(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアロケットの側部に連結したブースタロケットを分離するに際し、コアロケットから離間する方向のブースタロケットの移動を規制する連結手段と、コアロケットの尾部とブースタロケットの頭部側に連結したストラットを用い、連結手段によるコアロケットとブースタロケットの連結を解除して、ストラットのコアロケット側の端部を支点にしてブースタロケットをコアロケットの斜め後方に回動離間させたのち、コアロケットとストラットの連結を解除することを特徴とするブースタロケットの分離方法。
【請求項２】
ストラットによりブースタロケットを回動離間させると共に、ブースタロケットにコアロケットから離間する方向の力を付与することを特徴とする請求項１に記載のブースタロケットの分離方法。
【請求項３】
ストラットによりブースタロケットを回動離間させると共に、ブースタロケットの尾部にコアロケットから離間する方向の力を付与することを特徴とする請求項１または２に記載のブースタロケットの分離方法。
【請求項４】
ストラットによりブースタロケットを回動離間させると共に、ブースタロケットの頭部にコアロケット側への力を付与することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブースタロケットの分離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアロケットの側部に連結したブースタロケットを分離する際に用いるブースタロケットの分離方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コアロケットの側部にブースタロケットを連結した構造としては、例えば、昭和５８年４月２５日に丸善が発行した『航空宇宙工学便覧・増補版』の第４６２頁に記載されているものがある。この構造では、コアロケットとブースタロケットを上下の取付け金具で連結しており、分離時には、上部取付け金具を解除することによって動圧の作用でブースタロケットを傾斜運動させ、これにより下部取付け金具を外してブースタロケットを投棄するようにしていた。
【０００３】
また、近年では、ブースタロケットの大型化などが図られている。ところが、ブースタロケットの大型化に伴って、分離時のコアロケットとブースタロケットの相対加速度が大きくなり、分離したブースタロケットがコアロケットのプルーム（燃焼ガス流）内に入り込む恐れが生じてきた。この場合、ブースタロケットがその尾部にプルームを受けて回動し、頭部がコアロケットに接触する可能性がある。そこで、ブースタロケットを強制的に横方向へ分離する分離装置が開発されており、このようなブースタロケットの分離装置には、スプリングを用いたものや、固体推進薬を備えた小型のロケットモータを用いたものがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来のブースタロケットの分離装置において、スプリングを用いたものでは、分離時までにスプリングの蓄圧状態を保持しておく必要があるため、その分構造を強化せねばならず、これにより重量が増大するという問題があった。さらに、小型のロケットモータを用いたものでは、図４に示すように、コアロケットＣの両側に２つのブースタロケットＢ１，Ｂ１を備えたロケットであれば、コアロケットＣをロケットモータの燃焼ガスＰから保護するために、コアロケットＣを避けて斜めに燃焼ガスＰを噴射するようにロケットモータを配置することが可能であるが、図４中に仮想線で示すように、２つのブースタロケットＢ１，Ｂ１と９０度異なる２か所に後に分離される第２のブースタロケットＢ２，Ｂ２を備えたロケットにおいては、燃焼ガスＰを避ける配置にすることが困難であるため、コアロケットＣあるいは第２のブースタロケットＢ２，Ｂ２に耐熱手段を設ける必要があり、これにより重量が増大するという問題があった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、コアロケットに影響を与えることなく、良好な分離動作を得ることができるブースタロケットの分離方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるブースタロケットの分離方法は、請求項１として、コアロケットの側部に連結したブースタロケットを分離するに際し、コアロケットから離間する方向のブースタロケットの移動を規制する連結手段と、コアロケットの尾部とブースタロケットの頭部側に連結したストラットを用い、連結手段によるコアロケットとブースタロケットの連結を解除して、ストラットのコアロケット側の端部を支点にしてブースタロケットをコアロケットの斜め後方に回動離間させたのち、コアロケットとストラットの連結を解除する構成とし、請求項２として、ストラットによりブースタロケットを回動離間させると共に、ブースタロケットにコアロケットから離間する方向の力を付与する構成とし、請求項３として、ストラットによりブースタロケットを回動離間させると共に、ブースタロケットの尾部にコアロケットから離間する方向の力を付与する構成とし、請求項４として、ストラットによりブースタロケットを回動離間させると共に、ブースタロケットの頭部にコアロケット側への力を付与する構成としており、上記の構成を課題を解決するための手段としている。
