(57)【要約】【課題】  インテグラルブースタによる燃焼に続くラム燃焼（二次燃焼）の着火性を向上させ、さらには、このエンジンを搭載した高速飛しょう体の航続距離を実質的に延長することができるラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法及びそれを実施するための装置並びに該装置を搭載したラムロケットエンジン推進の高速飛しょう体を提供する。【解決手段】  インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了後、該インテグラルブースタ用推進薬のスライバがラム燃焼器に残留しているうちにポートカバーを開放して、空気取入口から前記ラム燃焼器内に取り入れた圧縮空気により前記スライバの燃焼を促進し、該スライバが前記ラム燃焼器内で燃焼しているうちに、サステーナ用ガス発生剤が発生する可燃性ガスを前記ラム燃焼器内に導入し、前記可燃性ガスに着火する。【選択図】      図３
2006046167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インテグラルブースタを備えたラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法において、
インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了後、該インテグラルブースタ用推進薬のスライバがラム燃焼器に残留しているうちにポートカバーを開放して、空気取入口から前記ラム燃焼器内に取り入れた圧縮空気により前記スライバの燃焼を促進し、該スライバが前記ラム燃焼器内で燃焼しているうちに、サステーナ用ガス発生剤が発生する可燃性ガスを前記ラム燃焼器内に導入し、前記可燃性ガスに着火することを特徴とするラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法。
【請求項２】
前記インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了後、前記可燃性ガスに着火してラム燃焼を開始させるのを、約１００分の１秒乃至約数十秒以内に完了するように制御することを特徴とする請求項１記載のラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法。
【請求項３】
前記可燃性ガスに着火する際の燃焼している前記スライバの残留量が、重量比で、前記インテグラルブースタ用推進薬の総搭載量の数％程度となるようにすることを特徴とする請求項１又は２記載のラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法。
【請求項４】
前記インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了は、ブースタノズル分離ステータスから判断することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法。
【請求項５】
前記可燃性ガスに着火することによるラム燃焼開始は、ラム燃焼器内圧力から判断することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法。
【請求項６】
インテグラルブースタを備えたラムロケットエンジンの制御装置において、
インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了を判断する燃焼終了判断手段と、
該燃焼終了判断手段により前記燃焼終了の判断がなされた後で、前記インテグラルブースタ用推進薬のスライバがラム燃焼器に残留しているうちに、ポートカバーを開放するためのコマンドを出力するポートカバー開放コマンド出力手段と、
前記ポートカバーの開放を検出するポートカバー開放検出手段と、
前記ポートカバー開放検出手段により前記ポートカバーの開放が検出された後で、空気取入口から前記ラム燃焼器内に取り入れた圧縮空気により前記スライバの燃焼が促進され、該スライバが前記ラム燃焼器内で燃焼しているうちに、サステーナ用ガス発生剤が発生する可燃性ガスを前記ラム燃焼器内に導入し、前記可燃性ガスに着火する可燃性ガス導入・着火手段と
