JPH0734977A - ノズルホルダの断熱材貼着構造 - Google Patents
ノズルホルダの断熱材貼着構造Info
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- JPH0734977A JPH0734977A JP5179342A JP17934293A JPH0734977A JP H0734977 A JPH0734977 A JP H0734977A JP 5179342 A JP5179342 A JP 5179342A JP 17934293 A JP17934293 A JP 17934293A JP H0734977 A JPH0734977 A JP H0734977A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機体重量を増すことなく、燃焼内圧負荷時の
断熱材の変形を抑え、断熱材の破壊を防止することがで
きるノズルホルダの断熱材貼着構造を提供する。 【構成】 断熱材７の両端縁側においては体積圧縮性の
高い弾性材層９，９を介して、断熱材７の中央側におい
ては体積圧縮性の低い弾性材層８を介してノズルホルダ
４に断熱材７を貼着する。
断熱材の変形を抑え、断熱材の破壊を防止することがで
きるノズルホルダの断熱材貼着構造を提供する。 【構成】 断熱材７の両端縁側においては体積圧縮性の
高い弾性材層９，９を介して、断熱材７の中央側におい
ては体積圧縮性の低い弾性材層８を介してノズルホルダ
４に断熱材７を貼着する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ロケットのノズルを
機体に取付けるのに利用されるノズルホルダの構造に係
わり、とくに当該ノズルホルダに熱保護用の断熱材を貼
着するための断熱材貼着構造に関するものである。
機体に取付けるのに利用されるノズルホルダの構造に係
わり、とくに当該ノズルホルダに熱保護用の断熱材を貼
着するための断熱材貼着構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロケットの機体にノズルを装着するため
の鋼製ノズルホルダには、高温の燃焼ガスからホルダ自
体を保護するために、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチ
ック）製の断熱材が燃焼室内面側に貼着されており、こ
の断熱材は、点火時の燃焼圧力が負荷されたときのノズ
ルホルダの変形に基づく負荷応力を緩和するために、従
来、数ｍｍ厚さのゴム層を介在させた状態で前記ノズル
ホルダに貼着された構造となっていた（実開平１−２１
２４４号公報参照）。
の鋼製ノズルホルダには、高温の燃焼ガスからホルダ自
体を保護するために、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチ
ック）製の断熱材が燃焼室内面側に貼着されており、こ
の断熱材は、点火時の燃焼圧力が負荷されたときのノズ
ルホルダの変形に基づく負荷応力を緩和するために、従
来、数ｍｍ厚さのゴム層を介在させた状態で前記ノズル
ホルダに貼着された構造となっていた（実開平１−２１
２４４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来のノズルホルダにおいては、ノズルホルダと断熱材と
の間にゴム層が介在しているにもかかわらず、ノズルホ
ルダが燃焼圧力を受けた場合に、断熱材はノズルホルダ
の変形にほとんど追従した変形を起こし、ノズルホルダ
の変形が大きい場合には、当該断熱材の素材であるＣＦ
ＲＰの引張強度を超える応力が発生して、当該断熱材が
破壊に至る可能性があるという問題点が判明した。 も
ちろん、ノズルホルダや断熱材自体の肉厚を厚くするこ
とによってこれらの変形量を少なくするようにすれば断
熱材の破壊を防止することが可能になるが、反面ロケッ
トの機体重量の増加につながるという問題があり、この
ような問題の解消がロケットのノズルホルダの構造上の
課題となっていた。
来のノズルホルダにおいては、ノズルホルダと断熱材と
の間にゴム層が介在しているにもかかわらず、ノズルホ
ルダが燃焼圧力を受けた場合に、断熱材はノズルホルダ
の変形にほとんど追従した変形を起こし、ノズルホルダ
の変形が大きい場合には、当該断熱材の素材であるＣＦ
ＲＰの引張強度を超える応力が発生して、当該断熱材が
破壊に至る可能性があるという問題点が判明した。 も
ちろん、ノズルホルダや断熱材自体の肉厚を厚くするこ
とによってこれらの変形量を少なくするようにすれば断
熱材の破壊を防止することが可能になるが、反面ロケッ
トの機体重量の増加につながるという問題があり、この
