タンりとの間に配設さ
れる； 一加熱器は主貯蔵タンクの上に装着されている；−主貯
蔵タンクが流入管と流出管の間に少くとも２個の主貯蔵
タンクを平行に設けて成る； −更に１個の貯蔵タンクが毛管現象位相分離器だけを経
由してし主貯蔵タンクの内部に連通ずる流入管の中に装
着されている； 一前記更に１個の貯蔵タンクが１個の加熱器を備えてい
る； 一第２推進薬に対して第２流入管、第２推進薬分配多岐
管に連結された第２流出管、そして前記第２流入管と第
２流出管との間に設けられた第２主貯蔵タンクとを有す
る； 第２ガス試験装置及び第２補助貯蔵タンクが第２流出管
上に装着されている；第２主貯蔵タンクが前記第２推進
薬分配多岐管と、自由にしかも直接連通している；補助
貯蔵タンクが、この補助皿貯蔵タンクの流入ならびに流
出の両オリフィスが予め設定された最大加速方向におい
て一列に整列されるように配設されている；補助貯蔵タ
ンクが衛星の南北軸線に対して平行に配置されて成る。 ［００１６］
【実施例】この発明の目的、特徴及び利点については、
添付の図面を参照して非限定的実施例を用いて以下に説
明しよう。 【ｏ Ｏ１７１図１に示す推進薬供給装置は、衛星（人
工衛星）をその軌道（図１３参照）に噴射し、続いて静
止位置にとどまり、そして姿勢制御のために必要な液体
推進薬の１つを包有するように設計されている。このシ
ステムは、従って、いわゆる「統合コされた推進システ
ムである。用いられる液体推進薬は一般に、過酸化窒素
（Ｎ２０４ ） 、ならびにモノメチルヒドラジン （
ＭＭＨ）である。 ［００１８］この供給装置１は、問題の推進薬３の大部
分を、噴射に際して、包有するように設計された主貯蔵
タンク２を有する。図１０．１１の各図に示した代替可
能な実施態様においては、この供給装置は平行に配設さ
れた２個の主貯蔵タンク２Ａ、２Ｂを用いて成る。 ［００１９］この貯蔵タンク２は、流入管５により、図
示しない圧力制御器がついた、超高圧（数百バール）の
ヘリウム貯蔵タンクのような、高圧ガス源６に連結され
た流入オリフィス４をもっている。逆止装置７と弁８と
が前記流入管に組込まれている。高圧ガス源６は実際に
は、もう１つの流入管５′に連結された２つの推進薬供
給装置（図１０．１１参照）に共通となっている。 ［００２０１この貯蔵タンク２はまた衛星の推進システ
ムに含まれるアポジー（遠地点）モータ及び各種の姿勢
制御ロケット（図示しない）に連結された分配多岐管１
１に導かれる流出管１０に連結された流出オリフィス９
をもっている。 ［００２１１従来のやり方では、この貯蔵タンクには流
出オリフィスに連結された毛管現象推進薬保存装置１３
を有する。 ［００２２］上記に説明した構造は在来の構造である。 ［００２３］この発明によれば、供給装置１はその流出
管の中に、主貯蔵タンクよりもかなり小さくしかもその
流出口１５Ａに簡単な毛管現象推進薬保存装置１６を備
えた補助貯蔵タンク１５が続けて設けである。 ［００２４］試験装置１４は実際にはガス検出器である
。この試験装置は１つの試験領域１４Ａを形成しここを
通って流体が主貯蔵タンク２から補助貯蔵タンク１５に
流れ、熱作用電気的計測装置１７を設けた流出口を通り
、この流出口はこの流体が液体が気体かによってかなり
異る。 ［００２５１図２を参照すると、制御回路１４Ｂ（実際
には低い定格電力であって、標準的には、０．ＩＷ程度
である）により瞬間的にしかも循環的に通電される抵抗
加熱体１８により巻回された流出管１０の拡径部分であ
る。電気的測定装置は前記拡径部分に装着された温度検
知器であり、これから出る測定信号はプロセッサ回路２
０に送信される。 ［００２６］ （図示しない）これに代替するものと