を備えることを特徴とするラムロケットエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記可燃性ガス導入・着火手段は、前記燃焼終了判断手段により前記燃焼終了の判断がなされてから約１００分の１秒乃至約数十秒以内に前記可燃性ガスに着火するためのコマンドを出力してラム燃焼を開始させるべくなしてあることを特徴とする請求項６記載のラムロケットエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記可燃性ガス導入・着火手段は、燃焼している前記スライバの残留量が、重量比で、前記インテグラルブースタ用推進薬の総搭載量の数％程度であるうちに、前記可燃性ガスに着火するためのコマンドを出力してラム燃焼を開始させるべくなしてあることを特徴とする請求項６又は７記載のラムロケットエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了は、ブースタノズル分離ステータスから判断することを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載のラムロケットエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記可燃性ガスに着火することによるラム燃焼開始は、ラム燃焼器内圧力から判断することを特徴とする請求項６乃至９の何れかに記載のラムロケットエンジンの制御装置。
【請求項１１】
インテグラルブースタを備えたラムロケットエンジンを搭載した高速飛しょう体において、
上記請求項６乃至１０の何れかに記載の制御装置を備えることを特徴とする高速飛しょう体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、インテグラルブースタを備えたラムロケットエンジンに関し、特に、インテグラルブースタによる燃焼に続くラム燃焼（二次燃焼）の着火性を向上させ、さらに、このエンジンを搭載した高速飛しょう体の航続距離を実質的に延長させることができるラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法及びそれを実施するための装置並びに該装置を搭載したラムロケットエンジン推進の高速飛しょう体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図７（ａ）乃至（ｄ）に示すように、ラムロケットエンジン（ダクテッドロケットエンジンとも呼ばれる）推進の高速飛しょう体1 は、ラム燃焼器（二次燃焼室）2 と、このラム燃焼器2 内に設けられたインテグラルブースタ用推進薬3 と、ガス発生器（一次燃焼室）4 に設けられてインテグラルブースタ用推進薬3 の燃焼に続いて着火され、燃料過多の可燃性ガスを発生するサステーナ用ガス発生剤5 と、前記可燃性ガスをラム燃焼器2 内に噴出させるガスノズル6 と、ラム燃焼器2 に設けたポート2a（図７（ａ）乃至（ｄ）においては２つ）に接続され、前記可燃性ガスを燃焼させるための空気を圧縮した状態でラム燃焼器2 内に取り入れる空気取入口7 と、インテグラルブースタ用推進薬3 の燃焼時にポート2aを閉塞すると共にインテグラルブースタ用推進薬3 の燃焼終了に合わせてポート2aを開放するポートカバー8 と、インテグラルブースタ用推進薬3 の燃焼により生じた高温ガスを外部に噴射するブースタノズル9 と、前記圧縮された空気とサステーナ用ガス発生剤5 が着火して生じた可燃性ガスとの混合物（燃料ガス）が燃焼して発生した高温ガスを外部に噴射するラムノズル10とを備えている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
なお、ラム燃焼器2 は、その内部にインテグラルブースタ用推進薬3 があるときには、インテグラルブースタとして利用され、インテグラルブースタ用推進薬3 の燃焼が終了した際にはその内部空間を二次燃焼室として利用される構造となっている。
開示された構成の高速飛しょう体1 は、図７（ａ）に示すように、まず、ラム燃焼器2 内のインテグラルブースタ用推進薬3 に着火して、その燃焼により生じた高温ガスをブースタノズル9 を通じて外部に噴出することにより発射し、その後のラム圧による作動に必要な設定マッハ数に到達するまで加速する。
【０００４】
次いで、図７（ｂ）に示すように、設定マッハ数に近付いてインテグラルブースタ用推進薬3 の燃焼が終了すると、図７（ｃ）に示すように、ラムノズル10の内側に取り付けられているブースタノズル9 を、図示しない分離機構を作動させてラム燃焼器2 から外部に排出する。続いて、ポートカバー8 を除去してポート2aを開放し、空気取入口7 を通じてラム燃焼器2 内に圧縮空気を取り入れる。
【０００５】
これに合わせて、図７（ｄ）に示すように、ガス発生器4 内のサステーナ用ガス発生剤5 に着火して、これにより発生する可燃性ガスをガスノズル6 を通じてラム燃焼器2 内に噴射する。そして、この可燃性ガスと取り入れた圧縮空気とを混合してラム燃焼器2 内で連続燃焼反応（ラム燃焼）を起こし、これによって生じる高温ガスを既に露出した状態となっているラムノズル10を通じて外部に噴出することによりさらなる推力を得るようになっている。
【特許文献１】特開平4-148052号公報