ような問題の解消がロケットのノズルホルダの構造上の
課題となっていた。
【０００４】
【発明の目的】この発明は、従来のロケットのノズルホ
ルダにおける上記課題に着目してなされたものであっ
て、機体重量を増すことなく、断熱材の変形を抑えるこ
とができ、もって断熱材の破壊を防止することができる
ノズルホルダの断熱材貼着構造を提供することを目的と
している。
ルダにおける上記課題に着目してなされたものであっ
て、機体重量を増すことなく、断熱材の変形を抑えるこ
とができ、もって断熱材の破壊を防止することができる
ノズルホルダの断熱材貼着構造を提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため、加圧時のノズルホルダおよび断熱材の変
形状況および応力負荷状況について、実験的に、あるい
は有限要素法などを用いて詳細に検討した結果、ノズル
ホルダと断熱材の間に介在するゴム層の変形能に問題が
あること判明した。
達成するため、加圧時のノズルホルダおよび断熱材の変
形状況および応力負荷状況について、実験的に、あるい
は有限要素法などを用いて詳細に検討した結果、ノズル
ホルダと断熱材の間に介在するゴム層の変形能に問題が
あること判明した。
【０００６】すなわち、ゴム層は、弾性材料ではあるも
のの、ゴム自体はほとんど体積収縮しないため、当該ゴ
ム層がノズルホルダと断熱材間の全面に介在した場合に
は、変形時のゴムの逃げ場が少ないのでほとんど変形す
ることができず、断熱材はノズルホルダの変形に沿った
形状に変形を起こす結果、破壊に至るものであって、特
に断熱材の両端縁側のゴム層の体積圧縮性を高め、ノズ
ルホルダの変形に断熱材を追従させないようにすること
によって、当該断熱材の破壊を防止し得るとの知見を得
るに至った。
のの、ゴム自体はほとんど体積収縮しないため、当該ゴ
ム層がノズルホルダと断熱材間の全面に介在した場合に
は、変形時のゴムの逃げ場が少ないのでほとんど変形す
ることができず、断熱材はノズルホルダの変形に沿った
形状に変形を起こす結果、破壊に至るものであって、特
に断熱材の両端縁側のゴム層の体積圧縮性を高め、ノズ
ルホルダの変形に断熱材を追従させないようにすること
によって、当該断熱材の破壊を防止し得るとの知見を得
るに至った。
【０００７】この発明に係わるノズルホルダの断熱材貼
着構造は、上記知見に基づくものであって、断熱材が、
その両端縁側においては体積圧縮性の高い弾性材層を介
して、中央側においては体積圧縮性の低い弾性材層を介
してノズルホルダの燃焼室内側に貼着された構成とした
ことを特徴としており、このようなノズルホルダの構成
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。 また、この発明に係わるノズルホルダの断熱材貼
着構造の具体的な実施態様として、断熱材の中央側にお
いては中実ゴム層を介して、両端縁側においてはスポン
ジ状のゴム層を介して当該断熱材をノズルホルダに貼着
する構成、あるいは断熱材の中央側においてはゴム系接
着剤層を介して、両端縁側においてはシリカマイクロバ
ルーンなどのマイクロバルーンを混合したゴム系接着剤
層を介して当該断熱材をノズルホルダに貼着する構成と
することが可能である。
着構造は、上記知見に基づくものであって、断熱材が、
その両端縁側においては体積圧縮性の高い弾性材層を介
して、中央側においては体積圧縮性の低い弾性材層を介
してノズルホルダの燃焼室内側に貼着された構成とした
ことを特徴としており、このようなノズルホルダの構成
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。 また、この発明に係わるノズルホルダの断熱材貼
着構造の具体的な実施態様として、断熱材の中央側にお
いては中実ゴム層を介して、両端縁側においてはスポン
ジ状のゴム層を介して当該断熱材をノズルホルダに貼着
する構成、あるいは断熱材の中央側においてはゴム系接
着剤層を介して、両端縁側においてはシリカマイクロバ
ルーンなどのマイクロバルーンを混合したゴム系接着剤
層を介して当該断熱材をノズルホルダに貼着する構成と
することが可能である。
【０００８】
【発明の作用】この発明に係わるノズルホルダの断熱材
貼着構造においては、断熱材が、その両端縁側において
は、例えばスポンジ状ゴムなどの体積圧縮性の高い弾性
材層を介して、中央側においては、例えば中実ゴムなど
の体積圧縮性の低い弾性材層を介してノズルホルダに貼
着された構造となっている。 したがって、燃焼圧力に
よってノズルホルダが外側に湾曲するように変形した場
合、断熱材の両端縁側においては体積圧縮性の高い弾性
材層の圧縮によってノズルホルダとの距離が小さくなる
一方、断熱材の中央部分においては体積圧縮性の低い弾
性材層によってノズルホルダとの距離が当該弾性材層の
厚さに維持されるので、当該断熱材はノズルホルダより
も変形量が少なくなり、発生応力が低く抑えられるので
破壊に至ることはない。
貼着構造においては、断熱材が、その両端縁側において
は、例えばスポンジ状ゴムなどの体積圧縮性の高い弾性
材層を介して、中央側においては、例えば中実ゴムなど
の体積圧縮性の低い弾性材層を介してノズルホルダに貼
着された構造となっている。 したがって、燃焼圧力に
よってノズルホルダが外側に湾曲するように変形した場
合、断熱材の両端縁側においては体積圧縮性の高い弾性
材層の圧縮によってノズルホルダとの距離が小さくなる
一方、断熱材の中央部分においては体積圧縮性の低い弾
性材層によってノズルホルダとの距離が当該弾性材層の
厚さに維持されるので、当該断熱材はノズルホルダより
も変形量が少なくなり、発生応力が低く抑えられるので
破壊に至ることはない。
【０００９】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００１０】図１ないし図３は、この発明に係わるノズ
ルホルダの断熱材貼着構造の一実施例を示すものであっ
て、図１は当該構造により貼着された断熱材を備えたノ
ズルホルダによってノズルを装着したロケットの機体後
部を示す断面図である。
ルホルダの断熱材貼着構造の一実施例を示すものであっ
て、図１は当該構造により貼着された断熱材を備えたノ
ズルホルダによってノズルを装着したロケットの機体後
部を示す断面図である。
【００１１】図に示すロケット１は、その機体後部にＣ
／Ｃコンポジット製のノズル２を備え、当該ノズル２
は、この実施例ではフレキシブルジョイント３とノズル
ホルダ４とを介して機体の燃焼室チャンバ５の後端に取
付けられている。
／Ｃコンポジット製のノズル２を備え、当該ノズル２
は、この実施例ではフレキシブルジョイント３とノズル
ホルダ４とを介して機体の燃焼室チャンバ５の後端に取
付けられている。
【００１２】前記フレキシブルジョイント３は、ゴムと
鋼との積層構造を有し、前記ノズルホルダ４に対してノ
ズル２をフレキシブルに支持し、図示しないアクチュエ
ータによって当該ノズル２を偏向させ、ロケット１の推
力方向を制御するようになっている。 なお、当該フレ
キシブルジョイント３は、シリコンゴム製の熱保護ブー
ツ６によって高温の燃焼ガスから保護されている。
鋼との積層構造を有し、前記ノズルホルダ４に対してノ
ズル２をフレキシブルに支持し、図示しないアクチュエ
ータによって当該ノズル２を偏向させ、ロケット１の推
力方向を制御するようになっている。 なお、当該フレ
キシブルジョイント３は、シリコンゴム製の熱保護ブー
ツ６によって高温の燃焼ガスから保護されている。
【００１３】前記ノズルホルダ４は、ニッケルクロムモ
リブデン鋼からなるものであって、その燃焼室内面側に
は、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）製の断熱材
７が後述する構造によって貼着されている。
リブデン鋼からなるものであって、その燃焼室内面側に
は、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）製の断熱材
７が後述する構造によって貼着されている。
【００１４】図２は、図１に示したノズルホルダ４およ
び断熱材７の拡大断面図であって、図に示すように前記
断熱材７は、この実施例では、その中央部分においては
ゴム系の接着剤層８を介して、その両端縁側においては
シリカマイクロバルーンを混合したゴム系接着剤層９，
９を介してノズルホルダ４に貼着されている。
び断熱材７の拡大断面図であって、図に示すように前記
断熱材７は、この実施例では、その中央部分においては
ゴム系の接着剤層８を介して、その両端縁側においては
シリカマイクロバルーンを混合したゴム系接着剤層９，
９を介してノズルホルダ４に貼着されている。
【００１５】シリカマイクロバルーンは、溶融シリカを
１００〜数１００μｍ径の中空球状に凝固させたもので
あって、当該シリカマイクロバルーンを混合したゴム系
接着剤層９は、圧縮力を受けた場合に、該シリカマイク
ロバルーンの中空部がつぶれることによって体積が減少
するので、体積圧縮性の高いゴム層を形成することにな
る。
１００〜数１００μｍ径の中空球状に凝固させたもので
あって、当該シリカマイクロバルーンを混合したゴム系
接着剤層９は、圧縮力を受けた場合に、該シリカマイク
ロバルーンの中空部がつぶれることによって体積が減少
するので、体積圧縮性の高いゴム層を形成することにな
る。
【００１６】このように、体積圧縮性の低いゴム系接着
剤層８と、シリカマイクロバルーンを混合して体積圧縮
性の高いゴム系接着剤層９，９とを介して断熱材７を貼
着したノズルホルダ４は、燃料点火による燃焼内圧を受
けると、図３に示すように、当該ノズルホルダ４の中央
部４ａが外側に向けて湾曲するように変形する。
剤層８と、シリカマイクロバルーンを混合して体積圧縮
性の高いゴム系接着剤層９，９とを介して断熱材７を貼
着したノズルホルダ４は、燃料点火による燃焼内圧を受
けると、図３に示すように、当該ノズルホルダ４の中央
部４ａが外側に向けて湾曲するように変形する。
【００１７】このとき、ノズルホルダ４に断熱材７を貼
着している接着剤層は、その中央部が体積圧縮性のほと
んどないゴム系接着剤層８となっているので圧力を受け
てもほとんど圧縮されることなく、ノズルホルダ４と断
熱材７との間の距離をほぼ当初の接着剤層８の厚さの儘
に保持することになる。
着している接着剤層は、その中央部が体積圧縮性のほと
んどないゴム系接着剤層８となっているので圧力を受け
てもほとんど圧縮されることなく、ノズルホルダ４と断
熱材７との間の距離をほぼ当初の接着剤層８の厚さの儘
に保持することになる。
【００１８】一方、断熱材７の両端縁側を貼着している
ゴム系接着剤層９，９はシリカマイクロバルーンを混合
しているので、前述のように体積圧縮性が高く、圧力を
受けると容易に圧縮されることから、燃焼内圧によって
圧縮され、ノズルホルダ４と断熱材７との距離が小さく
なるため、前記断熱材７はノズルホルダ４の変形にもか
かわらずほとんど変形しないこととなり、曲げ応力が大
幅に軽減されるので、当該断熱材７の破壊を防止するこ
とができる。
ゴム系接着剤層９，９はシリカマイクロバルーンを混合
しているので、前述のように体積圧縮性が高く、圧力を
受けると容易に圧縮されることから、燃焼内圧によって
圧縮され、ノズルホルダ４と断熱材７との距離が小さく
なるため、前記断熱材７はノズルホルダ４の変形にもか
かわらずほとんど変形しないこととなり、曲げ応力が大
幅に軽減されるので、当該断熱材７の破壊を防止するこ
とができる。
【００１９】なお、上記実施例においては、断熱材７の
両端縁側の体積圧縮性の高い弾性材層としてシリカマイ
クロバルーンを混合したゴム系接着剤を、断熱材７の中
央部の体積圧縮性の低い弾性材層としてゴム系接着剤を
それぞれ用いた例を示したが、この他に、断熱材７の両
端縁側ではスポンジ状ゴム層、中央部側では通常の中実
ゴム層を介して断熱材７とノズルホルダ４とを貼着する
ようにしてもよい。また、シリカマイクロバルーンの代
わりに、アルミナマイクロバルーンやマグネシアマイク
ロバルーンなどを使用することも可能である。
両端縁側の体積圧縮性の高い弾性材層としてシリカマイ
クロバルーンを混合したゴム系接着剤を、断熱材７の中
央部の体積圧縮性の低い弾性材層としてゴム系接着剤を
それぞれ用いた例を示したが、この他に、断熱材７の両
端縁側ではスポンジ状ゴム層、中央部側では通常の中実
ゴム層を介して断熱材７とノズルホルダ４とを貼着する
ようにしてもよい。また、シリカマイクロバルーンの代
わりに、アルミナマイクロバルーンやマグネシアマイク
ロバルーンなどを使用することも可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
ノズルホルダの断熱材貼着構造は、上記構成、すなわち
断熱材の両端縁側においては、例えばスポンジ状ゴムな
どの体積圧縮性の高い弾性材層を介して、中央側におい
ては、例えば中実ゴムなどの体積圧縮性の低い弾性材層
を介して断熱材がノズルホルダに貼着された構成を有す
るものであるから、ノズルホルダの変形に断熱材が追従
することがないので、ロケットの機体重量を増加させる
ことなく断熱材の破壊を防止することができるという極
めて優れた効果を発揮するものである。
ノズルホルダの断熱材貼着構造は、上記構成、すなわち
断熱材の両端縁側においては、例えばスポンジ状ゴムな
どの体積圧縮性の高い弾性材層を介して、中央側におい
ては、例えば中実ゴムなどの体積圧縮性の低い弾性材層
を介して断熱材がノズルホルダに貼着された構成を有す
るものであるから、ノズルホルダの変形に断熱材が追従
することがないので、ロケットの機体重量を増加させる
ことなく断熱材の破壊を防止することができるという極
めて優れた効果を発揮するものである。
【図１】この発明に係わるノズルホルダの断熱材貼着構
造の一実施例を適用したノズルホルダによるノズルの取
付け状態を示すロケット後部の断面図である。
造の一実施例を適用したノズルホルダによるノズルの取
付け状態を示すロケット後部の断面図である。
【図２】図１に示したロケットのノズルホルダおよび断
熱材部分の構造を詳細に示す拡大断面図である。
熱材部分の構造を詳細に示す拡大断面図である。
【図３】図２に示したノズルホルダおよび断熱材が燃焼
内圧を受けた場合の変形状況を説明する模式図である。
内圧を受けた場合の変形状況を説明する模式図である。
１ ロケット ２ ノズル ４ ノズルホルダ ７ 断熱材 ８ ゴム系接着剤 ９ シリカマイクロバルーンを混合したゴム系接着剤
Claims (4)
- 【請求項１】 ロケットの機体とノズルの間に介在して
当該ノズルを機体に取付けるノズルホルダの燃焼室内面
側に断熱材を貼着するための断熱材貼着構造であって、
前記断熱材は、その両端縁側においては体積圧縮性の高
い弾性材層を介して、中央側においては体積圧縮性の低
い弾性材層を介して貼着されていることを特徴とするノ
ズルホルダの断熱材貼着構造。 - 【請求項２】 前記断熱材は、その中央側においては中
実ゴム層を介して、両端縁側においてはスポンジ状のゴ
ム層を介して貼着されていることを特徴とする請求項１
記載のノズルホルダの断熱材貼着構造。 - 【請求項３】 前記断熱材は、その中央側においてはゴ
ム系接着剤層を介して、両端縁側においてはマイクロバ
ルーンを混合したゴム系接着剤層を介して貼着されてい
ることを特徴とする請求項１記載のノズルホルダの断熱
材貼着構造。 - 【請求項４】 前記マイクロバルーンはシリカマイクロ
バルーンであることを特徴とする請求項３記載のノズル
ホルダの断熱材貼着構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179342A JP2809052B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | ノズルホルダの断熱材貼着構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179342A JP2809052B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | ノズルホルダの断熱材貼着構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0734977A true JPH0734977A (ja) | 1995-02-03 |
| JP2809052B2 JP2809052B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=16064168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5179342A Expired - Fee Related JP2809052B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | ノズルホルダの断熱材貼着構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2809052B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002332915A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Ihi Aerospace Co Ltd | 圧力容器と支持構造体の結合構造 |
| JP2016183327A (ja) * | 2015-02-23 | 2016-10-20 | オーバイタル・エイティーケイ・インコーポレイテッド | ロケットモーター組立品のための可撓性構造体を形成する方法、関連する可撓性構造体、及び可撓性構造体を含む関連する組立品 |
-
1993
- 1993-07-20 JP JP5179342A patent/JP2809052B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002332915A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Ihi Aerospace Co Ltd | 圧力容器と支持構造体の結合構造 |
| JP2016183327A (ja) * | 2015-02-23 | 2016-10-20 | オーバイタル・エイティーケイ・インコーポレイテッド | ロケットモーター組立品のための可撓性構造体を形成する方法、関連する可撓性構造体、及び可撓性構造体を含む関連する組立品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2809052B2 (ja) | 1998-10-08 |
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