【０００７】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わるブースタロケットの分離方法では、コアロケットから離間する方向のブースタロケットの移動を規制する連結手段と、コアロケットの尾部とブースタロケットの頭部側に連結したストラットを用いる。ストラットは、ブースタロケットの推進力をコアロケットに伝達する機能をも有している。そして、当該ブースタロケットの分離方法では、ブースタロケットの燃焼終了とともに連結手段による連結を解除すると、コアロケットとブースタロケットの間に加速度が生じ、ストラットのコアロケット側の端部が支点となって、倒立の振り子の状態でブースタロケットがコアロケットの斜め後方に回動しつつ離間することとなり、その後、コアロケットに対して分離可能な相対速度を得た時点でコアロケットとストラットの連結を解除することによりブースタロケットは完全に分離する。つまり、コアロケットとブースタロケットを連結するストラットにより、コアロケットに影響を与えることなく、コアロケットのプルーム外にブースタロケットを分離し得ることとなる。
【０００８】
本発明の請求項２に係わるブースタロケットの分離方法では、ストラットによりブースタロケットを回動離間させると共に、ブースタロケットにコアロケットから離間する方向の力を付与するので、離間動作が促進されてより良好な分離が行われることとなる。また、ブースタロケットに付与する力としては、回動離間するブースタロケットに作用させるので、コアロケットから強制的に分離させる場合に比べて小さなもので充分である。
【０００９】
本発明の請求項３に係わるブースタロケットの分離方法では、ストラットによりブースタロケットを回動離間させると共に、ブースタロケットの尾部にコアロケットから離間する方向の力を付与することで離間動作を促進し、回動するブースタロケットの尾部がコアロケットのプルーム内に入り込むような事態をより確実に防止する。
【００１０】
本発明の請求項４に係わるブースタロケットの分離方法では、ストラットによりブースタロケットを回動離間させると共に、ブースタロケットの頭部にコアロケット側への力つまり回動方向と逆方向の力を付与することで、ブースタロケットの尾部をコアロケット側から離間させるようにし、ブースタロケットの尾部がコアロケットのプルーム内に入り込むような事態をより確実に防止する。
【００１１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わるブースタロケットの分離方法によれば、コアロケットとブースタロケットを連結する連結手段の解除後に、推力伝達機能をも有するストラットを利用して、コアロケットに影響を与えることなく、ブースタロケットをコアロケットのプルーム外に良好に分離させることができ、これにより、スプリングを用いた従来の分離装置のように蓄圧状態を保持するために構造を強化したり、小型のロケットモータを用いた従来の装置のようにコアロケットなどに耐熱手段を設けたりする必要がないので、構造の簡略化や軽量化あるいは低コスト化などを図ることができると共に、ブースタロケットの配置に左右されることもないので、コアロケットに対するブースタロケットの配置の自由度を高めることができる。
【００１２】
本発明の請求項２に係わるブースタロケットの分離方法によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、ブースタロケットにコアロケットから離間する方向の力を付与することから、ブースタロケットの離間動作をより促進させることができ、しかも、ブースタロケットに付与する力はコアロケットから強制的に分離させる場合に比べて小さなもので充分であり、その力を回動離間するブースタロケットに作用させるので、コアロケットに全く影響を与えることの無い分離を行うことができる。
【００１３】
本発明の請求項３に係わるブースタロケットの分離方法によれば、請求項１および２と同様の効果を得ることができるうえに、ブースタロケットの尾部にコアロケットから離間する方向の力を付与することにより、回動するブースタロケットの尾部がコアロケットのプルーム内に入り込むような事態をより確実に防止することができる。
【００１４】
本発明の請求項４に係わるブースタロケットの分離方法によれば、請求項１〜３と同様の効果を得ることができるうえに、ブースタロケットの頭部にコアロケット側への力を付与することにより、逆にブースタロケットの尾部をコアロケット側から離間させることができ、ブースタロケットの尾部がコアロケットのプルーム内に入り込むような事態をより確実に防止することができる。
【００１５】
【実施例】
図１および図２は、本発明の請求項１および２に係わるブースタロケットの分離方法の一実施例を説明する図である。