【特許文献２】特許第2803787 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のラムロケットエンジン推進の高速飛しょう体にあっては、ラム燃焼器2 内に噴射した可燃性ガスに確実に着火する技術は確立されておらず、この技術の早期確立が望まれている。
【０００７】
本願発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、インテグラルブースタによる燃焼に続くラム燃焼（二次燃焼）の着火性を向上させ、さらには、このエンジンを搭載した高速飛しょう体の航続距離を実質的に延長することができるラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法及びそれを実施するためのエンジンコントローラ、並びに該エンジンコントローラを搭載したラムロケットエンジン推進の高速飛しょう体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明に係るラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法は、インテグラルブースタを備えたラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法において、インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了後、該インテグラルブースタ用推進薬のスライバがラム燃焼器に残留しているうちにポートカバーを開放して、空気取入口から前記ラム燃焼器内に取り入れた圧縮空気により前記スライバの燃焼を促進し、該スライバが前記ラム燃焼器内で燃焼しているうちに、サステーナ用ガス発生剤が発生する可燃性ガスを前記ラム燃焼器内に導入し、前記可燃性ガスに着火することを特徴とする。
【０００９】
また、本願発明に係るラムロケットエンジンの制御装置は、インテグラルブースタを備えたラムロケットエンジンの制御装置において、インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了を判断する燃焼終了判断手段と、該燃焼終了判断手段により前記燃焼終了の判断がなされた後で、前記インテグラルブースタ用推進薬のスライバがラム燃焼器に残留しているうちに、ポートカバーを開放するためのコマンドを出力するポートカバー開放コマンド出力手段と、前記ポートカバーの開放を検出するポートカバー開放検出手段と、前記ポートカバー開放検出手段により前記ポートカバーの開放が検出された後で、空気取入口から前記ラム燃焼器内に取り入れた圧縮空気により前記スライバの燃焼が促進され、該スライバが前記ラム燃焼器内で燃焼しているうちに、サステーナ用ガス発生剤が発生する可燃性ガスを前記ラム燃焼器内に導入し、前記可燃性ガスに着火する可燃性ガス導入・着火手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記発明においては、ラム燃焼器内に装填されたインテグラルブースタ用推進薬が燃焼を終了してから可及的に短い時間で、サステーナ用ガス発生剤が発生する可燃性ガスをラム燃焼器内に導入して着火してラム燃焼を開始させるように構成したので、インテグラルブースタ用推進薬が燃焼を終了した後における該インテグラルブースタ用推進薬の燃えカス（スライバ）により可燃性ガスへの着火がなされ、したがって、ラム燃焼（二次燃焼）の着火性が向上される。
【００１１】
なお、本明細書においては、上述したインテグラルブースタ用推進薬が燃焼を終了してから、サステーナ用ガス発生剤が発生する可燃性ガスをラム燃焼器内に導入して着火し、ラム燃焼を開始させるまでの時間を「トランジション時間」と称している。
【００１２】
また、従来はくすぶるように燃焼したスライバは推力をほとんど発生しないままガスとしてブースタノズルを通じて外部に排出されていたが、本願発明ではこれを有効利用し、スライバを外部からの圧縮空気に晒すことにより激しく燃焼させ、上述のように着火に利用するだけでなく、この燃焼により、トランジション時間中の推力発生源にも利用し、このラムロケットエンジン推進の高速飛しょう体の航続距離を実質的に延長することが可能となる。
【００１３】
本願発明においては、上記トランジション時間は可及的に短い方がよく、まず、インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了後、該インテグラルブースタ用推進薬のスライバがラム燃焼器にできるだけ多く残留しているうちに、ポートカバーを開放して、空気取入口からラム燃焼器内に取り入れた圧縮空気によりスライバの燃焼を促進し、次いで、スライバがラム燃焼器内ではげしく燃焼しているうちに、サステーナ用ガス発生剤が発生する可燃性ガスをラム燃焼器内に導入し、この可燃性ガスに着火することが望ましい。
【００１４】