してこの試験装置はサーミスターもしくは熱電対を用い
ることができる。 ［００２７］この測定装置からの出力信号は実際には電
圧■である。 ［００２８１図４に図２からのオンボード（衛星搭載用
）プロセッサー回路の１つの実施態様を示す。 ［００２９１図３のグラフは同業技術者には良く知られ
ていてる簡単な計算の結果打点したものである。このグ
ラフの示すところでは、試験領域が加熱された場合、液
体（点線）と気体（実線）との間に熱容量の差の効果が
現われており、温度上昇の差を反映している。液体に対
する温度の上昇は気体の場合より大いに低い。 ［００３０１２つの異なった値Ｔ１とＴ２（実際には対
応する電圧ＶｌとＶ２）を採り上げると、図４の回路を
用い、試験領域における気体の存否を指示する衛星によ
り送信される出力信号Ｆを得ることが可能である。測定
された瞬間電圧Ｖは、基準値Ｖ１及び■２と比較される
。 ［００３１１直ちにＶ＋が到達すると、論理ゲートＰは
クロックＨからのパルスを通す。このパルスは計数器Ｃ
１に蓄積され比較器Ｃ２の基準値（実験的に選ばれる）
と比較される。 ［００３２］直ちに■２が到達すると、論理ゲートＰが
不能となり計数器Ｃ１はも早や増大しない。比較器Ｏ２
は、もし基準値をまだ超えていなければ、非零信号Ｓだ
けを与える（「迅速」な温度上昇がガスの特性を発揮さ
せ、迅速でないと、この温度上昇が遅くこれが液体の流
れがまだあることを指示する）。 ［００３３１図５．６の各図に示す自己充填式推進薬保
持装置１６が用いられ、軌道修正運動中に生ずる慣性力
の効果により、推進薬が、毛管現象保持特性をもつ部分
に入ることを許し、しかもそこに滞留させる（この機能
に対する電気的類推はコンデンサを伴ったダイオードで
代表される）。この装置の気泡発生点は実際にはかなり
低く、標準的には１ｍｂａｒ程度である。 ［００３４］もっとも高い気泡発生点をもった毛管現象
保持装置が代替に用いられ、規定運動から得られる加速
にはも早や依存しないように、補助貯蔵タンクの大部分
を占領する。 ［００３５］図６に示すように、例えば、その断面が必
要な毛管現象保持を達成するように決められて成る六角
形金属管２２を有する円筒２１からこの装置は構成され
る。 ［００３６］前記円筒２１は、そこから推進薬が発射さ
れる側面１５Ａ上の補助貯蔵タンクの中に固定され、そ
してこの円筒の軸線は、軌道修正運動中に作り出される
平均方向加速の中に方向を向けられている。（北−南、
図１３を参照、または東−西の方向）。 ［００３７］円筒は、基礎部材２３に固定され、この部
材２３は網格子２４により推進薬を通過させることが可
能だが、この円筒よりも大きい毛管保持容積（気泡発生
点）をもっている、その結果：推進薬に対する透過度は
、軌道修正運動中に推進薬が壁を伝って降下する自己充
填機能を助長する、その毛管保存容積が円筒のそれより
も大きいので、円筒及びその基礎部材により形成される
容積は円筒から始って空になることを保証する。 ［００３８１円筒２１が均質のまま消尽されるように、
開孔２５が円筒の内部に設けられていて推進薬が１本の
管からもう１つの管に通るようになっている。 ［００３９］前記装置１６の容積は、実際には衛星をそ
の耐用寿命の終りに軌道から除くに充分な容積である。 ［００４０１図７．８の各図は図１の装置の代替実施態
様であって、この中には、逆止装置３０が主貯蔵タンク
と補助貯蔵タンクの間に、図７では試験領域の内側に、
図８では同じく外側に設けられている。 ［００４１１図９に示すように、逆止装置は毛管現象装
置であり、このものは拡径本体３１の構造であって、こ
の部分には１個あるいはそれ以上の細かな網格子３２が
横断して設けられ、そのメツシュ寸法は逆流に対して必
