(57)【要約】【課題】コンパクトな構造でパルス数を増加させることができる、マルチパルスガスジェネレータを提供すること。【解決手段】マルチパルスガスジェネレータは、筒状の圧力容器と、圧力容器内に配置され、筒状である外側推進薬と、外側推進薬の内側に配置され、筒状である中間推進薬と、中間推進薬の内側に配置され、筒状である内側推進薬と、内側推進薬の内側に配置され、前記圧力容器に対して固定される、内部構造体と、外側推進薬と前記中間推進薬とを隔てる第１隔膜と、中間推進薬と前記内側推進薬とを隔てる第２隔膜とを備える。外側推進薬は、外面で、前記圧力容器に支持されており、内側推進薬は、内面で、前記内部構造体に支持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の圧力容器と、
前記圧力容器内に配置され、筒状である外側推進薬と、
前記外側推進薬の内側に配置され、筒状である中間推進薬と、
前記中間推進薬の内側に配置され、筒状である内側推進薬と、
前記内側推進薬の内側に配置され、前記圧力容器に対して固定される、内部構造体と、
前記外側推進薬と前記中間推進薬とを隔てる第１隔膜と、
前記中間推進薬と前記内側推進薬とを隔てる第２隔膜と、
を具備し、
前記外側推進薬は、外面で、前記圧力容器に支持されており、
前記内側推進薬は、内面で、前記内部構造体に支持されている
マルチパルスガスジェネレータ。
【請求項２】
請求項１に記載されたマルチパルスガスジェネレータであって、
更に、
前記外側推進薬の後端面を覆うように配置され、前記圧力容器によって支持される、第３隔膜と、
前記内側推進薬の後端面を覆うように配置され、前記内部構造体によって支持される、第４隔膜と、
を具備し、
前記第１隔膜と前記第３隔膜とは、前記外側推進薬が燃焼した場合に離れるような強度で、接合されており、
前記第２隔膜と前記第４隔膜とは、前記内側推進薬が燃焼した場合に離れるような強度で、接合されている
マルチパルスガスジェネレータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたマルチパルスガスジェネレータであって、
更に、
前記圧力容器内に配置され、前記圧力容器に対して固定された前部鏡板と、
前記圧力容器内に配置され、前記圧力容器に対して固定された後部鏡板と、
を具備し、
前記外側推進薬、前記中間推進薬、及び前記内側推進薬は、前記前部鏡板と前記後部鏡板との間に配置されており、
前記内部構造体は、一端で前記前部鏡板に支持され、他端で前記後部鏡板によって支持されている
マルチパルスガスジェネレータ。
【請求項４】
請求項３に記載されたマルチパルスガスジェネレータであって、
更に、
前記中間推進薬を燃焼させるためのエネルギーを生成する、第１点火装置と、
推進薬を燃焼させるためのエネルギーを生成する、第２点火装置と、
前記第２点火装置により生成されたエネルギーを前記外側推進薬に伝達させる、第１エネルギー伝達部と、
前記第２点火装置により生成されたエネルギーを前記内側推進薬に伝達させる、第２エネルギー伝達部と、
を具備する
マルチパルスガスジェネレータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたマルチパルスガスジェネレータであって、
前記内部構造体は、筒状である
マルチパルスガスジェネレータ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載されたマルチパルスガスジェネレータであって、
前記内側推進薬は、外面燃焼又は外端面燃焼するように構成されている
マルチパルスガスジェネレータ。
【請求項７】
筒状の圧力容器と、
前記圧力容器内に配置され、筒状である外側推進薬と、
前記外側推進薬の内側に配置され、筒状である中間推進薬と、
前記中間推進薬の内側に配置され、筒状である内側推進薬と、
前記内側推進薬の内側に配置され、前記圧力容器に対して固定される、内部構造体と、
前記外側推進薬と前記中間推進薬とを隔てる第１隔膜と、
前記中間推進薬と前記内側推進薬とを隔てる第２隔膜と、
を具備し、
前記外側推進薬は、外面で、前記圧力容器に支持されており、
前記内側推進薬は、内面で、前記内部構造体に支持されている
マルチパルスガスジェネレータの動作方法であって、
前記中間推進薬を燃焼させるステップと、
前記中間推進薬の燃焼後に、前記外側推進薬を燃焼させるステップと、
前記中間推進薬の燃焼後に、前記内側推進薬を燃焼させるステップと、
を具備する
マルチパルスガスジェネレータの動作方法。
【請求項８】
