JPH0441964A - 二段推力固体ロケットモータ - Google Patents
二段推力固体ロケットモータInfo
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- JPH0441964A JPH0441964A JP14351190A JP14351190A JPH0441964A JP H0441964 A JPH0441964 A JP H0441964A JP 14351190 A JP14351190 A JP 14351190A JP 14351190 A JP14351190 A JP 14351190A JP H0441964 A JPH0441964 A JP H0441964A
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- rocket motor
- propellant
- metal
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は発進時に大推力を示し、以後低推力を持続する
一室二層二段推力固体ロケットモータに関する。
一室二層二段推力固体ロケットモータに関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕ロケッ
トモータには発進時の飛翔安定性を高くする目的で初期
（ブースト期）に大推力を発生し、以後低推力の巡航（
サステナ期）を行うために巡航ロケットの外部にブース
タ補助ロケットを付加させる方式のもの、大推力のブー
スタロケットモータと小推力のサステナロケットモータ
を直列に持続する方式のもの等があるが、これらは構造
が複雑かつ大型となり高価になる。
トモータには発進時の飛翔安定性を高くする目的で初期
（ブースト期）に大推力を発生し、以後低推力の巡航（
サステナ期）を行うために巡航ロケットの外部にブース
タ補助ロケットを付加させる方式のもの、大推力のブー
スタロケットモータと小推力のサステナロケットモータ
を直列に持続する方式のもの等があるが、これらは構造
が複雑かつ大型となり高価になる。
一方、ロケットモータの燃焼室を一室とし、内部の内面
燃焼推進薬を二層とし、内層に高燃速推進薬、外層に低
燃速推進薬を配した二段推力固体ロケットモータは単純
、小型で安価であるが、高燃速推進薬は固体酸化剤の粒
径が細かく、かつその含有量が多く、更に高燃速触媒を
多量に含むために機械的強度が低下し、低温では内面に
大きな引張応力を発生するので、推進薬に致命的な亀裂
欠陥を生じる。また、製造工程も初めに内層になる高燃
速推進薬の円筒を予め硬化成形しておき、これをロケッ
トモータ燃焼室の中央部に配置して、その外側と燃焼室
内壁との間に外層となる低燃速推進薬を注入した後、硬
化させ成形するというように製造工程が２倍となる。更
に内層と外層間の推進薬が剥離を起こす危険があり、両
層間の接着力を維持させるには高度の技術を必要とする
。
燃焼推進薬を二層とし、内層に高燃速推進薬、外層に低
燃速推進薬を配した二段推力固体ロケットモータは単純
、小型で安価であるが、高燃速推進薬は固体酸化剤の粒
径が細かく、かつその含有量が多く、更に高燃速触媒を
多量に含むために機械的強度が低下し、低温では内面に
大きな引張応力を発生するので、推進薬に致命的な亀裂
欠陥を生じる。また、製造工程も初めに内層になる高燃
速推進薬の円筒を予め硬化成形しておき、これをロケッ
トモータ燃焼室の中央部に配置して、その外側と燃焼室
内壁との間に外層となる低燃速推進薬を注入した後、硬
化させ成形するというように製造工程が２倍となる。更
に内層と外層間の推進薬が剥離を起こす危険があり、両
層間の接着力を維持させるには高度の技術を必要とする
。
本発明の目的は一段推力ロケットモータと殆ど同一の製
造工程で、信頼性の高い二段推力ロケットモータを得る
ことにある。
造工程で、信頼性の高い二段推力ロケットモータを得る
ことにある。
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討した結
果、本発明を完成するに到った。
果、本発明を完成するに到った。
即ち、本発明は一室二層二段推力固体ロケットモータに