要な隔壁効果を備えている。 ［００４２］この逆止装置の代替として、機械的装置（
在来の逆止弁）もしくは電気機械的装置（弁など）が用
いうる。 ［００４３］図１０に示す２連式推進薬供給装置５０は
、個々に各個の推進薬に通じている２個の平行配置され
た分岐５１．５２を有し、これらの各々は図１に示す単
一推進薬装置に同じである（これらが２個の主貯蔵タン
クを有する点は異なっている）。 （分岐の内の１つは
図１と同じ参照番号を用い、他方の分岐には、プライム
符号（′）をつけである）。 ［００４４１図１１が示す２連式推進薬記供給装置６０
では１個だけ分岐６１がこの発明に従い、他の分岐６２
は在来の構造である。 ［００４５］図１２の装置は、主貯蔵タンクに直列にし
かも主貯蔵タンクの内側に、高圧ガス用に蓄えられる容
積を増すための装置が加えであるという点が図１と異っ
ており、この図１２の装置の構成は推進薬保存装置をも
たない１個の付加貯蔵タンク７０ （この容積は、例え
ば、主貯蔵タンクの容積の２％から５％の開にある）；
付加貯蔵タンクと主貯蔵タンクの間に配置された毛管現
象位相分離器７１ （この目的は推進薬の流入口に向う
逆流を避けるにある）である。 ［００４６１更に、加熱器７２は、付加貯蔵タンクを主
貯蔵タンクよりも若干高温に維持する目的で加えられる
。しかし主貯蔵タンクには、また加熱器７４が設けられ
ており、この加熱器は、その温度において、従って主貯
蔵タンクの内部の圧力でもって操作することにより、推
進薬が補助貯蔵タンクから主貯蔵タンクに戻るのを防止
できる。 ［００４７］図１３は衛星本体１００の部分的図であり
、その補助貯蔵タンク１５は点線の外形線で示しである
。このタンク１５は北−両軸線に方向を合わせてあり、
この軸線に沿って、静止位置維持中ならびに姿勢修正運
動中に、より一層大きい加速力（東−四軸線に沿うより
も大きい）が加えられる。 ［００４８１この事が軌道運動中に耐用寿命推進薬保存
装置１６の終点における充填を改善させる。 ［００４９］この発明は、特に、ＴＶ−３ＡＴ／ＴＤＦ
１およびＥＵ置ＳＡＴ ＩＩ系列の衛星に適用できる
。 ［００５０１数値例をあげると、主貯蔵タンクの容積は
約１．０００１．補助貯蔵タンクの容積は約２０１ （
主貯蔵タンク容積の１０％未満）、そして装置１６は約
１１ （補助貯蔵タンクの１０％未満）の容積をもち、
付加貯蔵タンクは、例えば容積４１である。 ［００５１１実際には、衛星が軌道に存在する寿命の大
部分を通じて利用可能な推進薬の大部分は主貯蔵タンク
中に残っている。ガス試験装置１４が相当量のガスの存
在をこの試験領域で検出すると、補助貯蔵タンクに含ま
せる推進薬の容積が、軌道から外れた後に続く予め定め
られた残り寿命を提供する。この残りの寿命中、補助貯
蔵タンクの推進薬保存装置は、各・個の北−南運動中に
充分な推進薬により、自己充填式保存装置を再充填する
ために充分な加速力を要する次の北−南運動の前に適用
する必要のある如何なる微細な修正運動に対しても、連
続的に充填がなされる。 ［００５２］同業技術者は、適用空間に従って、主貯蔵
タンクの個数と形状とを決定できよう。 ［００５３］補助貯蔵タンク及び逆止装置３０製作用の
材料は可能な限り軽量でなければならず、問題の推進薬
により与えられる力及び化学的腐食作用に対して機械的
にしかも化学的に耐えられるものでなければならない。 ［００５４重温度Ｔ１及びＴ２は３０℃及び４５℃に等
しく、試験領域における推進薬の存否間の識別の基準比
率は、例えば０．６℃／秒に等しく選定される。 ［００５５］ガス試験装置の起動される頻度は、実際に
は、北−南軌道修正運動の頻度である。 ［００５６］上記の発明は非限定的実施例についてのみ