請求項７に記載されたマルチパルスガスジェネレータの動作方法であって、
前記外側推進薬を燃焼させるステップと前記内側推進薬を燃焼させるステップとは、同時に行われる
マルチパルスガスジェネレータの動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパルスガスジェネレータ及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛しょう体の運用においては，ターゲット接近時に終末誘導の高機動性を確保する手段として，ロケットモータをマルチパルス化して飛しょう体を再加速する方法と，スラスタにより飛しょう体の軌道修正を行う方法とを同時に求められる場合がある。
【０００３】
ここで、スラスタとは、燃焼ガス噴射孔を有するノズルと、ノズルに対し燃焼ガスを遮断または供給する駆動部とを備え、ノズルは任意の方向に複数個配置されており、燃焼ガスを任意のノズルから任意の流量噴射することにより機体の軌道修正や姿勢制御を行う推進器である。なお，スラスタを飛しょう体に搭載する形態としては、ガスジェネレータと呼ばれる燃焼ガス発生器に取り付けて搭載する形態と、ロケットモータに直接取り付けて搭載する形態の２形態（仮に前者をスラスタ分離型，後者をスラスタ非分離型と呼ぶ）が考えられる。
【０００４】
上記に関連して、特許文献１（特許第４７１９１８２号）には、２パルスロケットモータが開示されている。この２パルスロケットモータは、圧力容器の内周面に装填された第２推進薬と、第２推進薬の端面に配置された第２点火装置と、第２推進薬の初期燃焼面全体と第２点火装置を覆う隔膜と、初期燃焼面全体と第２点火装置を覆う隔膜の全体を覆うように装填された第１推進薬とを備える。第１推進薬及び第２推進薬は、共に内面燃焼型または内端面燃焼型の推進薬形状である。隔膜は、前記第２推進薬の内周面を覆う内側隔膜と第２推進薬の後面を覆う後側隔膜とにより構成される。後側隔膜と内側隔膜が会合する端部は、全周囲に亘って接合されている。
【０００５】
また，特許文献２（特開２０１２-２５５３６２号）には、マルチパルスロケットモータ及びそのパルスユニットが開示されている。このマルチパルスロケットモータのパルスユニットは，ロケットモータを３パルス以上のマルチパルス化できる構造となっており，圧力容器の内周面に装填された内面燃焼型または内端面燃焼型の形状である推進薬と、推進薬の端面に配置された点火装置と、推進薬の初期燃焼面全体と点火装置を覆うように配置された隔膜と、圧力容器の前方端部に配置された前方継手部と、圧力容器の後方端部に配置された後方継手部と、を備える。前方継手部は、他のパルスユニットの後方継手部と接続可能に形成され、後方継手部は、更に他のパルスユニットの前方継手部と接続可能に形成されている。
【０００６】
また，特許文献３（特開２０１３-２４０３４号）には、燃焼ガス供給制御機構が開示されている。この燃焼ガス供給制御機構は，スラスタ非分離型のマルチパルスロケットモータ等において，必要なタイミングに燃焼ガスを所定の燃焼ガス噴射孔へ供給する機構であり，圧力容器と、圧力容器の内部に配置され第１段パルス時に燃焼する第１推進薬と、圧力容器の内部に配置され第１段パルスに続く第２段パルス時に燃焼する第２推進薬と、圧力容器の前方に取り付けられ燃焼ガス噴射孔を有する前部鏡板と、圧力容器の後方に取り付けられ、燃焼ガス噴射孔を有する後部鏡板と，を備えた燃焼ガス発生器において、第１段パルス時に第１推進薬の燃焼ガスが前部鏡板の燃焼ガス噴射孔に流入することを遮断し、第２段パルス時に第２推進薬の燃焼ガスを前部鏡板の燃焼ガス噴射孔に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４７１９１８２号
【特許文献２】特開２０１２-２５５３６２号公報
【特許文献３】特開２０１３-２４０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１または特許文献２に記載のマルチパルスロケットモータによれば、ターゲット接近時に飛しょう体を再加速することにより終末誘導時の高機動性を確保することができる。また，特許文献３に記載の燃焼ガス供給制御機構を備えたマルチパルスロケットモータによれば，ターゲット接近時に飛しょう体を再加速するとともにスラスタにより飛しょう体の軌道修正を行うことができ，終末誘導時に高性能な制御を行うことができる。一方で、スラスタを分離型にしてガスジェネレータのマルチパルス化を実現できれば、マルチパルスロケットモータと併用することにより，ロケットモータのパルス間やパルス発生時にスラスタにより姿勢制御や軌道修正を行うことができ，終末誘導時に高性能な制御を行えるだけでなく，飛しょう体の運用領域（射程，高度）も拡大することができる。
