JPH05340308A - ロケットエンジン噴射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は燃料及び酸化剤の噴射口を複数備え
ると共に噴射量を同時に調整可能な噴射手段を備えて完
全燃焼及び推力制御の向上を図ったロケットエンジン噴
射器を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は燃焼室へ燃料及びその酸化剤を噴射
量調整可能に噴射しながら燃焼させるロケットエンジン
噴射器において、燃料と酸化剤との噴射口を各複数備え
ると共に各噴射口からの噴射量を同時に調整可能な噴射
手段を具備してなることを特徴とするロケットエンジン
噴射器を構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は宇宙空間において、推力
を極めて小さくすることができ、月着陸船、火星着陸
船、スペースステーションドッキング用その他の推進手
段として最適な、スロットリング機能を有するロケット
エンジン用の噴射器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のスロットリング式ロケット
エンジンに係る単一エレメント可変噴射器のシステム図
である。酸化剤主弁６、燃料主弁７の下流に酸化剤流量
調整弁（可動）４及び燃料流量調整弁（可動）５があ
り、ここで流量制御を行っている。

【０００３】なお、その他、８は噴射器、９は燃焼室、
１１は酸化剤主弁６及び燃料主弁７を駆動するためのア
クチュエータである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のロケットエ
ンジン噴射器には解決すべき次の課題があった。

【０００５】即ち、従来のスロットリング機能を有する
ロケットエンジン噴射器は単一噴射口を備えるのみであ
るから性能が劣るという問題があった。

【０００６】本発明は上記問題解決のため、燃料及び酸
化剤の噴射口を複数備えると共に噴射量を同時に調整可
能な噴射手段を備えた、ロケットエンジン噴射器を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、燃焼室へ燃料及びその酸化剤を噴射量調整
可能に噴射しながら燃焼させるロケットエンジン噴射器
において、燃料と酸化剤との噴射口を各複数備えると共
に各噴射口からの噴射量を同時に調整可能な噴射手段を
具備してなることを特徴とするロケットエンジン噴射器
を提供しようとするものである。

【０００８】

【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。

【０００９】即ち、噴射量を同時に調整可能な燃料の噴
射口と酸化剤の噴射口とを各複数備えるため、燃料及び
酸化剤等の推薬が燃焼器内に均一に分散されるので、燃
焼器内での燃焼が均一に行われ、燃焼効率が向上する。

【００１０】また、複数の噴射口を同時に制御すること
により、性能の犠牲なしに推力をコントロールすること
が可能となる。

【００１１】また、推薬量の調整を複数口同時に行なえ
るので燃焼制御を均一かつ正確に行うことができ、推力
の調整を極めて小さい値から大きい値まで任意にかつ正
確に行うことができる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図３により説明す
る。なお、従来例と同機能の構成部材には同符号を付
し、必要ある場合を除き説明を省略する。

【００１３】図１は本実施例の模式的縦断面図、図２は
図１の噴射器８ａの拡大図、図３は図２の主要構成品、
即ち、酸化剤流量調整弁４ａ及び燃料流量調整弁５ａの
２面（側断面及び下面）図である。

【００１４】これらの図において、１は噴射器８ａの噴
射面、２は噴射器８ａの本体に複数穿設された酸化剤噴
射孔、３は酸化剤噴射孔２の複数の局所的配置にクロス
する形で、噴射器８ａの本体に複数穿設された燃料噴射
孔（図２（ｂ））、４ａは円板体の面に同心円状に複数
個所配置され、噴射面１の方向へ筒状に開口した流体孔
を有する酸化剤流量調整弁（図３（ａ），（ｂ））、５
ａは環状の複数同心円管体に、その各円周に沿ってほぼ
等間隔で噴射面１の方向へ穿設された流体孔を有する燃
料流量調整弁、１０は推進薬タンクである。その他の構
成は取付け位置の状態等に対応して、多少の形状の違い
等はあるものの、従来例と同様である。

【００１５】図１及び図２に上下の両矢印で示すように
酸化剤流量調整弁４ａ及び燃料流量調整弁５ａは噴射器
８ａの本体に対し、アクチュエータ１１により上下に駆
動（移動）されるよう構成されている。

【００１６】また、酸化剤流量調整弁４ａ、燃料流量調
整弁５ａから噴射器８ａ内に噴出した酸化剤及び燃料は
酸化剤噴射孔２及び燃料噴射孔３から、それぞれ燃焼室
９内へ噴射されるよう構成されている。