行ったものであり、同業技術者によりこの発明の範囲を
逸脱することなしになくの改変がなされることは当然の
ことである。特に、２個あるいはそれ以上の個数の追加
の貯蔵タンクを直列に配設することも可能である。同様
に、流出管は２個の試験装置により２重となすことも可
能で、これは例えば２個の主貯蔵タンクが平行に構成さ
れる場合に適用される。
添付の図面を参照して非限定的実施例を用いて以下に説
明しよう。 【ｏ Ｏ１７１図１に示す推進薬供給装置は、衛星（人
工衛星）をその軌道（図１３参照）に噴射し、続いて静
止位置にとどまり、そして姿勢制御のために必要な液体
推進薬の１つを包有するように設計されている。このシ
ステムは、従って、いわゆる「統合コされた推進システ
ムである。用いられる液体推進薬は一般に、過酸化窒素
（Ｎ２０４ ） 、ならびにモノメチルヒドラジン （
ＭＭＨ）である。 ［００１８］この供給装置１は、問題の推進薬３の大部
分を、噴射に際して、包有するように設計された主貯蔵
タンク２を有する。図１０．１１の各図に示した代替可
能な実施態様においては、この供給装置は平行に配設さ
れた２個の主貯蔵タンク２Ａ、２Ｂを用いて成る。 ［００１９］この貯蔵タンク２は、流入管５により、図
示しない圧力制御器がついた、超高圧（数百バール）の
ヘリウム貯蔵タンクのような、高圧ガス源６に連結され
た流入オリフィス４をもっている。逆止装置７と弁８と
が前記流入管に組込まれている。高圧ガス源６は実際に
は、もう１つの流入管５′に連結された２つの推進薬供
給装置（図１０．１１参照）に共通となっている。 ［００２０１この貯蔵タンク２はまた衛星の推進システ
ムに含まれるアポジー（遠地点）モータ及び各種の姿勢
制御ロケット（図示しない）に連結された分配多岐管１
１に導かれる流出管１０に連結された流出オリフィス９
をもっている。 ［００２１１従来のやり方では、この貯蔵タンクには流
出オリフィスに連結された毛管現象推進薬保存装置１３
を有する。 ［００２２］上記に説明した構造は在来の構造である。 ［００２３］この発明によれば、供給装置１はその流出
管の中に、主貯蔵タンクよりもかなり小さくしかもその
流出口１５Ａに簡単な毛管現象推進薬保存装置１６を備
えた補助貯蔵タンク１５が続けて設けである。 ［００２４］試験装置１４は実際にはガス検出器である
。この試験装置は１つの試験領域１４Ａを形成しここを
通って流体が主貯蔵タンク２から補助貯蔵タンク１５に
流れ、熱作用電気的計測装置１７を設けた流出口を通り
、この流出口はこの流体が液体が気体かによってかなり
異る。 ［００２５１図２を参照すると、制御回路１４Ｂ（実際
には低い定格電力であって、標準的には、０．ＩＷ程度
である）により瞬間的にしかも循環的に通電される抵抗
加熱体１８により巻回された流出管１０の拡径部分であ
る。電気的測定装置は前記拡径部分に装着された温度検
知器であり、これから出る測定信号はプロセッサ回路２
０に送信される。 ［００２６］ （図示しない）これに代替するものと
してこの試験装置はサーミスターもしくは熱電対を用い
ることができる。 ［００２７］この測定装置からの出力信号は実際には電
圧■である。 ［００２８１図４に図２からのオンボード（衛星搭載用
）プロセッサー回路の１つの実施態様を示す。 ［００２９１図３のグラフは同業技術者には良く知られ
ていてる簡単な計算の結果打点したものである。このグ
ラフの示すところでは、試験領域が加熱された場合、液
体（点線）と気体（実線）との間に熱容量の差の効果が
現われており、温度上昇の差を反映している。液体に対
する温度の上昇は気体の場合より大いに低い。 ［００３０１２つの異なった値Ｔ１とＴ２（実際には対