【０００９】
スラスタ分離型を採用する場合，ロケットモータとの併用により圧力容器を２つ持つことになるため，ガスジェネレータをマルチパルス化するにあたり，特許文献２に記載のパルスユニットを連結する方法をとると，構造重量や寸法が大きくなり飛しょう体の加速性能が悪くなる。
【００１０】
従って，例えばガスジェネレータの３パルス化を実現するためには，限られたサイズの圧力容器内において，３つの推進薬を装填する必要がある。この際、３つの推進薬をどのように装填するのかが重要である。３つの推進薬は、圧力容器内において、何らかの手段により保持されていなければならない。３つの推進薬をどのように保持するのかを十分に考慮しなければ、３つの推進薬を異なる段階で燃焼させることができない。
【００１１】
また、推進薬の燃焼によって得られる力の大きさは、推進薬の燃焼面積に依存する。従って、所望する大きさの力を得るためには、十分な燃焼面積が確保されるように、推進薬を配置しなければならない。限られたスペース内において、燃焼面積が確保されるように推進薬の配置することは、難しい。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、コンパクトな構造でパルス数を増加させることができる，マルチパルスガスジェネレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るマルチパルスガスジェネレータは、筒状の圧力容器と、圧力容器内に配置され、筒状である外側推進薬と、外側推進薬の内側に配置され、筒状である中間推進薬と、中間推進薬の内側に配置され、筒状である内側推進薬と、内側推進薬の内側に配置され、圧力容器に対して固定される、内部構造体と、外側推進薬と前記中間推進薬とを隔てる第１隔膜と、中間推進薬と前記内側推進薬とを隔てる第２隔膜とを備える。外側推進薬は、外面で、前記圧力容器に支持されている。内側推進薬は、内面で、内部構造体に支持されている。
【００１４】
本発明に係るマルチパルスガスジェネレータの動作方法は、中間推進薬を燃焼させるステップと、中間推進薬の燃焼後に、前記外側推進薬を燃焼させるステップと、中間推進薬の燃焼後に、前記内側推進薬を燃焼させるステップとを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コンパクトな構造でパルス数を増加させることができる、マルチパルスガスジェネレータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態に係るマルチパルスガスジェネレータを示す概略断面図である。
【図２Ａ】２パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図２Ｂ】２パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図２Ｃ】２パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図２Ｄ】２パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図３Ａ】３パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図３Ｂ】３パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図３Ｃ】３パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図３Ｄ】３パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図３Ｅ】３パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図３Ｆ】３パルス時のマルチパルスガスジェネレータの動作方法を示す図である。
【図４】図４は、マルチパルスガスジェネレータをスラスタに適用した場合の例を示す図である。
【図５】図５は、マルチパルスガスジェネレータをロケットモータに適用した場合の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るマルチパルスガスジェネレータ１を示す概略断面図である。図１には、説明の便宜上、マルチパルスガスジェネレータ１の前後方向が図示されている。
【００１９】
