(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラスタの展開可能な末広がりベルの可動部分（１４）と前記可動部分を展開する展開機構体（２０，２２，２４）との間の締結継手（４０）であって、前記締結継手は、前記展開機構体の要素（２４）に締結可能な第１の締結ゾーン（４２）と、前記可動部分に締結可能な第２の締結ゾーン（４８Ａ，４８Ｂ）と、を有し、前記締結継手（４０）は、前記第１の締結ゾーン（４２）から実質的に平行に且つ同一方向に延びる２本の長手方向アーム（４６Ａ，４６Ｂ）を有し、前記長手方向アーム（４６Ａ，４６Ｂ）は、前記第１の締結ゾーン（４２）から見て遠くに位置する別々の自由端部を有し、各アームは、別個の締結表面（４８Ａ，４８Ｂ）を備え、前記締結表面は、一緒になって前記第２の締結ゾーンを形成している、締結継手。
【請求項２】
前記アーム（４６Ａ，４６Ｂ）の前記自由端部は、それぞれの締結プレート（４８Ａ，４８Ｂ）を備えている、請求項１記載の締結継手。
【請求項３】
前記締結プレート（４８Ａ，４８Ｂ）は、締結要素のための穴（５０）を備えている、請求項２記載の締結継手。
【請求項４】
各締結プレート（４８Ａ，４８Ｂ）は、外面（５４Ａ，５４Ｂ）を備え、前記締結プレートを支持した前記アーム（４６Ａ，４６Ｂ）は、前記外面から突き出ており、各締結プレート（４８Ａ，４８Ｂ）は、凸部のない内面（５６Ａ，５６Ｂ）を更に備えている、請求項２又は３記載の締結継手。
【請求項５】
前記締結プレート（４８Ａ，４８Ｂ）の前記内面（５６Ａ，５６Ｂ）は、前記締結プレートを支持した前記アーム（４６Ａ，４６Ｂ）に対して引っ込み（４７Ａ，４７Ｂ）状態にある、請求項４記載の締結継手。
【請求項６】
前記アーム（４６Ａ，４６Ｂ）は、リブを形成している、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の締結継手。
【請求項７】
前記アーム（４６Ａ，４６Ｂ）の厚さ（Ｅ，ｅ）は、前記自由端部に向かう方向（Ｓ）に漸減している、請求項６記載の締結継手。
【請求項８】
前記アーム（４６Ａ，４６Ｂ）の前記自由端部は、それぞれの締結プレート（４８Ａ，４８Ｂ）を備えており、
前記アーム（４６Ａ，４６Ｂ）は、リブを形成しており、
各アーム（４６Ａ，４６Ｂ）に関し、前記締結プレート（４８Ａ，４８Ｂ）は、前記アームによって形成された前記リブの各側で延びている、請求項１記載の締結継手。
【請求項９】
前記アーム（４６Ａ，４６Ｂ）の前記自由端部は、それぞれの締結プレート（４８Ａ，４８Ｂ）を備えており、
前記アーム（４６Ａ，４６Ｂ）の厚さ（Ｅ，ｅ）は、前記自由端部に向かう方向（Ｓ）に漸減しており、
各アーム（４６Ａ，４６Ｂ）に関し、前記締結プレート（４８Ａ，４８Ｂ）は、前記アームによって形成された前記リブの各側で延びている、請求項１記載の締結継手。
【請求項１０】
前記締結継手は、耐火性を備えた合金で作られている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の締結継手。
【請求項１１】
前記合金は、チタン−モリブデンを基材とする合金である、請求項１０記載の締結継手。
【請求項１２】
スラスタ用の展開可能な末広がりベルであって、前記ベルは、
・前記スラスタの静止支持体（１２）に取り付けられるのに適した前記末広がりベルの静止状態の第１の部分（１０）を有し、
・移動方向（Ｒ，Ｄ）において引っ込み位置と展開位置との間で動くことができる前記末広がりベルの第２の部分（１４）を有し、前記展開位置では、前記第２の部分（１４）は、前記末広がりベルの前記第１の部分（１０）の下流側端部（１０Ａ）にその延長部となるために連結され、