応する電圧ＶｌとＶ２）を採り上げると、図４の回路を
用い、試験領域における気体の存否を指示する衛星によ
り送信される出力信号Ｆを得ることが可能である。測定
された瞬間電圧Ｖは、基準値Ｖ１及び■２と比較される
。 ［００３１１直ちにＶ＋が到達すると、論理ゲートＰは
クロックＨからのパルスを通す。このパルスは計数器Ｃ
１に蓄積され比較器Ｃ２の基準値（実験的に選ばれる）
と比較される。 ［００３２］直ちに■２が到達すると、論理ゲートＰが
不能となり計数器Ｃ１はも早や増大しない。比較器Ｏ２
は、もし基準値をまだ超えていなければ、非零信号Ｓだ
けを与える（「迅速」な温度上昇がガスの特性を発揮さ
せ、迅速でないと、この温度上昇が遅くこれが液体の流
れがまだあることを指示する）。 ［００３３１図５．６の各図に示す自己充填式推進薬保
持装置１６が用いられ、軌道修正運動中に生ずる慣性力
の効果により、推進薬が、毛管現象保持特性をもつ部分
に入ることを許し、しかもそこに滞留させる（この機能
に対する電気的類推はコンデンサを伴ったダイオードで
代表される）。この装置の気泡発生点は実際にはかなり
低く、標準的には１ｍｂａｒ程度である。 ［００３４］もっとも高い気泡発生点をもった毛管現象
保持装置が代替に用いられ、規定運動から得られる加速
にはも早や依存しないように、補助貯蔵タンクの大部分
を占領する。 ［００３５］図６に示すように、例えば、その断面が必
要な毛管現象保持を達成するように決められて成る六角
形金属管２２を有する円筒２１からこの装置は構成され
る。 ［００３６］前記円筒２１は、そこから推進薬が発射さ
れる側面１５Ａ上の補助貯蔵タンクの中に固定され、そ
してこの円筒の軸線は、軌道修正運動中に作り出される
平均方向加速の中に方向を向けられている。（北−南、
図１３を参照、または東−西の方向）。 ［００３７］円筒は、基礎部材２３に固定され、この部
材２３は網格子２４により推進薬を通過させることが可
能だが、この円筒よりも大きい毛管保持容積（気泡発生
点）をもっている、その結果：推進薬に対する透過度は
、軌道修正運動中に推進薬が壁を伝って降下する自己充
填機能を助長する、その毛管保存容積が円筒のそれより
も大きいので、円筒及びその基礎部材により形成される
容積は円筒から始って空になることを保証する。 ［００３８１円筒２１が均質のまま消尽されるように、
開孔２５が円筒の内部に設けられていて推進薬が１本の
管からもう１つの管に通るようになっている。 ［００３９］前記装置１６の容積は、実際には衛星をそ
の耐用寿命の終りに軌道から除くに充分な容積である。 ［００４０１図７．８の各図は図１の装置の代替実施態
様であって、この中には、逆止装置３０が主貯蔵タンク
と補助貯蔵タンクの間に、図７では試験領域の内側に、
図８では同じく外側に設けられている。 ［００４１１図９に示すように、逆止装置は毛管現象装
置であり、このものは拡径本体３１の構造であって、こ
の部分には１個あるいはそれ以上の細かな網格子３２が
横断して設けられ、そのメツシュ寸法は逆流に対して必
要な隔壁効果を備えている。 ［００４２］この逆止装置の代替として、機械的装置（
在来の逆止弁）もしくは電気機械的装置（弁など）が用
いうる。 ［００４３］図１０に示す２連式推進薬供給装置５０は
、個々に各個の推進薬に通じている２個の平行配置され
た分岐５１．５２を有し、これらの各々は図１に示す単
一推進薬装置に同じである（これらが２個の主貯蔵タン
クを有する点は異なっている）。 （分岐の内の１つは
図１と同じ参照番号を用い、他方の分岐には、プライム
符号（′）をつけである）。 ［００４４１図１１が示す２連式推進薬記供給装置６０