まず、マルチパルスガスジェネレータ１の概略構成について説明する。マルチパルスガスジェネレータ１は、圧力容器２、３つの推進薬（外側推進薬６、中間推進薬８、内側推進薬７）、及び内部構造体５を有している。圧力容器２は、筒状である。各推進薬も筒状であり、圧力容器２内に配置されている。内部構造体５も、筒状であり、圧力容器２の中心部分に配置されている。ここで、３つの推進薬のうち、最も外側の推進薬（外側推進薬６）は、その外面で圧力容器２によって支持されている。一方、最も内側の推進薬（内側推進薬７）は、その内面で内部構造体５によって支持されている。尚、内部構造体５は、圧力容器２に対して固定されている。中間推進薬８は、内側推進薬７と外側推進薬６との間に挟まれており、これらによって支持されている。
【００２０】
上述のような構成を採用することにより、３つの推進薬を圧力容器２内に配置することができる。すなわち、内部構造体５が設けられているため、内側推進薬７を内部構造体５により支持することができる。これにより、外側推進薬６と内側推進薬７とによって中間推進薬８を挟持することが可能となる。３つの全ての推進薬を圧力容器２に保持することができ、マルチパルスガスジェネレータ１を３パルスにより動作させることが可能となっている。
【００２１】
また、上述の構成によれば、内側推進薬７を外面燃焼又は外端面燃焼させることができる。これにより、内側推進薬７の燃焼面積を確保し易くなる。各推進薬の長さを大きくする必要がなく、マルチパルスガスジェネレータ１を大型化することなく、３パルス化を実現することができる。
【００２２】
以下、マルチパルスガスジェネレータ１の構成について、詳細に説明する。
【００２３】
上述のように、マルチパルスガスジェネレータ１は、圧力容器２、複数の推進薬（外側推進薬６、中間推進薬８、内側推進薬７）、及び内部構造体５を備えている。これらに加えて、マルチパルスガスジェネレータ１は、前部鏡板３、後部鏡板４、第１点火装置１５、第２点火装置１６、第１エネルギー伝達部１７、第２エネルギー伝達部１８、及び隔膜（９、１０、１１、１３、１４）を備えている。
【００２４】
圧力容器２は、複数の推進薬を収納する為に設けられている。圧力容器２は、円筒状であり、その中心軸は、前後方向に沿っている。圧力容器２は、各推進薬の燃焼時に発生する圧力に耐えることのできるような材料により、構成される。
【００２５】
前部鏡板３及び後部鏡板４は、圧力容器２内に配置されており、前方側及び後方側の蓋として機能する。前部鏡板３は前方側に配置されており、後部鏡板４は後方側に配置されている。前部鏡板３及び後部鏡板４は、それぞれ、圧力容器２を塞ぐように配置されており、圧力容器２に対して固定されている。前部鏡板３と後部鏡板４との間には、複数の推進薬（６、７、８）を配置するためのスペースが形成されている。また、後部鏡板４には、燃焼ガスを噴射するために、複数の燃焼ガス噴射孔１９が設けられている。
【００２６】
第１点火装置１５及び第２点火装置１６は、推進薬を燃焼させる為のエネルギーを生成するために設けられている。第１点火装置１５は後部鏡板４に取り付けられている。第１点火装置１５は、中間推進薬８を燃焼させるために設けられている。一方、第２点火装置１６は前部鏡板３に取り付けられている。第２点火装置１６は、外側推進薬６及び内側推進薬７を燃焼させるために設けられている。
【００２７】
第１点火装置１５及び第２点火装置１６としては、例えば、点火用のガスを発生させるイグモータ、及びレーザーダイオードなどを用いることができる。
【００２８】
内部構造体５は、内側推進薬７を支持するために設けられている。内部構造体５は、円筒状であり、圧力容器２の中央部分に配置されている。内部構造体５は、前後方向に延びている。内部構造体５は、一端で第２点火装置１６に接続されており、他端で第１点火装置１５に接続されている。具体的には、第１点火装置１５の一部が、内部構造体５内に挿入されている。同様に、第２点火装置１６の一部も、内部構造体５内に挿入されている。従って、内部構造体５は、第１点火装置１５を介して後部鏡板４に支持されており、第２点火装置１６を介して前部鏡板３に支持されている。すなわち、内部構造体５は、前部鏡板３及び後部鏡板４に対して固定されており、圧力容器２に対しても固定されている。
【００２９】
内部構造体５としては、推進薬の燃焼時に焼損しないような材料が用いられる。例えば、内部構造体５としては、金属材料、及びＦＲＰなどの樹脂材料が用いられる。
【００３０】
