(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１縁に下端フレームが設けられ、内側中央部に中間フレームが設けられる環状の表皮を含むロケットにおけるキャリア段間構造において、
前記下端フレームと前記中間フレームとの間に複数の排炎口が配置され、前記排炎口は、少なくとも第１種類の排炎口と、第１種類の排炎口と形状が異なる第２排炎口と、
を含み、
前記第１種類の排炎口は矩形の排炎口であり、前記第２種類の排炎口は三角形の排炎口である、ことを特徴とするキャリア段間構造。
【請求項２】
前記環状の表皮の周方向において、前記矩形の排炎口と前記三角形の排炎口とは互いに離間して設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のキャリア段間構造。
【請求項３】
隣接する２つの前記矩形の排炎口の間における前記三角形の排炎口は、斜辺の重ね合わせる２つの直角三角形の排炎口を含む、ことを特徴とする請求項２に記載のキャリア段間構造。
【請求項４】
前記斜辺の材料は前記表皮の材料と同じであり、かつ前記斜辺は前記表皮と一体構造である、ことを特徴とする請求項３に記載のキャリア段間構造。
【請求項５】
隣接する２つの前記三角形の排炎口の斜辺の傾斜方向が異なる、ことを特徴とする請求項３に記載のキャリア段間構造。
【請求項６】
隣接する２つの前記三角形の排炎口は、それぞれ第１三角形の排炎口と第２三角形の排炎口であり、
前記第１三角形の排炎口は第１矩形の排炎口の一対角線に配置される第１斜辺を有することにより、前記第１斜辺が前記第１矩形の排炎口を２つの直角三角形の排炎口に区画されており、
前記第２三角形の排炎口は第２矩形の排炎口の対角線に配置される第２斜辺を有することにより、前記第２斜辺が前記第２矩形の排炎口を２つの直角三角形の排炎口に区画されている、ことを特徴とする請求項５に記載のキャリア段間構造。
【請求項７】
前記第１斜辺が前記第１矩形の排炎口の第１対角線に配置され、前記第２斜辺が前記第２矩形の排炎口における該第１対角線とは反対側の第２対角線に配置されていることで、前記第１斜辺と前記第２斜辺とは、一端が互いに接近し、他端が互いに離間する、ことを特徴とする請求項６に記載のキャリア段間構造。
【請求項８】
隣接する前記第１種類の排炎口と前記第２種類の排炎口との間には、荷重受け桁が配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載のキャリア段間構造。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のキャリア段間構造を含むことを特徴とするキャリアロケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１７年０６月２８日に出願された、出願番号がＣＮ２０１７２０７６２０８４．１である、出願人が北京藍箭空間テクノロジー社である、発明の名称が「キャリア熱分離段間の耐ねじれ排炎口構造」である中国出願の優先権を主張し、その出願の全ての内容は引用によって本願明細書の記載に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、キャリアに関して、具体的に、キャリア段間構造及びキャリアに関する。
【背景技術】
【０００３】
既存のキャリア段間の分離は、通常に熱分離方式を使用し、エンジン点火の排炎要望を満たすためには、段間で排炎口を開けなければならない。表皮と桁とのかしめの段間について、排炎口は隣接する桁と中間フレームとの間に配置されており、排炎口の形状は、例えば、矩形構造とすることができる。このような矩形構造の排炎口は、せん断抵抗性能が弱く、段間のねじり剛性が大きく低下する可能性がある。中小型キャリアでは、排炎口の面積を確保するために、段間の環状空間の大部分が排炎口で占められるので、段間のねじり剛性は大きく弱くなり、ねじり不安定が発生しやすい。また、大きい面積の排炎口は、キャリアがローリング制御する時の全体的なねじり剛性の大きく低下を引き起こす可能性もあり、それによって制御システムの姿勢制御の難しさを著しく増大させる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、キャリア段間構造及びキャリアを提出する。このキャリア段間構造の排炎口は強いせん断抵抗性能があるので、段間のねじり剛性を大きく向上させる。さらに、このキャリア段間構造は簡単かつ新規であり、その原理は信頼性があり、元のプロセスアセンブリを変更することなく実現することができる。