では１個だけ分岐６１がこの発明に従い、他の分岐６２
は在来の構造である。 ［００４５］図１２の装置は、主貯蔵タンクに直列にし
かも主貯蔵タンクの内側に、高圧ガス用に蓄えられる容
積を増すための装置が加えであるという点が図１と異っ
ており、この図１２の装置の構成は推進薬保存装置をも
たない１個の付加貯蔵タンク７０ （この容積は、例え
ば、主貯蔵タンクの容積の２％から５％の開にある）；
付加貯蔵タンクと主貯蔵タンクの間に配置された毛管現
象位相分離器７１ （この目的は推進薬の流入口に向う
逆流を避けるにある）である。 ［００４６１更に、加熱器７２は、付加貯蔵タンクを主
貯蔵タンクよりも若干高温に維持する目的で加えられる
。しかし主貯蔵タンクには、また加熱器７４が設けられ
ており、この加熱器は、その温度において、従って主貯
蔵タンクの内部の圧力でもって操作することにより、推
進薬が補助貯蔵タンクから主貯蔵タンクに戻るのを防止
できる。 ［００４７］図１３は衛星本体１００の部分的図であり
、その補助貯蔵タンク１５は点線の外形線で示しである
。このタンク１５は北−両軸線に方向を合わせてあり、
この軸線に沿って、静止位置維持中ならびに姿勢修正運
動中に、より一層大きい加速力（東−四軸線に沿うより
も大きい）が加えられる。 ［００４８１この事が軌道運動中に耐用寿命推進薬保存
装置１６の終点における充填を改善させる。 ［００４９］この発明は、特に、ＴＶ−３ＡＴ／ＴＤＦ
１およびＥＵ置ＳＡＴ ＩＩ系列の衛星に適用できる
。 ［００５０１数値例をあげると、主貯蔵タンクの容積は
約１．０００１．補助貯蔵タンクの容積は約２０１ （
主貯蔵タンク容積の１０％未満）、そして装置１６は約
１１ （補助貯蔵タンクの１０％未満）の容積をもち、
付加貯蔵タンクは、例えば容積４１である。 ［００５１１実際には、衛星が軌道に存在する寿命の大
部分を通じて利用可能な推進薬の大部分は主貯蔵タンク
中に残っている。ガス試験装置１４が相当量のガスの存
在をこの試験領域で検出すると、補助貯蔵タンクに含ま
せる推進薬の容積が、軌道から外れた後に続く予め定め
られた残り寿命を提供する。この残りの寿命中、補助貯
蔵タンクの推進薬保存装置は、各・個の北−南運動中に
充分な推進薬により、自己充填式保存装置を再充填する
ために充分な加速力を要する次の北−南運動の前に適用
する必要のある如何なる微細な修正運動に対しても、連
続的に充填がなされる。 ［００５２］同業技術者は、適用空間に従って、主貯蔵
タンクの個数と形状とを決定できよう。 ［００５３］補助貯蔵タンク及び逆止装置３０製作用の
材料は可能な限り軽量でなければならず、問題の推進薬
により与えられる力及び化学的腐食作用に対して機械的
にしかも化学的に耐えられるものでなければならない。 ［００５４重温度Ｔ１及びＴ２は３０℃及び４５℃に等
しく、試験領域における推進薬の存否間の識別の基準比
率は、例えば０．６℃／秒に等しく選定される。 ［００５５］ガス試験装置の起動される頻度は、実際に
は、北−南軌道修正運動の頻度である。 ［００５６］上記の発明は非限定的実施例についてのみ
行ったものであり、同業技術者によりこの発明の範囲を
逸脱することなしになくの改変がなされることは当然の
ことである。特に、２個あるいはそれ以上の個数の追加
の貯蔵タンクを直列に配設することも可能である。同様
に、流出管は２個の試験装置により２重となすことも可
能で、これは例えば２個の主貯蔵タンクが平行に構成さ
れる場合に適用される。
【図１】この発明に係る推進薬供給装置の概略図である
。
。
【図２】図１の試験装置のプロセッサー回路を伴なった
ものの詳細図である。
ものの詳細図である。
【図３】前記試験装置の作動が見られる線図である。