複数の推進薬（６、７、８）は、既述のように、外側推進薬６、中間推進薬８、及び内側推進薬７を有している。これらは、いずれも、円筒状である。外側推進薬６は最も外側に配置されており、中間推進薬８は外側推進薬６の内側に配置されており、内側推進薬７は中間推進薬８の内側に配置されている。
【００３１】
外側推進薬６は、その外面において、圧力容器２によって支持されている。例えば、外側推進薬６の外面は、接着剤を介して、圧力容器２の内面に接着されている。これにより、外側推進薬６は、外面で、圧力容器２によって支持されている。また、外側推進薬６は、内面燃焼又は内端面燃焼するように、構成されている。
【００３２】
内側推進薬７の内側には、上述の内部構造体５が通されている。内側推進薬７は、その内面において、内部構造体５に支持されている。例えば、内側推進薬７の内面は、接着剤などを介して、内部構造体５の外面に接着されている。内側推進薬は、外面燃焼又は外端面燃焼するように構成されている。
【００３３】
中間推進薬８は、外側推進薬６と内側推進薬７とによって挟まれることにより、支持されている。中間推進薬８は、後端面で燃焼するように、構成されている。
【００３４】
複数の推進薬（６、７、８）と前部鏡板３との間は、充填材２３により埋められている。一方、複数の推進薬（６、７、８）と後部鏡板４との間には、スペース２２が設けられている。尚、上述の第１点火装置１５の一部は、スペース２２に露出している。
【００３５】
続いて、複数の隔膜（９、１０、１１、１３、１４）の構造について説明する。
【００３６】
複数の隔膜（９、１０、１１、１３、１４）は、推進薬の耐熱保護などを目的として設けられている。複数の隔膜は、第１隔膜９、第２隔膜１０、第３隔膜１３、第４隔膜１４、及び第５隔膜１１を有している。
【００３７】
第５隔膜１１は、複数の推進薬（６、７、８）の前方側の端部を覆うように配置されている。第５隔膜１１は、充填材２３と、各推進薬との間に配置されている。
【００３８】
第１隔膜９は、外側推進薬６と中間推進薬８とを隔てるように配置されている。第１隔膜９は、その前方側端部で、第５隔膜１１に結合している。
【００３９】
第２隔膜１０は、中間推進薬８と内側推進薬７とを隔てるように配置されている。第２隔膜１０は、その前方側端部で、第５隔膜１１に結合している。
【００４０】
なお，第５隔膜１１と第１隔膜９と第２隔膜１０は、型材により一体成型してもよい。
【００４１】
第３隔膜１３は、外側推進薬６の後端面を覆うように配置されている。第３隔膜１３は、圧力容器２によって支持されている。第３隔膜１３は、その内側の端部で、第１隔膜９の後端部に接合されている。第３隔膜１３と第１隔膜９とは、例えば接着剤などを介して接合されている。第３隔膜１３と第１隔膜９との接合強度は、外側推進薬６の燃焼時に第３隔膜１３と第１隔膜９とが離れるような強度である。
【００４２】
第４隔膜１４は、内側推進薬７の後端面を覆うように配置されている。第４隔膜１４は、内部構造体５によって支持されている。第４隔膜１４の外端部は、第２隔膜１０の後端部に接合されている。第４隔膜１４と第２隔膜１０とは、例えば接着剤などを介して接合されている。第４隔膜１４と第２隔膜１０との接合強度は、内側推進薬７の燃焼時に第４隔膜１４と第２隔膜１０とが離れるような強度である。
【００４３】
尚、中間推進薬８の後端面に隔膜は設けられていない。中間推進薬８の後端面は、スペース２２に露出している。
【００４４】
各隔膜（９、１０、１１、１３、１４）としては、弾性体が用いられる。例えば、各隔膜として、ＥＰＤＭゴム、シリコーンゴム、及びケブラ繊維などの無機繊維を含有するシリコーンゴムなどが用いられる。
【００４５】
続いて、第１及び第２エネルギー伝達部（１７、１８）について説明する。第１エネルギー伝達部１７は、第２点火装置１６により生成されたエネルギーを外側推進薬６に伝達する部分である。第１エネルギー伝達部１７は、一端で第２点火装置１６に接続され、他端で外側推進薬６に接続されている。第２エネルギー伝達部１８は、第２点火装置１６により生成されたエネルギーを内側推進薬７に伝達する部分である。第２エネルギー伝達部１８は、一端で第２点火装置１６に接続され、他端で内側推進薬７に接続されている。第１エネルギー伝達部１７及び第２エネルギー伝達部１８は、いずれも、充填材２３内に設けられており、第５隔膜１１を貫通するように伸びている。
【００４６】
各エネルギー伝達部（１７、１８）として、具体的には、第２点火装置１６が生成するエネルギーに対応した構造が採用される。例えば、第２点火装置１６がエネルギーとして点火用ガスを生成するように構成されている場合、各エネルギー伝達部（１７、１８）としては、ガス流路または配管が用いられる。また、第２点火装置１６がレーザーダイオードにより構成されている場合、各エネルギー伝達部（１７、１８）としては、例えば、光ファイバが用いられる。