【００１６】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すロケットＲは、コアロケットＣの尾部寄りの側部において、１８０度異なる２か所にのブースタロケットＢ，Ｂを備えている。コアロケットＣは、固体あるいは液体の推進薬を推進源とするものであって、尾部にはノズルＮｃを備えている。ブースタロケットＢは、固体推進薬を備えたものであって、同じく尾部にノズルＮｂを備えている。
【００１７】
コアロケットＣに対して、ブースタロケットＢは、連結手段としての前方ブレース１および後方ブレース２と、コアロケットＣの尾部から斜め前方に延出してブースタロケットＢの頭部側に連結されるストラット３により分離可能に連結してある。前方ブレース１および後方ブレース２は、コアロケットＣから離間する方向のブースタロケットＢの移動を規制する。
【００１８】
コアロケットＣには、ブースタロケットＢの頭部および尾部に対応する位置に上部連結具４および下部連結具５が設けてある。これに対して、ブースタロケットＢの頭部および尾部（モータケースの尾部）にも、上部連結具６および下部連結具７が設けてある。そして、双方の上部連結具４，６に、軸線をほぼ水平にした状態で前方ブレース１の各端部を連結すると共に、下部連結具５，７に、軸線をブースタロケットＢ側にやや下り傾斜させた状態で後方ブレース２の各端部を連結し、さらに、コアロケットＣの下部連結具５とブースタロケットＢの上部連結具６に、ストラット３の各端部をコアロケットＣの機軸に直交する軸回りに回動自在に連結している。
【００１９】
また、コアロケットＣ側の両連結具４，５は、各ブレース１，２およびストラット３とのそれぞれの間に、例えば火工品を用いた分離装置を備えており、これにより、各ブレース１，２およびストラット３がコアロケットＣに対して連結解除可能な状態になっている。さらに、各ブレース１，２、ストラット３および各連結具４〜７は、とくに、図２（ａ）および（ｃ）に示すように、ブースタロケットＢの両側でそれぞれ一対を成すように設けてある。
【００２０】
上記構成を備えたロケットＲは、前後のブレース１，２およびストラット３の採用によって、構造が簡単で且つ軽量なものとなっており、例えば、スプリングを用いた装置のように蓄圧状態を保持するために構造を強化したり、小型のロケットモータを用いた装置のようにコアロケットＣなどに耐熱手段を設けたりする必要は全くなく、また、ブースタロケットＢの配置に左右されることもない。そして、ブースト飛翔中においては、前後のブレース１，２でコアロケットＣにブースタロケットＢを拘束すると共に、主としてストラット３によりブースタロケットＢの推進力をコアロケットＣに伝達している。
【００２１】
次に、上記ロケットＲにおけるブースタロケットＢの分離方法を説明する。
【００２２】
ブースタロケットＢの燃焼終了とともにコアロケットＣの上下の連結具４，５において前後のブレース１，２の連結を解除すると、推進力が殆ど無くなったブースタロケットＢと飛翔し続けるコアロケットＣの間に加速度が生じる。このとき、コアロケットＣおよびブースタロケットＢにストラット３の各端部を機軸に直交する軸回りに回動自在に連結しているので、図１に示すように、コアロケットＣの下部連結具５を回動中心にしてストラット３が回動し、この回動に伴ってブースタロケットＢがコアロケットＣの斜め後方に回動しつつ離間する。
【００２３】
すなわち、ブースタロケットＢは、コアロケットＣとストラット３との連結部分（下部連結具５）を支点にして、倒立の振り子の状態でコアロケットＣの斜め後方に回動しつつ離間する。これにより、コアロケットＣに対して分離に必要な相対速度が得られる。その後、ブースタロケットＢは、分離可能な相対速度を得た時点で、図１中の仮想線で示すように、コアロケットＣの下部連結具５においてストラット３の連結を解除することにより完全に分離し、投棄される。
【００２４】
このように、当該ブースタロケットの分離方法では、スプリングや小型のロケットモータといった強制的な分離手段を用いなくても、コアロケットＣとブースタロケットＢを連結するストラット３により、ブースタロケットＢをコアロケットＣのプルーム外に良好に分離し得ることとなり、例えばブースタロケットＢが大型のものであっても、分離後にコアロケットＣのプルームに入り込んだり、コアロケットＣに接触したりするような事態が生じる心配は全く無い。
【００２５】
図３は、本発明の請求項３および４に係わるブースタロケットの分離方法の一実施例を説明する図である。なお、先の実施例と同一の構成部位は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２６】
本発明の請求項３に係わるブースタロケットの分離方法の一実施例では、コアロケットＣから離間する方向の力をブースタロケットＢに付与するための分離用モータＭを用いている。分離用モータＭは、固体推進薬あるいは他のガス発生器を備えたものであって、ブースタロケットＢの尾部のコアロケット側に設けてある。分離用モータＭは、コアロケットＣに対してストラット３でブースタロケットＢを斜め後方に回動離間させる際に、ブースタロケットＢの尾部がコアロケットＣ側に近づく傾向にあるため、その動作を抑制しようとするものである。