おいて、内面燃焼方式推進薬の内層として円筒状で金属
製の通気性発泡体を配置したことを特徴とする二段推力
固体ロケットモータを提供するものである。
おいて、内面燃焼方式推進薬の内層として円筒状で金属
製の通気性発泡体を配置したことを特徴とする二段推力
固体ロケットモータを提供するものである。
本発明において内面燃焼方式推進薬として用いる推進薬
は一種類でも良く、高燃速推進薬をあえて用いる必要は
なく燃焼室の中央に推進薬の内層として円筒状で金属製
の通気性発泡体を配置するのみで二段推力を得ることが
でき、かつ低温に曝された場合も推進薬内面に亀裂を生
じることがなく、耐環境性も向上する。勿論、ブースタ
期とサステナ期の推力比をより大きくする必要がある場
合は内面燃焼方式推進薬の内層推進薬として高燃速推進
薬を使用することもでき、この場合は内層に配置された
前記発泡体が低温において推進薬内面に低温で亀裂を生
じることを防ぐ効果もある。
は一種類でも良く、高燃速推進薬をあえて用いる必要は
なく燃焼室の中央に推進薬の内層として円筒状で金属製
の通気性発泡体を配置するのみで二段推力を得ることが
でき、かつ低温に曝された場合も推進薬内面に亀裂を生
じることがなく、耐環境性も向上する。勿論、ブースタ
期とサステナ期の推力比をより大きくする必要がある場
合は内面燃焼方式推進薬の内層推進薬として高燃速推進
薬を使用することもでき、この場合は内層に配置された
前記発泡体が低温において推進薬内面に低温で亀裂を生
じることを防ぐ効果もある。
本発明の詳細を図面により説明すると、第１図は本発明
になる一室二層二段推力固体ロケットモータの断面略示
図であり、第２図は同じく胴部直角方向の断面略示図で
ある。第１図において１は推進薬を、２は金属通気性発
泡体を、３は点火器、４はロケットモータ燃焼室、５は
レストリフタを示す。
になる一室二層二段推力固体ロケットモータの断面略示
図であり、第２図は同じく胴部直角方向の断面略示図で
ある。第１図において１は推進薬を、２は金属通気性発
泡体を、３は点火器、４はロケットモータ燃焼室、５は
レストリフタを示す。
本発明になるロケットモータの製造方法を説明すると、
予め第３図に示すような横断面の中央部に光芒形の空間
部を有する金属製の通気性発泡体６を制作し、その光芒
形空間部７に第４図に示すアルミニウム等の金属からな
る同じ断面形をもつ金属型８をはめ込み、推進薬注型芯
とする。使用する金属発泡体の通気性の一例を示すと、
厚さ１ｃｍ、平均孔径３．２ ｍｍ、空気流速２ｍ／ｓ
ｅｃで圧力損失は約７ｍｍｔ１ｇのものである。
予め第３図に示すような横断面の中央部に光芒形の空間
部を有する金属製の通気性発泡体６を制作し、その光芒
形空間部７に第４図に示すアルミニウム等の金属からな
る同じ断面形をもつ金属型８をはめ込み、推進薬注型芯
とする。使用する金属発泡体の通気性の一例を示すと、
厚さ１ｃｍ、平均孔径３．２ ｍｍ、空気流速２ｍ／ｓ
ｅｃで圧力損失は約７ｍｍｔ１ｇのものである。
孔径が大きくなるに従い、圧力損失は低下し通気性が向
上し、推進薬の注型性が向上する。発泡体を構成する金
属としてはアルミニウム、銀が好ましく、アルミニウム
の材質は純アルミニウムの他に、Ａ６１０１． Ａ１０
７０、ＡＣ２Ａ、 ＡＣ４Ｃ）Ｉ等のアルミニウム合金
も使用できる。金属発泡体の見掛密度は０．０５ｇ／ｃ
ｓｆｆ程度であり、熱伝導率は重量比で銅の約２倍であ
る。ブースタ期とサステナ期の高い推力比は金属気泡壁
の厚さを薄くするか、より熱伝導率の高い銀を使用する
ことで得られる。
上し、推進薬の注型性が向上する。発泡体を構成する金
属としてはアルミニウム、銀が好ましく、アルミニウム
の材質は純アルミニウムの他に、Ａ６１０１． Ａ１０
７０、ＡＣ２Ａ、 ＡＣ４Ｃ）Ｉ等のアルミニウム合金
も使用できる。金属発泡体の見掛密度は０．０５ｇ／ｃ
ｓｆｆ程度であり、熱伝導率は重量比で銅の約２倍であ
る。ブースタ期とサステナ期の高い推力比は金属気泡壁
の厚さを薄くするか、より熱伝導率の高い銀を使用する
ことで得られる。
上記の注型芯を第５図中のロケットモータ燃焼室９の中
心に設置し、通常の手段で推進薬１のスラリーを注型し
、加熱硬化した後、アルミニウム金属型８を抜芯し、端
部をレストリフタ５仕上げし、製造を完了する。