上記の機能を達成するのに十分なスライバの残留量を確保するためには、例えば、インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了から約１００分の１秒〜約数十秒以内までの間に、可燃性ガスへの着火までの制御を完了することが望ましい。また、別の観点で言えば、例えば、直接的に可燃性ガスへの着火時点のスライバの残留量が、重量比で、インテグラルブースタ用推進薬の総搭載量の数％程度であることが望ましい。
【００１５】
上記インテグラルブースタ用推進薬の燃焼終了の判断は、ブースタノズル分離ステータスから判断することが可能である。一般的に、ポートカバーの開放前に、ブースタノズルを分離する必要があるからであり、この場合には、この分離制御が確実に実行されたか否かを確認しておくことが望ましい。
【００１６】
また、上記可燃性ガスに着火することによるラム燃焼開始の判断は、ラム燃焼器内の圧力（二次燃焼室圧力）から判断することが可能である。
【００１７】
さらに、前述したラムロケットは単なる例示であり、本願発明はインテグラルブースタを備えたラムロケットエンジン推進の他の高速飛しょう体にも適用可能であることは言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本願発明に係るラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法及びそれを実施するための装置並びに該装置を搭載したラムロケットエンジン推進の高速飛しょう体について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１９】
図１は、本願発明の実施の形態に係る高速飛しょう体100 の構成を示す縦断面図である。図１に示すように、高速飛しょう体100 は、ラム燃焼器（二次燃焼室）102 と、このラム燃焼器102 内に設けられたインテグラルブースタ用推進薬103 と、ガス発生器（一次燃焼室）104 に設けられてインテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼に続いて着火され、燃料過多の可燃性ガスを発生するサステーナ用ガス発生剤105 と、前記可燃性ガスをラム燃焼器102 内に噴出させるガスノズル106 と、ラム燃焼器102 に設けたポート102a（図１においては左右２つ）に接続され、前記可燃性ガスを燃焼させるための空気を圧縮した状態でラム燃焼器102 内に取り入れる空気取入口107 と、インテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼時にポート102aを閉塞すると共にインテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼終了に合わせてポート102aを開放するポートカバー108 と、インテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼により生じた高温ガスを外部に噴射するブースタノズル109 と、前記圧縮された空気とサステーナ用ガス発生剤105 が着火して生じた可燃性ガスとの混合物（燃料ガス）が燃焼して発生した高温ガスを外部に噴射するラムノズル110 とを備えている。
【００２０】
また、ラム燃焼器102 は、その内部にインテグラルブースタ用推進薬103 があるときには、インテグラルブースタとして利用され、インテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼が終了した際にはその内部空間を二次燃焼室として利用される構造となっている。
【００２１】
以上のように、図１に示した本実施の形態に係る高速飛しょう体100 は、基本的に図７（ａ）乃至（ｄ）に示した従来の高速飛しょう体と同様の構成を有している。しかしながら、その制御方法は、次の図２（ａ）乃至（ｃ）に示すように異なっている。
【００２２】
本実施の形態に係る高速飛しょう体100 は、まず、図２（ａ）に示すように、ラム燃焼器102 内のインテグラルブースタ用推進薬103 に着火して、その燃焼により生じた高温ガスをブースタノズル109 を通じて外部に噴出することにより発射し、その後のラム圧による作動に必要な設定マッハ数に到達するまで加速する。
【００２３】
次いで、図２（ｂ）に示すように、設定マッハ数に近付いてインテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼が終了すると、ラムノズル110 の内側に取り付けられているブースタノズル109 を、分離機構212 （図４参照）を作動させてラム燃焼器102 から外部に排出する。
【００２４】
なお、本願発明においては、上述のようにインテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼が終了した時点からは以後に説明するラム燃焼の開始まで、可及的速やかに行なわれるように制御し、これによりインテグラルブースタ用推進薬103 の燃えカス（スライバ）103A（図２（ｂ）参照）をラム燃焼のための着火に利用する。