【０００５】
本発明の一態様は、第１縁に下端フレームが設けられ、内側中央部に中間フレームが設けられる環状の表皮を含むキャリア段間構造において、前記下端フレームと前記中間フレームとの間に複数の排炎口が配置され、前記排炎口は、少なくとも第１種類の排炎口と、第１種類の排炎口と形状が異なる第２排炎口と、を含むキャリア段間構造を提供する。
【０００６】
本発明の一実施形態では、前記第１種類の排炎口は矩形の排炎口であり、前記第２種類の排炎口は三角形の排炎口である。
【０００７】
本発明の一実施形態では、前記環状の表皮の周方向において、前記矩形の排炎口と前記三角形の排炎口とは互いに離間して設けられる。
【０００８】
本発明の一実施形態では、隣接する２つの前記矩形の排炎口の間における前記三角形の排炎口は、斜辺の重ね合わせる２つの直角三角形の排炎口を含む。
【０００９】
本発明の一実施形態では、前記斜辺の材料は前記表皮の材料と同じであり、かつ前記斜辺は前記表皮と一体構造である。
【００１０】
本発明の一実施形態では、隣接する２つの前記三角形の排炎口の斜辺の傾斜方向が異なる。
【００１１】
本発明の一実施形態では、隣接する２つの前記三角形の排炎口は、それぞれ第１三角形の排炎口と第２三角形の排炎口であり、前記第１三角形の排炎口は第１矩形の排炎口の一対角線に配置される第１斜辺を有することにより、前記第１斜辺が前記第１矩形の排炎口を２つの直角三角形の排炎口に区画されており、前記第２三角形の排炎口は第２矩形の排炎口の対角線に配置される第２斜辺を有することにより、前記第２斜辺が前記第２矩形の排炎口を２つの直角三角形の排炎口に区画されている。
【００１２】
本発明の一実施形態では、前記第１斜辺が前記第１矩形の排炎口の第１対角線に配置され、前記第２斜辺が前記第２矩形の排炎口における該第１対角線とは反対側の第２対角線に配置されていることで、前記第１斜辺と前記第２斜辺とは、一端が互いに接近し、他端が互いに離間する。
【００１３】
本発明の一実施形態では、前記斜辺と前記表皮の前記第１縁を含む平面との角度は、３５〜５０°の範囲にある。
【００１４】
本発明の一実施形態では、前記斜辺と前記表皮の前記第１縁を含む平面との角度は、４０〜４５°の範囲にある。
【００１５】
本発明の一実施形態では、隣接する前記第１種類の排炎口と前記第２種類の排炎口との間には、荷重受け桁が配置されている。
【００１６】
本発明の一実施形態では、表皮の厚さ方向における前記荷重受け桁の寸法は、表皮の厚さの１．５〜２倍である。
【００１７】
本発明の一態様では、前記矩形の排炎口の数と前記三角形の排炎口の数との比は、２：１〜１：１である。
【００１８】
本発明の一実施形態では、前記矩形の排炎口の数は１７〜２５であり、前記三角形の排炎口の数は１２〜２５である。
【００１９】
本発明の一実施形態では、前記矩形の排炎口と前記三角形の排炎口の数が等しく、且つ２０〜２３である。
【００２０】
本発明の他態様では、前記のようなキャリア段間構造を含むキャリアを提供する。
【００２１】
本発明の実施形態の効果は以下の通りである。段間に異なる種類の排炎口を配置することにより、既存のキャリア段間の排炎口の排炎の面積を確保するし、矩形の排炎口のせん断抵抗性能を大きく向上させ、段間のねじり剛性を向上させ、特に中小型キャリア段間では排炎の面積とねじり剛性との両立問題を解決される。また、本発明の構造は簡単かつ新規であり、その原理は信頼性があり、元のプロセスアセンブリを変更することなく実現することができ、なお、本発明の実施形態は、キャリアの重量を著しく増加させることはなく、既存の段間の排炎口のねじれ抵抗性能が不十分であるという問題を解決する。
【００２２】