・締結継手（４０）を介して前記末広がりベルの前記第２の部分（１４）に締結される第１の要素（２４）と、前記静止支持体に対して支持された第２の要素（２０）と、を含む少なくとも１つの展開機構体（２０，２２，２４）を有し、前記第１の要素と前記第２の要素は、これら要素の相対運動により前記末広がりベルの前記第２の部分（１４）が動くようにするよう互いに協働し、前記締結継手（４０）は、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の継手であり、前記継手の前記２本のアーム（４６Ａ，４６Ｂ）は、前記末広がりベルの前記第２の部分（１４）の前記移動方向（Ｒ，Ｄ）に実質的に平行に延びている、末広がりベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラスタ（姿勢制御ロケット）の展開可能な末広がりベルの可動部分と可動部分を展開する展開機構体との間の締結継手であって、展開機構体の一要素に締結可能な第１の締結ゾーン及び可動部分に締結可能な第２の締結ゾーンを有する締結継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
展開可能な末広がりベルは、特に、上の方に位置する段（例えば、第２又は第３の段）のロケットエンジンに用いられている。かかる用途では、非常に大きなスラストを送り出す必要があり、この場合、スラストの大きさは、本質的に、ガスの噴出量及び噴出速度で決まる。これらパラメータを最適化するため、非常に大きな拡張比及びかくして大きな出口直径を備えた末広がりベルを提供することが必要である。したがって、長い末広がりベルを提供することが必要であるが、かかる末広がりベルは、特に末広がりベルがロケットの第２又は第３段のスラスタに装着されるとき、利用可能な僅かな量の空間に適合しない。
【０００３】
したがって、この種の用途に関し、展開可能な末広がりベル、即ち引っ込み位置を取ることができ、それにより短い長さが与えられると共にその利用形態を採用するために１つ又は２つ以上の可動部分を展開することによって長くすることができるベルが用いられている。
【０００４】
図１は、先行技術の展開可能な末広がりベルを示しており、このベルは、静止状態にあると共にスラスタの静止支持体１２に連結された末広がりベルの第１の部分１０及び末広がりベルの長手方向軸線の方向に一致した長手方向移動方向Ｘ‐Ｘ′に動くことができる末広がりベルの第２の部分１４を有する。図１は、末広がりベルをその展開後の利用形態で示しており、第２の部分１４の上流側縁部は、第１の部分１０の下流側縁部１０Ａに連結されている。
【０００５】
上述したように、末広がりベルの静止部分１０は、支持体１２に対して静止している。可動部分１４を展開する展開機構体は、図示の例では、ウォームスクリュー２０を有し、末広がりベルの可動部分１４から見て遠くに位置するウォームスクリューの端部は、連結部品２２，１８，１６で支持され、これらアームは、外方に突き出ていて、これら自体ウォームスクリュー２０から見て遠くに位置するこれらの端部のところで静止支持体１２に締結されている。展開機構体は、ウォームスクリューがねじ込まれたナット２４を更に有し、ナット２４は、末広がりベルの可動部分１４の上流側縁部１４Ａに締結された締結継手２６によって支持されている。図示の例では、この種の３つの展開機構体が設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