【００１７】なお、図３の（ａ）にその側断面を、
（ｂ）に下面を示すように酸化剤流量調整弁４ａは一体
的に形成され、かつ、図３の（ｃ）にその側断面を、
（ｄ）に下面を示すように燃料流量調整弁５ａも一体的
に形成されていて、それぞれの流量調整を確実に同時に
行なえるよう構成されている。

【００１８】次に上記構成の作用について説明する。

【００１９】図１において推薬は推進薬タンク１０から
圧送され、酸化剤主弁６、燃料主弁７を通り噴射器８ａ
より燃焼室９へ噴出し、燃焼が行われる。酸化剤流量調
整弁４ａ、燃料流量調整弁５ａは酸化剤主弁６、燃料主
弁７の下流にあり、この開度によって推薬の流量が変わ
り、推力が可変となる。

【００２０】又、これらの２つの酸化剤流量調整弁４
ａ、燃料流量調整弁５ａはアクチュエータ１１により駆
動される。

【００２１】図１に示すこれらの酸化剤流量調整弁４
ａ、燃料流量調整弁５ａを含む噴射器８ａの詳細を図２
に示す。酸化剤流量調整弁４ａ、燃料流量調整弁５ａは
複数個の酸化剤噴射孔２、燃料噴射孔３の面積を同時に
変化させ、流量をコントロールする。

【００２２】以上の通り本実施例によれば、上下に移動
する酸化剤流量調整弁４ａ及び燃料流量調整弁５ａによ
って、噴射面１に多数、同心円状に均等に配設された酸
化剤噴射孔２及び燃料噴射孔３から推薬（燃料及び酸化
剤）を噴射するので燃焼室９内に均質濃度で推薬が分布
し、燃焼が均質に行なわれて、単一噴射口の従来例に比
し、燃焼効率が向上し、推力が増すという利点がある。

【００２３】また、単一噴射口の従来例に比し、本実施
例の場合は、ほぼ等量の推薬量を多数の酸化剤噴射孔２
及び燃料噴射孔３によって分担噴射するので、噴射孔１
個当りの噴射量は著しく微量となり、従って火炎維持能
力の下限が極めて微細量となって燃焼の制御下限が、従
って推力の制御下限が著しく拡大（低下）するという利
点がある。また、上述の通り燃焼効率が高まるので、相
応して推力も高まり、推力の上限が拡大するという利点
がある。

【００２４】また、噴射口１個当りの流量が著しく減る
ので、流量調整の精度が高まり、相応して推力を広い範
囲に亘って精確に制御できるという利点がある。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。

【００２６】即ち、燃料と酸化剤の複数（多数）の噴射
口を備え、かつ、それらの流量を同時に調整できる噴射
手段を備えるため、推薬の流量を精確にコントロールで
き、推力制御の精度が向上する。

【００２７】また、燃焼室内に均質に推薬噴射でき、燃
焼効率が上り、推力が増大する。

【００２８】推薬の微量噴射制御によって、きわめて小
さな推力の発生及び制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るロケットエンジン噴射
器の模式的縦断面図、

【図２】図１の噴射器８ａの拡大図で、（ａ）は側断面
図、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図、

【図３】図２の酸化剤流量調整弁４ａ及び燃料流量調整
弁５ａ（以下、符号のみを呼ぶ）の２面図で、（ａ）は
４ａの側断面図〔（ｂ）のａ−ａ矢視相当〕、（ｂ）は
４ａの下面図、（ｃ）は５ａの側断面図〔（ｄ）のｃ−
ｃ矢視相当〕、（ｄ）は５ａの下面図、

【図４】従来例の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 噴射面 ２ 酸化剤噴射孔 ３ 燃料噴射孔 ４ａ 酸化剤流量調整弁 ５ａ 燃料流量調整弁 ６ 酸化剤主弁 ７ 燃料主弁 ８ａ 噴射器 ９ 燃焼室 １０ 推進薬タンク １１ アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室へ燃料及びその酸化剤を噴射量調
   整可能に噴射しながら燃焼させるロケットエンジン噴射
   器において、燃料と酸化剤との噴射口を各複数備えると
   共に各噴射口からの噴射量を同時に調整可能な噴射手段
   を具備してなることを特徴とするロケットエンジン噴射
   器。