【００２５】
ブースタノズル109 が分離されると、続いて、左右のポートカバー108 を開放してポート102aを開口させ、それぞれの空気取入口107 を通じてラム燃焼器102 内に圧縮空気を取り入れる。これにより、酸素欠乏状態でくすぶっていたスライバ103Aが急激に燃焼し、これに合わせて、図２（ｃ）に示すように、ガス発生器104 内のサステーナ用ガス発生剤105 に着火して、これにより発生する可燃性ガスをガスノズル106 を通じてラム燃焼器102 内に噴射する。そして、この可燃性ガスと取り入れた圧縮空気とを混合してラム燃焼器102 内で連続燃焼反応（ラム燃焼）を起こし、これによって生じる高温ガスを既に露出した状態となっているラムノズル110 を通じて外部に噴出することによりさらなる推力を得るようになっている。
【００２６】
このように、従来、図７（ｂ）に示したようなインテグラルブースタ用推進薬の燃焼が終了した時点から、図７（ｄ）に示したようなラム燃焼を開始するまでの時間（つまり、「トランジション時間」）は別の目的又は要因で決定されていたと考えられるが、本実施の形態に係る高速飛しょう体100 では、図２（ｂ）に示したようなインテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼が終了した時点から、図２（ｃ）に示したようなラム燃焼を開始するまでのトランジション時間は短くされている。
【００２７】
図３に示すように、トランジション時間の開始タイミングは、インテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼が終了した時点を基準とするが、本実施の形態においては、便宜上、インテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼が終了した直後のブースタノズル109 の分離確認時を基準としている。
【００２８】
図３においては、縦軸にラム燃焼器102内の圧力（つまり、二次燃焼室圧力）P2を、横軸に時間をそれぞれとってあるように、二次燃焼室圧力P2は、インテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼がその終了に近付くにしたがって徐々に低下していき、燃焼終了とともに一気に低下する。そして、左右のポートカバー108の開放（ポート開口）にしたがってスライバ103Aが、ポート102aから取り入れた圧縮空気により燃焼を始め、これにより二次燃焼室圧力P2は所定の圧力まで上昇する。そして、ラム燃焼器102 内で混合された燃料ガスへの着火が行なわれることにより、燃料ガスは、燃焼しているスライバにより着火を補助されて着火してラム燃焼を開始し、二次燃焼室圧力P2は、所定の圧力ΔP まで急激に上昇した後で定常状態に至る。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、トランジション時間の終了タイミングは、便宜上、この定常状態の二次燃焼室圧力ΔP の10% （つまり、0.1 ΔP ）に達した時点を基準としている。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る高速飛しょう体100 の制御系の構成を図４に示す。この高速飛しょう体100 は、エンジンコントローラ200 により制御される。該エンジンコントローラ200 は、圧力制御演算部201 、弁開度制御演算部202 、シーケンス制御演算部203 、及び点火回路204 を備えている。
【００３１】
圧力制御演算部201 は、ガス発生器104 に設けられた圧力センサ205 に接続され、ガス発生器104 内のサステーナ用ガス発生剤105 により発生される可燃性ガスの圧力（一次燃焼室圧力）を監視しており、この一次燃焼室圧力と、例えば、エンジンコントローラ200 の図示しないメモリに記憶された圧力制御パターンとに基づいて弁開度コマンドを出力する。
【００３２】
弁開度制御演算部202 は、圧力制御演算部201 に接続され、該圧力制御演算部201 から出力された弁開度コマンドに基づいてガスノズル106 を駆動するための駆動コマンドを出力する一方、実際のガスノズル106 の弁開度に基づいてガスノズル106 をフィードバック制御する。ガスノズル106 は、本実施の形態においてはロータリ弁であり、該ガスノズル106 には、その駆動源である駆動用モータ206 と、ポテンショメータ207 とが設けられている。駆動用モータ206 は、弁開度制御演算部202 に接続され、弁開度制御演算部202 から出力された駆動コマンドに基づいたガスノズル106 の開閉を行なう。ポテンショメータ207 は、弁開度制御演算部202 に接続され、ガスノズル106 の実際の弁開度を検出し、検出した弁開度を弁開度制御演算部202 にフィードバックする。