【図４】図２のプロセッサ回路のブロック図である。
【図５】図１の補助貯蔵タンクの簡素化保存装置を伴な
ったものの拡大図である。
ったものの拡大図である。
【図６】前記簡素化保存装置の拡大部分図である。
【図７】図１の装置の代替え実施態様の部分概略図であ
る。
る。
【図８】前記装置の更に別な実施態様である。
【図９】図８及び図９両図に示す推進薬逆止装置の詳細
図である。
図である。
【図１０】２連式推進薬供給装置の第１実施態様の概略
図である。
図である。
【図１１］第２実施態様の類似図である。
【図１２】図１の装置の代替実施態様の概略図である。
【図１３】軌道中の姿勢安定化衛星における、図１の補
助貯蔵タンクの配置の概略図である。
助貯蔵タンクの配置の概略図である。
【図１】
【図２】
【図７】
【図３】
Ｆｉｇ、７
【図９】
【図４】
Ｆｉｇ、９
Ｆｉｇ、４
【図８】
Ｆｉｇ、８
【図５】
【図６】
Ｆｉｇ、５
Ｆｉｇ、６
【図１２】
【図１０１
【手続補正帯】
【提出日】平成３年３月２２日
【手続補正１】
【補正対象項目名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【請求項１】 高圧ガス供給源に連結された流入管と、
推進薬分配多岐管に連結された流出管と、そして流入オ
リフィスの所で前記流入管に連結されかつ流出オリフィ
スの所で前記流出管に連結された主貯蔵タンクと、前記
主貯蔵タンクの内部と前記流出管との間に設けられた毛
管現象推進薬保存装置とを備え、主貯蔵タンクから出発
して前記流出管上に、流出管内に存在する相当量のガス
を検出するためのガス試験装置が設けられ、このガス試
験装置には前記主貯蔵タンクよりも実質的に小形な補助
貯蔵タンクが続けて設けられ、前記補助貯蔵タンクの内
部と前記分配多岐管とを分離する第２の毛細管現象推進
薬保存装置を有して成ることを特徴とする人工衛生用液
体推進薬供給装置。
推進薬分配多岐管に連結された流出管と、そして流入オ
リフィスの所で前記流入管に連結されかつ流出オリフィ
スの所で前記流出管に連結された主貯蔵タンクと、前記
主貯蔵タンクの内部と前記流出管との間に設けられた毛
管現象推進薬保存装置とを備え、主貯蔵タンクから出発
して前記流出管上に、流出管内に存在する相当量のガス
を検出するためのガス試験装置が設けられ、このガス試
験装置には前記主貯蔵タンクよりも実質的に小形な補助
貯蔵タンクが続けて設けられ、前記補助貯蔵タンクの内
部と前記分配多岐管とを分離する第２の毛細管現象推進
薬保存装置を有して成ることを特徴とする人工衛生用液
体推進薬供給装置。
Claims (20)
- 【請求項１】高圧ガス供給源に連結された流入管と、推
進薬分配多岐管に連結された流出管と、そして流入オリ
フィスの所で前記流入管に連結された流出オリフィスの
所で前記流出管に連結された主貯蔵タンクと、前記主貯
蔵タンクの内部と前記流出管との間に設けられた毛管現
象推進薬保存装置とを備え、主貯蔵タンクから出発して
前記流出管上に、流出管内に存在する相当量のガスを検
出するためのガス試験装置が設けられ、このガス試験装
置には前記主貯蔵タンクよりも実質的に小形な補助貯蔵
タンクが続けて設けられ、前記補助貯蔵タンクの内部と
前記分配多岐管とを分離する第２の毛細管現象推進薬保
存装置を有して成ることを特徴とする人工衛生用液体推
進薬供給装置。 - 【請求項２】前記ガス試験装置が、瞬間加熱素子、及び
プロセッサー回路に連結された温度検知器を備えた前記
流出管の試験領域形成部分から成ることを特徴とする請
求項１に記載の装置。 - 【請求項３】前記プロセッサー回路が、前記試験領域の
加熱速さを、推進薬の存在時と加圧ガスの存在時とのそ