【００４７】
以上説明した構成を採用することにより、３種類の推進薬を圧力容器２内に配置することが可能となる。すなわち、圧力容器２により外側推進薬６が支持され、内部構造体５によって内側推進薬７が支持される。更に、外側推進薬６と内側推進薬７とによって挟まれることにより、中間推進薬８が支持される。このため、全ての推進薬を保持することができる。
【００４８】
また、内部構造体５によって内側推進薬７を支持することができるので、推進薬の充填率を向上することができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、内部構造体５が筒状であるため、内部構造体５の内側の空間を有効に活用することができる。例えば、内部構造体５の内部に第１点火装置１５の一部を収納することにより、第１点火装置１５の耐熱性を向上させることができる。また、内部構造体５の内部に配線などを配置することにより、配線が占めるスペースを省略することもできる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、内部構造体５により内側推進薬７が保持されるため、内側推進薬７を外面燃焼又は外端面燃焼させることができる。例えば、圧力容器２によって各推進薬が保持される場合、各推進薬は内面燃焼又は内端面燃焼型にならざるを得ない。しかしながら、本実施形態によれば、内側推進薬７を外面燃焼又は外端面燃焼型にすることができるので、内側推進薬７の燃焼面積を増大させることができる。その結果、圧力容器２の長さを増加させることなく、内側推進薬７に必要な燃焼面積を確保することが可能になる。
【００５１】
また、単にパルス数を増加させるために、複数の推進薬を前後方向において並ぶように配置することも考えられる。しかし、この場合には、マルチパルスガスジェネレータの長さが、大きくなってしまう。これに対し、本実施形態によれば、外側推進薬６の内側に中間推進薬８が配置され、中間推進薬８の内側に内側推進薬７が配置されるため、マルチパルスガスジェネレータの長さが増加しない。この観点からも、有利となる。
【００５２】
続いて、マルチパルスガスジェネレータ１の動作方法について説明する。本実施形態に係るマルチパルスガスジェネレータ１は、２パルスで動作させることもできるし、３パルスで動作させることもできる。
【００５３】
まず、２パルスによる動作方法について説明する。図２Ａ乃至図２Ｄは、２パルスで動作させるときのマルチパルスガスジェネレータ１の動作方法を示す図である。
【００５４】
まず、図２Ａに示されるように、第１点火装置１５により、中間推進薬８が点火される。具体的には、第１点火装置１５により、中間推進薬８を燃焼させる為のエネルギーが生成される。生成されたエネルギーは、スペース２２を介して中間推進薬８に伝達する。これにより、図２Ｂに示されるように、中間推進薬８が、後端面を基点として、燃焼し始める。中間推進薬８の燃焼により、燃焼ガスが生成される。燃焼ガスは、スペース２２を介して、各燃焼ガス噴射孔１９から噴射される。
【００５５】
中間推進薬８の燃焼後、図２Ｃに示されるように、第２点火装置１６により、外側推進薬６及び内側推進薬７が同時に点火される。すなわち、第２点火装置１６により、推進薬を燃焼させる為のエネルギーが生成される。生成されたエネルギーは、第１エネルギー伝達部１７を介して外側推進薬６に伝達され、同時に、第２エネルギー伝達部１８を介して内側推進薬７に伝達される。
【００５６】
エネルギーの伝達により、図２Ｄに示されるように、外側推進薬６及び内側推進薬７が燃焼する。外側推進薬６は、内面及び後端面において燃焼する。内側推進薬７は、外面及び後端面において燃焼する。このとき、中間推進薬８が既に燃え尽きているので、外側推進薬６と内側推進薬７との間には空間が形成されている。そのため、外側推進薬６の燃焼に伴い、第１隔膜９が内側に押し出され、第１隔膜９と第３隔膜１３とが離れる。その結果、外側推進薬６の燃焼に伴い生成した燃焼ガスが、スペース２２を介して、各燃焼ガス噴射孔１９から噴射される。同様に、内側推進薬７の燃焼により、第２隔膜１０が外側に押し出され、第２隔膜１０と第４隔膜１４とが離れる。内側推進薬７の燃焼に伴い生成した燃焼ガスも、スペース２２を介して、各燃焼ガス噴射孔１９から噴射される。
【００５７】
以上により、２パルスにより推進薬を燃焼させることが可能である。
【００５８】