締結継手２６は、展開機構体の一部をなすナット２４が締結された第１の締結ゾーン２６Ａ及び末広がりベルの可動部分１４に締結された第２の締結ゾーン２６Ｂを有している。継手２６は、全体として、スターラップ（皿吊り）型であり、その第２の締結ゾーン２６Ｂは、末広がりベルの可動部分１４の周方向に延びる横方向ストリップの形態をしている。公知のように、この締結は、接着剤及びねじによって実施可能である。第２の締結ゾーン２６Ｂの「横方向ストリップ」形状は、締結継手２６と末広がりベルの可動部分１４との間の締結ゾーンを補剛する。これにより、末広がりベルが全体として非常に高い温度及び非常に高い振動レベルを受ける限りにおいて問題が生じる。かくして、各継手２６の締結ゾーンでは、末広がりベルの第２の部分１４は、「ストリップ」２６Ｂの長さに対応したその上流側縁部の周囲の一部分が補剛され、その結果、第２の部分１４が受ける種々の応力に対するその応答は、この上流側縁部周りで非一様である。特に、第２の部分１４は、高い温度及び高い振動レベルの相乗効果を受けて楕円化することによって変形する傾向を示す場合があり、他方、締結「ストリップ」２６Ｂは、楕円化に追随しない。この結果、締結手段、例えば接着剤又はねじが特に高い引張り力を受けるので締結具が破損する恐れがあり、又、これにより、末広がりベルの可動部分１４が損傷する恐れがある。
【０００７】
本発明は、実質的に上述の欠点のない締結継手を提案することによってこれら欠点を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、締結継手が第１の締結ゾーンから実質的に平行に且つ同一方向に延びる２本の長手方向アームを有し、長手方向アームが第１の締結ゾーンから見て遠くに位置する別々の自由端部を有し、各アームが別個の締結表面を備え、締結表面が一緒になって第２の締結ゾーンを形成するという特徴によって達成される。
【０００９】
理解できることとして、本発明の締結継手は、全体としてＵ字形であり、Ｕ字形の枝の端部は、継手のアームの端部を構成し、末広がりベルの可動部分に締結されている。かくして、「第２の締結ゾーン」は、継手の２本のアームの各々と末広がりベルの可動部分との間のそれぞれの締結具によって構成される。これらアームが末広がりベルの可動部分に締結されている領域にそのアーム相互間に連結ウェブを備えていないこの継手のＵ字形に鑑みて、これら２本のアームは、互いに別個独立に或る程度まで自由に変形することができる。２本のアーム相互間のこれら運動により、アームは、締結具に上述の大きな引張り力を及ぼさないで末広がりベルの可動部分の上流側縁部の変形に追随することができる。かくして、末広がりベルの可動部分の上流側縁部の変形は、極めて一様であることが可能であり、時期尚早な疲労の恐れが軽減される。当然のことながら、締結継手のアームの自由端部は、極めて局所化された締結表面を提供する。
【００１０】
有利には、アームの自由端部は、それぞれの締結プレートを備えている。
【００１１】
これら締結プレートの各々は、末広がりベルの可動部分の上流側縁部に当てて締結され、限られた領域しか用いない状態で締結プレートの前部に密な接触を提供する。
【００１２】
有利には、締結プレートは、締結要素、例えばねじのための穴を備える。
【００１３】
オプションとして、例えばねじのような要素によるこの締結は、接着剤等によって支援可能である。
【００１４】
有利には、締結継手は、耐火性を備えた合金、例えばチタン‐モリブデンを基材とする合金で作られる。
【００１５】
これは、締結継手がスラスタの極めて高い作動温度でもその健全性を保つことができる優れた耐熱性を示す材料である。本発明は又、スラスタ用の展開可能な末広がりベルであって、ベルは、
・スラスタの静止支持体に取り付けられるのに適した末広がりベルの静止状態の第１の部分を有し、
・移動方向において引っ込み位置と展開位置との間で動くことができる末広がりベルの第２の部分を有し、展開位置では、第２の部分は、末広がりベルの第１の部分の下流側端部にその延長部となるために連結され、
・締結継手を介して末広がりベルの第２の部分に締結される第１の要素及び静止支持体に対して支持された第２の要素を含む少なくとも１つの展開機構体を有し、第１の要素と第２の要素は、これら要素の相対運動により末広がりベルの第２の部分が動くようにするよう互いに協働するようになった末広がりベルを提供する。
【００１６】