れぞれの場合における加熱速さ間における基準加熱速さ
と比較するに適した比較器を有することを特徴とする請
求項２に記載の装置。 - 【請求項４】前記試験領域は、その周囲に電気抵抗体が
巻回されて成る前記流出管の拡径部分であることを特徴
とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項５】前記補助貯蔵タンクはその容積が主貯蔵タ
ンクの容積の１０％未満であることを特徴とする請求項
１に記載の装置。 - 【請求項６】前記補助貯蔵タンクはその容積が主貯蔵タ
ンクの容積の１％と５％との間にあることを特徴とする
請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】前記第２毛管現象推進薬保存装置は人工衛
星を軌道から外すに必要な推進薬の量に少くとも等しい
推進薬容量を有することを特徴とする請求項１に記載の
装置。 - 【請求項８】前記第２推進薬保存装置の容積は実質的に
０．５１と３１との間にあることを特徴とする請求項７
に記載の装置。 - 【請求項９】前記主貯蔵タンクと前記補助貯蔵タンクと
の間に更に推進薬の逆止装置を有することを特徴とする
請求項１に記載の装置。 - 【請求項１０】前記逆止装置は毛細現象装置であること
を特徴とする請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】前記逆止装置は、前記試験装置と前記補
助貯蔵タンクとの間に配設されて成ることを特徴とする
請求項９に記載の装置。 - 【請求項１２】前記主貯蔵タンク上に加熱器が装着され
て成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１３】前記主貯蔵タンクが、前記流入管と前記
流出管との間に少くとも２個の主貯蔵タンクが平行に設
けられて成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１４】更に付加貯蔵タンクが、毛管現象位相分
離器だけを経由して主貯蔵タンクの内部に連通する前記
流入管の中に装着されて成ることを特徴とする請求項１
に記載の装置。 - 【請求項１５】前記更に付加貯蔵タンクが加熱器を備え
て成ることを特徴とする請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１６】第２推進薬に対して、第２流入管と、第
２推進薬分配多岐管に連結された第２流出管と、前記第
２流入管と第２流出管との間に設けられた第２主貯蔵タ
ンクとを更に有することを特徴とする請求項１に記載の
装置。 - 【請求項１７】第２ガス試験装置及び第２補助貯蔵タン
クが前記第２流出管上に装着されて成ることを特徴とす
る請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１８】前記第２主貯蔵タンクが前記第２推進薬
分配多岐管に、自由にしかも直接連通して成ることを特
徴とする請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１９】前記補助貯蔵タンクが、この補助貯蔵タ
ンクの流入ならびに流出の両オリフィスが予め設定され
た最大が加速方向において一列に整列されるように配設
されて成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項２０】前記補助貯蔵タンクが人工衛星の南北軸
線に対して平行に配置されて成ることを特徴とする請求
項１９に記載の装置。
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