心に設置し、通常の手段で推進薬１のスラリーを注型し
、加熱硬化した後、アルミニウム金属型８を抜芯し、端
部をレストリフタ５仕上げし、製造を完了する。
この様にして製造したロケットモータを通常の手法で点
火信号によって燃焼させると、点火器の火炎が推進薬内
面を着火させるが、推進薬内面から内層部には熱伝導率
の高いアルミニウム、銀等の金属通気性発泡体が存在し
ており、この発泡体壁の金属薄箔は燃焼部からの熱を推
進薬の燃焼進行方向に急速に伝えるために金属発泡体壁
に接している推進薬は温度が上昇し、燃焼速度が早くな
り、結果的には金属発泡体を含む推進薬全体の燃焼速度
が金属発泡体を含まぬものより数倍早くなる。
火信号によって燃焼させると、点火器の火炎が推進薬内
面を着火させるが、推進薬内面から内層部には熱伝導率
の高いアルミニウム、銀等の金属通気性発泡体が存在し
ており、この発泡体壁の金属薄箔は燃焼部からの熱を推
進薬の燃焼進行方向に急速に伝えるために金属発泡体壁
に接している推進薬は温度が上昇し、燃焼速度が早くな
り、結果的には金属発泡体を含む推進薬全体の燃焼速度
が金属発泡体を含まぬものより数倍早くなる。
このように金属の熱伝導を利用して推進薬の燃焼速度を
上げる方式は従来から銀線やハネカムを用いることが提
案されているが、端面燃焼のみにしか適用できなかった
り、又は材料が軟弱なために一定の形状を保つことが困
難であった。また金属箔片を推進薬中に予め練込む方式
は注形に問題が多く、再現性に乏しかった。
上げる方式は従来から銀線やハネカムを用いることが提
案されているが、端面燃焼のみにしか適用できなかった
り、又は材料が軟弱なために一定の形状を保つことが困
難であった。また金属箔片を推進薬中に予め練込む方式
は注形に問題が多く、再現性に乏しかった。
一方、本発明で用いる金属発泡体は各気孔が多角形であ
るために、３次元的に等方向性であり、かつ剛性が高い
ので任意の形状に加工することができ、内面燃焼方式の
他に端面燃焼方式にも適用できる。
るために、３次元的に等方向性であり、かつ剛性が高い
ので任意の形状に加工することができ、内面燃焼方式の
他に端面燃焼方式にも適用できる。
以下実施例にて本発明を説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
実施例に限定されるものではない。
第３図に示す如き中央部に光芒形の空間部を有する外径
が６ＣＩ１１、長さ２０ｃｍの円筒形のアルミニウム金
属通気性発泡体（平均孔径６．４＋＋＋ｍ）の光芒形空
間部７に、第４図に示すアルミニウム金属型８をはめ込
み、注型芯とし、内径８ｃｍ、平行部長さが２０ｃｍの
円筒形のロケットモータ燃焼室の中心部に設置し、燃焼
速度７ ＋＋＋ｓ＋／ｓｅｃを示す粘度２キロボイズの
過塩素酸アンモニウム−ポリブタジェン系推進薬スラリ
ーを注型し６５℃で３日間加熱硬化した後、中心部のア
ルミニウム金属型を抜芯した０両端部を耐熱材でレスト
リフタ加工し、本発明のロケットモータの製造を完了し
た。
が６ＣＩ１１、長さ２０ｃｍの円筒形のアルミニウム金
属通気性発泡体（平均孔径６．４＋＋＋ｍ）の光芒形空
間部７に、第４図に示すアルミニウム金属型８をはめ込
み、注型芯とし、内径８ｃｍ、平行部長さが２０ｃｍの
円筒形のロケットモータ燃焼室の中心部に設置し、燃焼
速度７ ＋＋＋ｓ＋／ｓｅｃを示す粘度２キロボイズの
過塩素酸アンモニウム−ポリブタジェン系推進薬スラリ
ーを注型し６５℃で３日間加熱硬化した後、中心部のア
ルミニウム金属型を抜芯した０両端部を耐熱材でレスト
リフタ加工し、本発明のロケットモータの製造を完了し
た。
比較例として燃焼速度２５＋＋＋ｗ／ｓｅｃを示す粘度
１２キロポイズの過塩素酸アンモニウム−ポリブタジェ
ン系推進薬で、中央部に光芒形の空間部を有する外径が
６ｃｍ、長さ２０ｃｍの円筒形のブースタ推進薬を予め
製造しておき、アルミニウム金属型が付いたままこれを
注型芯として、内径８ｃａ＋、平行部長さが２０ｃ＋ｅ
の円筒形のロケットモータの中心部に設置し、注型芯の
外側と燃焼室内壁との間にサステナ推進薬として燃焼速
度７ｍｍ／ｓｅｃを示す粘度２キロボイズの過塩素酸ア
ンモニウム−ポリブタジェン系推進薬スラリーを注型し
、６５°Ｃで３日間加熱硬化した後、抜芯し、両端部を