次いで、３パルスによる動作方法について説明する。図３Ａ乃至図３Ｆは、３パルスで動作させるときのマルチパルスガスジェネレータ１の動作方法を示す図である。
【００５９】
まず、図３Ａに示されるように、第１点火装置１５により、中間推進薬８が点火される。これにより、図３Ｂに示されるように、中間推進薬８が燃焼する。
【００６０】
中間推進薬８の燃焼後、図３Ｃに示されるように、第２点火装置１６により、内側推進薬７が点火される。図３Ｄに示されるように、内側推進薬７は、外面及び後端面において燃焼する。燃焼時には、第２隔膜１０が外側に押され、第２隔膜１０と第４隔膜１４との間に隙間が生じる。これにより、燃焼ガスは、スペース２２を介して、各燃焼ガス噴射孔１９から噴射される。
【００６１】
内側推進薬７の燃焼後、図３Ｅに示されるように、第２点火装置１６により、外側推進薬６が点火される。図３Ｆに示されるように、外側推進薬６は、内面及び後端面において燃焼する。燃焼時には、第１隔膜９が内側に押され、第１隔膜９と第３隔膜１３との間に隙間が生じる。これにより、燃焼ガスは、スペース２２を介して、各燃焼ガス噴射孔１９から噴射される。
【００６２】
以上の動作により、推進薬を３段階で燃焼させることができる。
【００６３】
尚、本実施形態では、最初に、中間推進薬８が燃焼し、その後、内側推進薬７及び外側推進薬６が燃焼する。中間推進薬８は後端面で燃焼する。一方、内側推進薬７は、外面又は外端面で燃焼し、外側推進薬６は、内面又は内端面で燃焼する。燃焼面積の違いから、中間推進薬８の燃焼時に得られる力よりも、内側推進薬７及び外側推進薬６の燃焼時に得られる力の方が大きい。従って、本実施形態は、２番目以降のパルスにおいて得られる力として、最初のパルスにおいて得られる力よりも大きな力が求められる用途に、好適に適用される。
【００６４】
尚、本実施形態では、内側推進薬７の燃焼後に、外側推進薬６が燃焼する場合について説明した。但し、外側推進薬６が内側推進薬７よりも先に燃焼してもよい。但し、内側推進薬７と外側推進薬６との間にスペースが形成されていないと隔膜（第１隔膜９又は第２隔膜１０）が変形しない。従って、中間推進薬８は、内側推進薬７及び外側推進薬６よりも先に燃焼する必要がある。
【００６５】
また、本実施形態においては、圧力容器、及び各推進薬（６、７、８）が円筒状である場合について説明した。ただし、これらは、筒状であればよく、必ずしも円筒状である必要はない。
【００６６】
続いて、本実施形態に係るマルチパルスガスジェネレータ１の適用例について説明する。
【００６７】
図４は、マルチパルスガスジェネレータ１をスラスタ２０に適用した場合の例を示す図である。図４に示されるように、スラスタ２０は、各燃焼ガス噴射孔１９に接続されている。スラスタ２０は、各燃焼ガス噴射孔１９から導入された燃焼ガスを、前後方向に対して直交する方向へ向けて噴射するように構成されている。このスラスタ２０により、飛しょう体の姿勢制御を行うことができる。本実施形態では、マルチパルスガスジェネレータ１が、３段階で推進薬を燃焼させることができるので、飛しょう体の姿勢を細かく制御することができる。
【００６８】
図５は、マルチパルスガスジェネレータ１をロケットモータに適用した場合の例を示す図である。図５に示されるように、各燃焼ガス噴射孔１９に、ノズル２１が接続されている。ノズル２１は、各燃焼ガス噴射孔１９から導入された燃焼ガスを、後方向に噴射するように構成されている。このように、マルチパルスガスジェネレータ１をロケットモータに適用すれば、３段階で推進力を得ることが可能になる。
【符号の説明】
【００６９】
１  マルチパルスガスジェネレータ
２  圧力容器
３  前部鏡板
４  後部鏡板
５  内部構造体
６  外側推進薬
７  内側推進薬
８  中間推進薬
９  第１隔膜
１０  第２隔膜
１１  第５隔膜
１３  第３隔膜
１４  第４隔膜
１５  第１点火装置
１６  第２点火装置
１７  第１エネルギー伝達部
１８  第２エネルギー伝達部
１９  燃焼ガス噴射孔
２０  スラスタ
２１  ノズル
２２  スペース
２３  充填材
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
2015036532.tif 000008
【図３Ｂ】
2015036532.tif 000009
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【図５】
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