当業者であれば、発明を実施するための形態および図面を読むと、さらなる特徴および利点を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明の実施形態または従来技術の態様をより明確に説明するために、以下では実施形態で使用する図面について簡単に説明するが、もちろん、以下の説明における図面は本発明の一部実施形態に過ぎない、当業者はいかなる創造的な作業もなしに図面に従って他の図面を得ることができる。
【００２４】
【図１】本発明の実施形態によるキャリア段間構造の概略図である。
【図２】本発明の実施形態による排炎口の構造の概略図である。
【図３】本発明の実施形態による排炎口の構造の概略図である。
【図４ａ】本発明の実施形態による排炎口の構造の概略図である。
【図４ｂ】本発明の実施形態による排炎口の構造の概略図である。
【図５】本発明の実施形態による排炎口の構造の概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるキャリア段間構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の態様について図面および特定の実施形態を参照してさらに説明する。「下側」、「下方」、「下にある」、「低い」、「上方」、「上にある」、「高い」などの空間関係用語は、記載を容易にするために使用されており、一要素の他要素に対する位置決めを解釈し、これらの用語が、図面に示されているものとは異なる向きを除いて、要素の異なる向きを包含することを意味する。なお、例えば、「一要素が他要素の上／下にある」とは、２つの要素が直接接触していること、または２つの要素の間に他の要素があることを意味し得る。なお、例えば「第１」、「第２」などの用語も、様々な要素、領域、部分などを説明するために使用されており、限定として解釈されるべきではない。同様の用語は、明細書全文に同様の要素を指す。
【００２６】
上述したように、キャリアはローリング制御を行う際には、ロケット全体がある程度のねじり剛性とねじり抵抗性能を有する必要がある。段間のねじり剛性が低すぎると、ねじり不安定が発生しやすくなるとともに、低すぎるねじり剛性はローリング制御に対して大きな困難をもたらす。
【００２７】
キャリア段間の排炎口は、隣接する桁と枠との間における表皮に配置することができ、例えば、排炎口はすべて矩形とすることができる。中小径のキャリア段間では、排炎口の面積を確保するために、桁の間における表皮が、ほとんど掘られて排炎口が形成される場合がある。大きい排炎口の面積は段間のせん断抵抗性能を大きく弱め、その結果、段間のねじり剛性が大きく低下になる。この問題の本質は、表皮と桁とのかしめ構造について、枠桁構造はせん断抵抗性能が弱く、主に表皮でせん断力を伝達するが、排炎口による表皮の大部分が掘り下げられ、排炎口のせん断抵抗性能が大きく低下になり、段間のねじり剛性が著しく弱くなってしまうことにある。
【００２８】
本発明の一態様は、キャリア段間構造を提供する。図１を参照すると、キャリア段間構造は環状の表皮１を含み、表皮１の第１縁に下端フレーム６が設けられ、表皮１の内側中央部に中間フレーム８が設けられ、下端フレーム６と中間フレーム８との間に複数の排炎口９が設けられ、排炎口９は、少なくとも第１種類の排炎口２と、第１種類の排炎口と形状が異なる第２種類の排炎口３とを含む。本発明の実施形態は、２種類の排炎口を設けることで、キャリアのねじり強度および引張強度を向上させ、キャリアの信頼性を向上させることができる。
【００２９】
一実施形態では、第１種類の排炎口２は矩形の排炎口であり、第２種類の排炎口３は三角形の排炎口である。三角形の排炎口を設けることによって、排炎口の安定性をさらに向上させることができ、キャリアのねじり強度および引張強度を向上させることができる。
【００３０】
一実施形態では、例えば、環状の表皮１の周方向において、矩形の排炎口２と三角形の排炎口３とは互いに離間している。すなわち、２つずつの隣接する矩形の排炎口２の間には三角形の排炎口３があり、同様に、２つずつの隣接する三角形の排炎口３の間には矩形の排炎口がある。つまり、矩形の排炎口２と三角形の排炎口３は、環状の表皮１の周方向に交互に配置されていることで、キャリアが受けるねじり力とせん断力をよりよく分散させ、キャリアの力学の強度を向上させる。