【００３３】
シーケンス制御演算部203 は、ラム燃焼器102 に設けられた圧力センサ208 に接続され、ラム燃焼器102 内の圧力（二次燃焼室圧力）を監視している。また、シーケンス制御演算部203 は、ブースタノズル109 に設けられた分離機構212 に接続され、該分離機構212 からのブースタノズル分離ステータスを監視している。さらに、シーケンス制御演算部203 は、ポートカバー108 に設けられた開放機構213 に接続され、該開放機構213 からのポート開口ステータスを監視している。シーケンス制御演算部203 は、これら二次燃焼室圧力、ブースタノズル分離ステータス、及びポート開口ステータスに基づいて各点火コマンドを出力する。
【００３４】
点火回路204 は、シーケンス制御演算部203 に接続され、該シーケンス制御演算部203 から出力された各点火コマンドに基づいて、ブースタノズル点火コマンド、ポートカバー点火コマンド、ブースタ点火コマンド、及びサステーナ点火コマンドをそれぞれ出力する。
【００３５】
分離機構212 は、ラムノズル110 の内側に取り付けてあるブースタノズル109 の拘束を火工品により解くようになっており、シーケンス制御演算部203 から出力されたブースタノズル点火コマンドに応じて火工品に点火する。また、分離機構212 は、ブースタノズル109 の分離完了に応じて、前述したように、ブースタノズル分離ステータスをシーケンス制御演算部203 に与える。
【００３６】
開放機構213 は、ポートカバー108 を火工品により開放してポート102aを開口させるようになっており、シーケンス制御演算部203 から出力されたポートカバー点火コマンドに応じて火工品に点火する。また、開放機構213 は、ポートカバー108 の開放完了に応じて、前述したように、ポート開口ステータスをシーケンス制御演算部203 に与える。
【００３７】
さらに、ラム燃焼器102 には、その内部のインテグラルブースタ用推進薬103 に点火する点火装置211 が設けられており、点火回路204 から出力されたブースタ点火コマンドに応じてインテグラルブースタ用推進薬103 に点火する。
【００３８】
また、ガス発生器104 には、その内部のサステーナ用ガス発生剤105 に点火する点火装置214 が設けられており、点火回路204 から出力されたサステーナ点火コマンドに応じてサステーナ用ガス発生剤105 に点火する。
【００３９】
本実施の形態に係る高速飛しょう体100 の制御系のハードウェア構成は以上のようになっており、次に図５を参照しながら説明するような手順で制御を行なう。
【００４０】
まず、シーケンス制御演算部203 は、点火回路204 を通じてブースタ点火コマンドを点火装置211 に出力し、インテグラルブースタ用推進薬103 に点火する。インテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼により二次燃焼室圧力は上昇し、やがてインテグラルブースタ用推進薬103 の燃焼の終了により、図５のグラフ部分に示すように、二次燃焼室圧力は低下する。この二次燃焼室圧力は、圧力センサ208 により検出されてシーケンス制御演算部203 に与えられ、シーケンス制御演算部203 は、二次燃焼室圧力が所定の圧力以下になると、点火回路204 を通じてブースタノズル点火コマンドを分離機構212 に出力し（ステップS1）、ブースタノズル109 を分離する。
【００４１】
シーケンス制御演算部203 は、ブースタノズル109 の分離完了に伴って分離機構212 からブースタノズル分離ステータスを受け取ると（ステップS2）、次いで、点火回路204 を通じてポートカバー点火コマンドを左右の開放機構213 にそれぞれ出力し（ステップS3，S4）、左右のポートカバー108 を開放する。ポートカバー108 を開放して左右のポート102aが開口すると、空気取入口107 を通じてラム燃焼器102 内に圧縮空気が取り入れられ、これにより、酸素欠乏状態でくすぶっていたスライバ103Aが急激に燃焼し、続くラム燃焼のための着火材として作用する。このスライバの燃焼時の二次燃焼室圧力を図５のグラフ部分において破線円で囲って示してある。
【００４２】
シーケンス制御演算部203 は、ポート102aの開口に伴って左右の開放機構213 からそれぞれポート開口ステータスを受け取ると（ステップS5，S6）、これに合わせて、点火回路204 を通じてサステーナ点火コマンドを点火装置214 に出力し（ステップS7）、サステーナ用ガス発生剤105 に点火する。サステーナ用ガス発生剤105 の燃焼により一次燃焼室圧力は上昇する。この一次燃焼室圧力は圧力センサ205 により検出されて圧力制御演算部201 に与えられ、圧力制御演算部201 は、所定の圧力制御パターンに従って、弁開度制御演算部202 を通じて駆動コマンドを駆動用モータ206 に出力し（ステップS8）、ガスノズル106 を作動させる。このとき放出された燃料ガスは、ラム燃焼器102 内においてスライバ103 Ａの燃焼が発生しているため、容易にラム燃焼を開始する。