この展開可能な末広がりベルでは、締結継手は、本発明によれば、継手の２本のアームが末広がりベルの第２の部分の移動方向に実質的に平行に延びた状態で構成される。
【００１７】
本発明の内容は、添付の図面を参照して行われる実施形態の以下の詳細な説明を読むと一層良く理解できると共にその利点が一層良く明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】先行技術の締結継手を備えた展開可能な末広がりベルを示す図である。
【図２】本発明の実施形態としての締結継手を備えた展開可能な末広がりベルを示す図である。
【図３】図２の末広がりベルを引っ込み位置で示す図である。
【図４】図２のゾーンＩＶの拡大図である。
【図５】図２の矢印Ｖに沿って見た図２に示されている締結継手の斜視図である。
【図６】図５の後ろから見た締結継手の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図２及び図３では、同一の参照符号は、図１と比較して変わっていない要素を説明するために図１の場合と同様に用いられている。特に、末広がりベルの２つの部分、それぞれ、静止部分１０及び可動部分１４、静止支持体１２及び連結部品２２を静止支持体に連結しているアーム１６，１８が見える。外方に突き出たアーム１６，１８によって支持されている連結部品２２に連結されたウォームスクリュー２０が見える。ウォームスクリュー２０は、締結継手４０によって末広がりベルの可動部分１４に対して支持されたナット２４と協働する。
【００２０】
末広がりベルを展開するため又はこれを引っ込めるため、ウォームスクリュー２０が回され、ナット２４が締結継手に対して静止しているので、これにより、末広がりベルの可動部分１４は、ウォームスクリューがねじの締め付け方向に駆動されると方向Ｒに動き、又は、これとは逆に、末広がりベルの可動部分は、ウォームスクリューがねじ緩み方向に回転するよう駆動されると方向Ｄに展開される。具体的に説明すると、各締結継手は、末広がりベルの静止部分に対するウォームスクリュー２０及び締結継手４０を介して末広がりベルの可動部分１４によって支持されたナット２４を含む展開機構体と関連している。
【００２１】
図２〜図６を参照すると、本発明の締結継手４０は、展開機構体の一要素に締結可能な第１の締結ゾーン４２を有していることが理解できる。具体的に説明すると、この要素は、ナット２４であり、これは、インターフェイスプレート４４によって継手４０の第１の締結ゾーン４２に対して支持されている。
【００２２】
また、締結継手４０がそれぞれ４６Ａ，４６Ｂで示された２本の長手方向アームを有し、これらアームは、互いに実質的に平行に且つ第１の締結ゾーン４２から同一方向に延びていることが理解できる。換言すると、継手４０は、全体としてＵ字形であり、第１の締結ゾーンは、その２つの長手方向アーム相互間のブリッジを形成している。理解できることとして、第１の締結ゾーン４２から見て遠くに位置するこれらアーム４６Ａ，４６Ｂの自由端部４６′Ａ，４６′Ｂは、これら自体別々である。このことは、これら自由端部が確かに自由であり且つこれら自由端部が互いに対して僅かに撓むのを阻止するかもしれない要素によって互いに連結されていない２つの端部を構成していることを意味している。特に、理解できるように、アーム４６Ａ，４６Ｂの２つの自由端部相互間には相互連結ウェブ等が存在せず、これらアームは、Ｕ字形のブリッジを形成する部分４２によって、これらの自由端部から見て遠くに位置するこれらの端部を介してのみ互いに連結されている。
【００２３】
アーム４６Ａ，４６Ｂの自由端部４６′Ａ，４６′Ｂは、それぞれの締結プレート４８Ａ，４８Ｂを支持していることが理解できる。
【００２４】
これら締結プレートは、締結要素、例えばねじ５２のための穴５０（図５及び図６参照）を備えている。
【００２５】