耐熱材でレストリフタ加工して比較用ロケットモータを
作製した。
１２キロポイズの過塩素酸アンモニウム−ポリブタジェ
ン系推進薬で、中央部に光芒形の空間部を有する外径が
６ｃｍ、長さ２０ｃｍの円筒形のブースタ推進薬を予め
製造しておき、アルミニウム金属型が付いたままこれを
注型芯として、内径８ｃａ＋、平行部長さが２０ｃ＋ｅ
の円筒形のロケットモータの中心部に設置し、注型芯の
外側と燃焼室内壁との間にサステナ推進薬として燃焼速
度７ｍｍ／ｓｅｃを示す粘度２キロボイズの過塩素酸ア
ンモニウム−ポリブタジェン系推進薬スラリーを注型し
、６５°Ｃで３日間加熱硬化した後、抜芯し、両端部を
耐熱材でレストリフタ加工して比較用ロケットモータを
作製した。
本発明のロケットモータと比較用ロケットモータを一６
０″Ｃに調温した後、−６０°Ｃにおいで振動試験を行
うと、比較ロケットモータは内面光芒形の空間部の底部
にモータ軸に添って亀裂が発生しており爆発の危険があ
り、燃焼試験に供し得なかった。
０″Ｃに調温した後、−６０°Ｃにおいで振動試験を行
うと、比較ロケットモータは内面光芒形の空間部の底部
にモータ軸に添って亀裂が発生しており爆発の危険があ
り、燃焼試験に供し得なかった。
本発明のロケットモータは内面目視及びＸ線による非破
壊検査に於いても全く異常がないので、点火器を取りつ
け一６０°Ｃに再び調温した後、燃焼スタンドに取りつ
け燃焼試験を行うと、ブースタ期に２９２ｋｇの推力を
０．６１秒間発生し、サステナ期に９７．４ｋｇの推力
を１．８３秒間持続し、正常な二段推力の燃焼を示した
。
壊検査に於いても全く異常がないので、点火器を取りつ
け一６０°Ｃに再び調温した後、燃焼スタンドに取りつ
け燃焼試験を行うと、ブースタ期に２９２ｋｇの推力を
０．６１秒間発生し、サステナ期に９７．４ｋｇの推力
を１．８３秒間持続し、正常な二段推力の燃焼を示した
。
実施例で示すように従来の二段推力固体ロケットモータ
は製造工程が複数回であり、がっ低温環境では強度不足
から推進薬内面に亀裂を発生し使用に耐えない。
は製造工程が複数回であり、がっ低温環境では強度不足
から推進薬内面に亀裂を発生し使用に耐えない。
これに対し、本発明のロケットモータは推進薬の注型工
程が一回ですむため製造が簡単になり、かつ−６０°Ｃ
の低温環境にも耐え、正常な燃焼を示し、優れた性能を
発揮する。
程が一回ですむため製造が簡単になり、かつ−６０°Ｃ
の低温環境にも耐え、正常な燃焼を示し、優れた性能を
発揮する。
第１図は本発明のロケットモータの断面略示図、第２図
は本発明のロケットモータの胴部直角方向の断面略示図
、第３図は本発明に用いられる金属発泡体の斜視図、第
４図は金属型の斜視図、第５図は製造工程中のロケット
モータを示す断面略示図である。 １・・・推進薬 ２．６・・・金属発泡体 ３・・・点火器 ４．９・・・燃焼室 ５・・・レストリフタ フ・・・光芒形空間部 ８・・・金属型
は本発明のロケットモータの胴部直角方向の断面略示図
、第３図は本発明に用いられる金属発泡体の斜視図、第
４図は金属型の斜視図、第５図は製造工程中のロケット
モータを示す断面略示図である。 １・・・推進薬 ２．６・・・金属発泡体 ３・・・点火器 ４．９・・・燃焼室 ５・・・レストリフタ フ・・・光芒形空間部 ８・・・金属型
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一室二層二段推力固体ロケットモータにおいて、内
面燃焼方式推進薬の内層として円筒状で金属製の通気性
発泡体を配置したことを特徴とする二段推力固体ロケッ
トモータ。 ２ 金属製の通気性発泡体がアルミニウム又は銀製であ
る請求項１記載の二段推力固体ロケットモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14351190A JP2749707B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 二段推力固体ロケットモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14351190A JP2749707B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 二段推力固体ロケットモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0441964A true JPH0441964A (ja) | 1992-02-12 |