【００２７】
すなわち、当該ブースタロケットの分離方法では、図３（ａ）に示すロケットＲのブースト飛翔の状態から、先ず分離用モータＭを作動させ、図３（ｂ）に示すように連結手段である前後のブレース１，２の連結を解除し、さらに図３（ｃ）に示すように、ストラット３によってブースタロケットＢをコアロケットＣの斜め後方に回動離間させる。
【００２８】
これにより、ブースタロケットＢの尾部がコアロケットＣから離間する方向に推進されると同時に、ブースタロケットＢには図中矢印Ａで示す重心回りの回転力が与えられる。つまり、この分離方法では、分離用モータＭによる作用と先のストラット３による回動離間の作用が相俟って、ブースタロケットＢの離間動作が促進され、ブースタロケットＢの尾部がコアロケットＣのプルームに入り込むような事態をより確実に防止しており、この後、コアロケットＣとストラット３の連結を解除することにより、ブースタロケットＢを良好に分離させることとなる。
【００２９】
また、本発明の請求項４に係わるブースタロケットの分離方法の一実施例として、ブースタロケットＢの頭部にコアロケットＣ側への力を付与するために、とくに図３（ｃ）に示すように、分離用モータＭをブースタロケットＢの頭部の反コアロケット側に設けることができる。
【００３０】
この場合には、ストラット３によりブースタロケットＢをコアロケットＣの斜め後方に回動離間させるとともに分離用モータＭを作動させると、ブースタロケットＢの頭部がコアロケットＣに向かう方向に推進され、分離用モータＭを尾部側に設けた構成と同様にブースタロケットＢには図中矢印Ａで示す重心回りの回転力が与えられる。これにより、回動するブースタロケットＢの尾部がコアロケットＣのプルームに入り込むような事態がより確実に防止され、ストラット３の連結解除とともにブースタロケットＢを良好に分離させることとなる。
【００３１】
このように、図３に示す実施例のブースタロケットの分離方法では、ストラット３および分離用モータＭの採用によってより一層良好なブースタロケットＢの分離動作が得られることとなり、ストラット３でブースタロケットＢを回動離間させるとともに分離用モータＭを作動させるので、分離用モータＭで付与する力としては、コアロケットＣからブースタロケットＢを強制的に分離する場合に比べて小さいもので充分であり、しかも、分離用モータＭから噴射したガスがコアロケットＣに影響を与えるようなことも全くない。
【００３２】
さらに、図３に示す実施例のブースタロケット分離方法においては、ブースタロケットＢの頭部および尾部の両方に分離用モータＭを設けることも可能であるが、いずれか一方に一対（２個）の分離用モータＭを設ければ良好な離間動作を実現することができるので、一対（２個）の分離用モータＭを用いることにより、構造の簡略化や軽量化あるいは低コスト化を図るのがより良い。
【００３３】
なお、以上の各実施例で説明したブースタロケットの分離方法によれば、スプリングや小型のロケットモータといった強制的な分離手段を必要とせず、分離用モータＭにあってもコアロケットＣ側に何ら影響を及ぼさないので、例えば、図４に示すような４機のブースタロケットＢ１，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ２を備えたロケットに容易に適用できることが明らかである。また、請求項３に係わるブースタロケットの分離方法では、ブースタロケットに力を付与する手段が分離用モータＭのようにガス噴射を行うものに限定されることはなく、例えばコアロケットに当接するアクチュエータ類を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１および２に係わるブースタロケットの分離方法によりブースタロケットが分離する過程を示す頭部側の正面図（ａ）、要部の側面図（ｂ）および尾部側の正面図（ｃ）である。
【図２】コアロケットにブースタロケットを連結した状態を説明する図であって、頭部側の正面図（ａ）、要部の側面図（ｂ）および尾部側の正面図（ｃ）である。
【図３】本発明の請求項３および４に係わるブースタロケットの分離方法によりブースタロケットが分離する過程を示す図であって、ブースト飛翔中の要部の側面図（ａ）、ブレースの連結を解除した状態の要部の側面図（ｂ）および分離用モータを作動させた状態の要部の側面図（ｃ）である。
【図４】従来の装置においてロケットモータの燃焼ガスの噴射方向とブースタロケットの配置を示す正面図である。
【符号の説明】
Ｂ      ブースタロケット
Ｃ      コアロケット
１      前方ブレース（連結手段）
２      後方ブレース（連結手段）
３      ストラット
【図１】
0003656083.tif 000002
【図２】
0003656083.tif 000003
【図３】
0003656083.tif 000004
【図４】
0003656083.tif 000005