各締結プレートは、外面５４Ａ，５４Ｂ及び内面５６Ａ，５６Ｂを備えている。内面は、締結プレートを末広がりベルの第２の部分１４に締結したときに末広がりベルの内部の方に向く表面である。外面は、当然のことながら、これとは反対側の表面である。図６では、各締結プレートの内面は、これを支持しているアーム４６Ａ又は４６Ｂに対して引っ込められていることが理解できる。これら引っ込み４７Ａ，４７Ｂは、それぞれ、図４で理解できるように、継手を第２の部分に取り付けたときに末広がりベルの第２の部分１４に対する締結継手４０の長手方向位置を設定するのに役立つ当接部を形成する。
【００２６】
さらに、締結プレートの内面５６Ａ，５６Ｂは、凸部を備えておらず、その結果、内面を末広がりベルの第２の部分１４の外面に押し付けることができるようになっている。
【００２７】
これとは対照的に、各締結プレートの外面５４Ａ，５４Ｂでは、締結プレートを支持した対応のアーム４６Ａ，４６Ｂが外方に突き出ている。特に図４及び図５で理解できるように、アームは、締結プレートの外面上にリブを形成している。
【００２８】
アームは、機械的強度が十分な補剛材としての役目を果たす。それにもかかわらず、アームは、締結継手の長手方向Ｌ（この方向は、末広がりベルの軸線に平行である）に垂直な半径方向ｒに測定した厚さを備え、この厚さは、自由端部４６′Ａ，４６′Ｂに向かう方向Ｓに漸減している。かくして、第１の締結ゾーン４２の付近では、アームの厚さＥは、同じアームの自由端部の厚さｅよりも非常に大きく、厚さｅは、事実上ゼロであり、従って、アームの厚さは、アームが支持している締結プレートの厚さに事実上一致するようになっている。
【００２９】
かくして、アームは、これらの自由端部に向かって減少する補剛効果を備えた締結具としての役目を果たす。その結果、締結プレート４８Ａ，４８Ｂは、締結継手の部分４２に対して同時に良好に支持されるが、これら締結プレートは、特に半径方向ｒに僅かに動くことができ、それにより、締結プレートの締結表面は、特に半径方向ｒにおいて末広がりベルの可動部分１４の変形に追随することができる。
【００３０】
締結継手４０は、第１の締結ゾーン４２の中間断面を通る半径方向平面Ｐに関して対称である。この平面は、第１の締結ゾーン４２の中間横方向セグメント及び締結継手の長手方向によって定められる。
【００３１】
また、締結プレート４８Ａ，４８Ｂの各々が対応のアーム４６Ａ又は４６Ｂによって形成されたリブの各側で延び、各締結プレートがそれぞれのねじを受け入れるための穴５０をその半部の両方に、即ち、対応のリブの両側に位置した状態で備えていることが理解できる。かくして、各アームは、末広がりベルの第２の部分１４から分離する恐れなく、第２の部分１４に完全に固定される。
【００３２】
一般に、各アームに関し、このアームに固定された締結プレートがアームによって形成されたリブの各側で延びることが有利である。それどころか、締結プレートがリブの各側で延びる締結要素によって末広がりベルの第２の部分に固定可能であるということが望ましい。図示の例では、リブの一方の側に位置した穴５０の各々は、締結プレートの長手方向に垂直に延びる同一平面内に位置した別の穴に対応している。また、穴を別の状態で、例えば互い違いの形態で配置するという構成を取ることが可能である。
【００３３】
図示の例では、図２及び図３の展開可能な末広がりベルは、３つの駆動機構体、即ち３つの機構体、ウォームスクリュー２０及びナット２４の各々を有し、各組立体は、締結継手と関連している。これら機構体は、一定の角度間隔で分布して配置されており、互いに１２０°の角度をなしている。当然のことながら、他の幾つかの数の機構体、例えば４つの機構体を好ましくは同様に規則的な分布状態をなして設けることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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