| JP2749707B2 JP2749707B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=15340437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14351190A Expired - Fee Related JP2749707B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 二段推力固体ロケットモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2749707B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008143033A1 (ja) * | 2007-05-14 | 2008-11-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ２パルスロケットモータ |
| JP2009174482A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Ihi Aerospace Co Ltd | 端面燃焼型ガス発生装置 |
| JP2010285891A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Ihi Aerospace Co Ltd | 固体ロケットモータ推進薬の成形方法 |
| CN116181521A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-30 | 上海新力动力设备研究所 | 一种单室双推力固体火箭发动机装药结构及工艺 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110566366B (zh) * | 2019-09-02 | 2021-07-13 | 湖北三江航天江河化工科技有限公司 | 用于火箭发动机药柱成型的组合芯模结构及其使用方法 |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14351190A patent/JP2749707B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008143033A1 (ja) * | 2007-05-14 | 2008-11-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ２パルスロケットモータ |
| US8397486B2 (en) | 2007-05-14 | 2013-03-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Two-pulse rocket motor |
| JP2009174482A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Ihi Aerospace Co Ltd | 端面燃焼型ガス発生装置 |
| JP2010285891A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Ihi Aerospace Co Ltd | 固体ロケットモータ推進薬の成形方法 |
| CN116181521A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-30 | 上海新力动力设备研究所 | 一种单室双推力固体火箭发动机装药结构及工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2749707B2 (ja) | 1998-05-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |