【手続補正書】
【提出日】令和3年6月7日(2021.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙ロケット用姿勢制御及び推力増強システム(100)であって、
排気ノズル(352)を備えたロケットエンジン(303)を有し、
前記排気ノズル(352)が、ロケットエンジンの長手方向軸線(AL)に対して所定の拡大角度によって画定された出口セクションを通って超音速ガス流を流出させるように構成された拡大部分(302)を備え、
前記姿勢制御及び推力増強システム(100)が、
・排気ノズルから機械的に切り離され、ロケットエンジンの長手方向軸線に対して様々な角度位置をとるように作動させることができる、排気ノズルの拡大部分を延ばすように形成され、出口セクションの周りに配置された複数のフラップ(110、111、112、113)と、
・宇宙ロケットの実際の姿勢及び周囲の静圧を示す量を受け取り、フラップ(110、111、112、113)に、ロケットエンジンの長手方向軸に対して、所定の拡大角度以上の傾斜角に従って、フラップ(110、111、112、113)が傾斜する中立角度位置をとらせ、周囲の静圧に従って、前記周囲静圧が減少するにつれて前記傾斜角度を減少させることによって、フラップ(110、111、112、113)がとる中立角度位置を制御し、一つ又は複数のフラップ(110、111、112、113)に、宇宙ロケットの実際の姿勢及び前記宇宙ロケットに必要な姿勢に従って、中立角度位置とは異なった角度位置をとらせるように構成された制御手段(130)と
を備えていることを特徴とする宇宙ロケット用姿勢制御及び推力増強システム。
【請求項２】
前記制御手段(130)が、
・周囲静圧が減少することにつれて、前記傾斜角度を所定の拡大角度に一致させるまで傾斜角度を減少させ、
・次いで、前記傾斜角度を、周囲静圧とは独立して所定の拡大角度に等しく保つ
ように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記制御手段(130)が、
・周囲静圧が予め設定された閾値よりも大きい場合、傾斜角度を減少させ、周囲静圧の新しい現在値の各々に対して、超音速流の過膨張を生じさせないように傾斜角度の対応する現在値を決定し、
・周囲静圧が予め設定された閾値に対応する場合、傾斜角度を所定の拡大角度に一致させ、
・次いで、前記傾斜角角度を、周囲の静圧とは独立して、所定の拡大角度に等しく保つ
ように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記制御手段(130)が、
・宇宙ロケットの実際の姿勢と、前記宇宙ロケットの要求される姿勢とを比較し、
・実査の姿勢が要求される姿勢と異なる場合、
前記実際の姿勢及び前記要求される姿勢に基づいて、前記フラップ(110、111、112、113)が、出口セクションから出る超音速ガス流を偏向させて、実際の姿勢を要求される姿勢に向ける角度位置を決定し、前記フラップ(110、111、112、113)に所定の角度位置をとらせることによって、
フラップ(110、111、112、113)に、中立角度位置とは異なる角度位置をとらせる
ように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記制御手段(130)が、
・宇宙ロケットに設置され、前記宇宙ロケットの実際の姿勢を検出するように構成された慣性プラットフォーム(201)と、
・宇宙ロケットに設置され、周囲の静圧を測定するように構成された圧力感知装置(202)と、
に接続されている
ことを特徴とする請求項1〜４の何れか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御手段(130)が、
前記宇宙ロケットの要求されている姿勢を示す一つ以上の量を決定し、受信し、又は記憶するように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記フラップ(110、111、112、113)が、宇宙ロケットの外側構造体(301)に拘束され、前記出口セクションに配置され、かつ、前記出口セクションの周りに延在する支持構造体(140)にヒンジ止めされ、
前記フラップ(110、111、112、113)が、ロケットエンジンの長手方向軸線に対して異なる角度位置をとるように作動させることができるよう前記支持構造体(140)にヒンジ止めされ、かつ、
好ましくは、該システムが、複数のフラップ間パネル(160)をさらに含み、
各フラップ間パネルが、二つの隣接するフラップ(110、111、112、113)の間の隙間で支持構造体(140)にヒンジ止めされ、前記各隣接するフラップ(110、111、112、113)の少なくとも一つと常に接触したままになるよう設計されている
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のシステム。
【請求項８】
さらに複数のアクチュエータ(120)を備え、
前記アクチュエータ(120)が、
・宇宙ロケットの外側構造体(301)に固定され、
・フラップ(110、111、112、113)に連結され、前記フラップ(110、111、112、113)がロケットエンジンの長手方向軸線に対して異なる角度位置をとるように動作可能であり、
・前記制御手段(130)によって作動されている制御手段(130)に接続されている
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記出口セクションが、前記ロケットエンジンの長手方向軸線に垂直な平面上に位置し、
前記ロケットエンジンの前記長手方向軸線が、前記排気ノズル及び前記ロケットエンジンの対称中心軸線である
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記フラップ(110、111、112、113)が、宇宙ロケットの外側構造体(301)に拘束されているように構成された支持構造体(140)にヒンジ結合され、
支持構造体(140)が、排気ノズルの出口セクションに設けられ、前記出口セクションの周りに延在し、
前記フラップ(110、111、112、113)が、排気ノズルの長手方向軸線に対して異なる角度位置をとるよう作動させることができるように、支持構造(140)にヒンジ止めされ、
各フラップ(110、111、112、113)が、それぞれのアクチュエータ(120)と関連付けされ、
前記フラップが、互いに重なり合うことなく単一レベルで互いに整列して配置され、隣接するフラップの各対の間に間隙を形成し、かつ、
複数のフラップ間パネル(160)が設けられ、
各フラップ間パネルが、二つのフラップ(110、111、112、113)の間の隙間で支持構造体(140)にヒンジ止めされ、前記隙間が形成されているフラップ(110、111、112、113)の少なくとも一つと接触したままであるように受動的に付勢される
ことを特徴とする請求項１~６の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記フラップ間パネル(160)を押圧して、前記隣接するフラップのうちの少なくとも一つの上に載るように適合された、各フラップ間パネル(160)のための弾性予荷重部材をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
排気ノズル及びフラップ(111、112、113)が、フラップ(111、112、113)の少なくとも幾つかの角度位置において、排気ノズル(352)の拡大部分(302)の後縁部(358)と各フラップ(110; 111、112、113)の前縁部(354)との間に隙間(360)が形成され、前記隙間(360)が排気ノズル及びフラップによって画定されている内部容積をノズル及びフラップの外側の空間と連通させるように配置され、
前記隙間が、フラップの少なくとも一つの角度位置において、ノズルから排出されているガス流が外気の吸引を生成するように構成されている
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
排気ノズル(352)の拡大部分(302)の後縁部(358)と各フラップ(111、112、113)の前縁部(354)との間に隙間(360)が形成され、
前記隙間(360)が、排気ノズル(352)の拡大部分(302)とフラップ(111、112、113)とによって形成されている構成の内側の容積を、ロケットが推力装置の推力の下で移動する周囲空間と連結する
ことを特徴とする請求項１０~１２の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
排気ノズルを備えたロケットエンジンを装備した宇宙ロケット又は多段式宇宙ロケットであって、
前記排気ノズル(352)が、ロケットエンジンの長手方向軸線に対して所定の拡大角度によって画定されている出口セクションを介して超音速ガス流を流出させるように構成された拡大部分(302)を備え、
前記宇宙ロケット又はロケットステージが、請求項１〜１３の何れか一項に記載の姿勢制御及び推力増強システム(100)を装備している
ことを特徴とする宇宙ロケット又は多段式宇宙ロケット。
【請求項１５】
ロケットエンジンの長手方向軸線に対して所定の拡大角度によって画定された出口セクションを介して超音速ガス流を流出させるように構成された拡大部分(302)を有する排気ノズルが設けられたロケットエンジンを備えた宇宙ロケット用の姿勢制御及び推力増強方法(100)であって、
・宇宙ロケットの実際の姿勢及び周囲静圧を示す量を受け取るステップ、
・ノズルの出口部分の周りに配置され、ノズルの拡大部分を延在するように成形された複数のフラップ(110、111、112、113)に中立角度位置をとらせ、前記中立角度位置において、フラップ(110、111、112、113)が、所定の拡大角度に等しいか、又は、それより大きい傾斜角度に従って、ロケットエンジンの長手方向軸線に対して傾斜するステップ、及び
周囲静圧に従って、前記周囲静圧が減少するにつれて、前記フラップ(111、112、113)の傾斜角度を減少させることによって、フラップ(110、111、112、113)によって取られる中立角度位置を制御するステップ
有することを特徴とする方法。
【請求項１６】
一つ又は複数のフラップ(110、111、112、113)に、宇宙ロケットの実際の姿勢及び前記宇宙ロケットの必要な姿勢に従って、中立角度位置とは異なる角度位置をとらせるステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
・周囲静圧が減少するにつれて、フラップ(11、112、113)の傾斜角度を減少させて、前記傾斜角度を所定の拡大角度に一致させるステップ、
・次いで、前記傾斜角度を、周囲静圧とは独立して所定の拡大角度に等しく保つステップ
を有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
・周囲静圧が予め設定された閾値よりも大きい場合、傾斜角度を減少させ、周囲静圧の新しい現在値の各々に対して、超音速流の過膨張を生じさせないように傾斜角度の対応する現在値を決定するステップ、
・周囲静圧が予め設定された閾値に対応する場合、傾斜角度を所定の拡大角度に一致させるステップ、
・次いで、周囲の静圧とは独立して、前記傾斜角度を所定の拡大角度に等しく保つステップ
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
・宇宙ロケットの実際の姿勢と前記宇宙ロケットに要求されている姿勢とを比較するステップ、
・実際の姿勢が要求されている姿勢と異なる場合、
・前記実際の姿勢及び前記要求されている姿勢に基づいて、前記フラップ(110、111、112、113)の少なくとも一つが、出口セクションから出る超音速ガス流を偏向させて、実際の姿勢を要求されている姿勢に導く角度位置を決定するステップ、
・前記フラップ(110、111、112、113)に所定の角度位置をとらせるステップ
を有することを特徴とする請求項１５〜１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
宇宙ロケットに設けられた姿勢制御及び推力増強システム(100)の処理手段にアップロードすることができるコードの少なくとも一部を含むコンピュータ製品であって、
前記コードの前記一部が、前記処理手段にアップロードされたときに、前記処理手段が請求項１〜１３の何れか一項に従った姿勢制御及び推力増強システム(100)の制御手段(130)となるようにされている
ことを特徴とするコンピュータ製品。