【００４３】
このように、本実施の形態においては、ステップS8のように、取り入れた圧縮空気を伴ったスライバ103Aの燃焼を上記燃料ガスの着火に利用するため、例えば、この着火だけで確実にラム燃焼を開始させるようにセッティングすることにより、別途のラム燃焼用の点火装置を省略することができる。
【００４４】
図６（ａ）は、本願発明の実施の形態に係る制御方法による燃料ガスの点火状態を二次燃焼室圧力で示したグラフであり、実質的に図５においてタイミングチャートの上に示したものと同一のものである。一方、図６（ｂ）は、比較対象として、従来の制御方法による燃料ガスの点火状態を二次燃焼室圧力で示したグラフである。図６（ａ）及び（ｂ）においては、縦軸に二次燃焼室圧力を、横軸に時間をそれぞれとってある。
【００４５】
図６（ａ）に示すように、本願発明の実施の形態に係る制御方法によれば、ブースタノズル109 の分離完了後から、低下した二次燃焼室圧力は、スライバ103Aの燃焼とともに上昇し、その間に混合ガスへの着火が行なわれることから、非常に短い時間でラム燃焼が開始される。
この短いトランジション時間は、これまで説明してきた本願発明制御により、約１００分の１秒から約数十秒以内となるようにセッティングすることにより、より確実な着火が保証される。
【００４６】
一方、図６（ｂ）に示すように、従来の制御方法では、サステーナ用ガス発生剤の点火後、すぐにラム燃焼となる着火が行なわれないことから、ラム燃焼の開始は遅れる。
このように、ラム燃焼の開始には、二次燃焼室内においてスライバの燃焼による温度及び圧力を確保しておくことが燃料ガスのラム燃焼着火性を向上させる上で肝要である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本願発明に係るラムロケットエンジンの二次燃焼着火制御方法及びそれを実施するための装置並びに該装置を搭載したラムロケットエンジン推進の高速飛しょう体によれば、インテグラルブースタによる燃焼に続くラム燃焼（二次燃焼）の着火性を向上させ、さらには、このエンジンを搭載した高速飛しょう体の航続距離を実質的に延長することができる等、本願発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本願発明の実施の形態に係る高速飛しょう体の構成を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｃ）は、図１に示した高速飛しょう体のラム燃焼までの過程を示す模式図である。
【図３】本願発明の実施の形態に係るトランジション時間の定義を説明するためのグラフであり、縦軸に二次燃焼室圧力、横軸に時間をそれぞれとってある。
【図４】本願発明の実施の形態に係る高速飛しょう体の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】本願発明の実施の形態に係る高速飛しょう体の制御手順を示すタイミングチャートであり、その上方には時間軸（横軸）を一致させて二次燃焼室圧力の変化（縦軸）をグラフで示してある。
【図６】（ａ）は、本願発明の実施の形態に係る制御方法による燃料ガスの点火状態を二次燃焼室圧力で示したグラフであり、（ｂ）は、比較対象として、従来の制御方法による燃料ガスの点火状態を二次燃焼室圧力で示したグラフであり、（ａ）及び（ｂ）においては、縦軸に二次燃焼室圧力を、横軸に時間をそれぞれとってある。
【図７】（ａ）乃至（ｄ）は、従来の高速飛しょう体のラム燃焼までの過程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
100 高速飛しょう体
102 ラム燃焼器（二次燃焼室）
102a  ポート
103 インテグラルブースタ用推進薬
103A  スライバ
104 ガス発生器（一次燃焼室）
105 サステーナ用ガス発生剤
106 ガスノズル（ロータリ弁）
107 空気取入口
108 ポートカバー
109 ブースタノズル
110 ラムノズル
200 エンジンコントローラ
201 圧力制御演算部
202 弁開度制御演算部
203 シーケンス制御演算部
204 点火回路
205 圧力センサ
206 駆動用モータ
207 ポテンショメータ
208 圧力センサ
211 点火装置
212 分離機構
213 開放機構
214 点火装置
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図７】
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