【００３１】
続けて図１を参照すると、一実施形態では、隣接する２つの矩形の排炎口２の間における三角形の排炎口３は、斜辺４、５の重ね合わせる２つの直角三角形の排炎口１０を含む。例えば、該斜辺４、５は、元の矩形の排炎口２の対角線方向に連接棒（傾斜ベルト）を設けることによって得られる。例えば、表皮に排炎口を形成している中、矩形の排炎口の一つの対角線に位置する表皮４、５を残すことにより、対角線に位置する表皮４、５は、元の矩形の排炎口を2つの直角三角形の排炎口に区画している。明らかに、この場合、三角形の排炎口３の斜辺４、５は表皮本体と一体であり、同じ材料で構成されることで、対角線に位置する表皮４、５がキャリヤにせん断抵抗力を与えることができる。また、矩形の排炎口の一つの対角線にしか表皮を残しないので、排炎口の面積が大きく減少することはなく、エンジン着火時の排炎に影響を与えず、よい応用効果を有する。
【００３２】
図２を参照して、この実施形態では、例えば、第１種類の排炎口は矩形の排炎口であり、第２種類の排炎口は複数の傾斜ベルトがある排炎口である。前述のように、これらの傾斜ベルトは、表皮１の成形中に残されて形成してもよい。同様に、これらの傾斜ベルト１１、１２は、表皮本体と一体構造であるとともに表皮と同じ材料で作られてもよい。これにより、キャリア段間のねじれ抵抗力およびせん断抵抗力をさらに向上させ、キャリアの信頼性を向上させる。例えば、図２に示すように、同じ第２種類の排炎口３において、複数の傾斜ベルトは、対角線の同じ側に位置している。例えば、段間がねじれや引張を受けるときに、均一な力を受けることを確保するように、これらの傾斜ベルトは互いに平行にしてもよい。隣接する２つの第２種類の排炎口では、例えば、複数の傾斜ベルトはすべて中間フレーム８から離れた側に位置している。
【００３３】
なお、傾斜ベルトは、表皮に矩形の排炎口を形成した上で、矩形の排炎口の対角線に固設されて形成してもよく、すなわち、傾斜ベルトを矩形の排炎口と同時に成形しなくてもよい。なお、段間のねじり抵抗力およびせん断抵抗力をさらに向上させるように、一つの矩形の排炎口では、傾斜ベルトを対角線の両側に均等に配置してもよい。すなわち、矩形の排炎口の対角線には傾斜ベルトを残すとともに、該矩形の排炎口の傾斜ベルトの両側にも傾斜ベルトを対称的に残している。
【００３４】
前記実施形態では、排炎口の面積を確保するように、また段間のねじれ抵抗力およびせん断抵抗力を著しく向上させるように、例えば、それぞれの第２種類の排炎口では、傾斜ベルトの数は３であってもよい。さらに、それぞれの傾斜ベルトの幅は、１〜２ｃｍとしてもよい。
【００３５】
図３を参照すると、例えば、一つの第２種類の排炎口３では、傾斜ベルトの幅は、元の矩形の対角線に位置する傾斜ベルト１１１から外側に徐々に小さくなることにより、対角線に位置する傾斜ベルト１１１が主なねじれ抵抗力およびせん断抵抗力を提供し、傾斜ベルト１１２、１１３が補充のねじれ抵抗力およびせん断抵抗力を提供している。第２種類の排炎口を中央から一側方に向かって幅が狭くなる構造に設定することによって、段部のねじりせん断抵抗力を向上させた上で、エンジンの点火時の排炎口の面積を確保し、キャリアの機械的性能と着火性能を向上させることができる。
【００３６】
なお、図３では３本の傾斜ベルトが示されているが、本発明の傾斜ベルトの数はこれに限定されない。また、傾斜ベルトは、傾斜ベルト１１１の両側に均等に配置されてもよく、好ましくは、主傾斜ベルト１１１の両側にそれぞれ１つの補助傾斜ベルト１１２が配置される。例えば、２つの補助傾斜ベルト１１２は幅が等しく、かつ主傾斜ベルト１１１の幅より小さくてもよい。
【００３７】
図４ａを参照すると、一実施形態では、隣接する２つの三角形の排炎口の斜辺１１１、１２１の傾き方向は異なっている。図４ａに示すように、三角形の排炎口の斜辺（傾斜ベルトに該当する）は左に傾斜しており、三角形の排炎口の斜辺１２１は右に傾斜している。
【００３８】
図４ｂを参照すると、一実施形態では、隣接する２つの三角形の排炎口は、それぞれ第１三角形の排炎口３１および第２三角形の排炎口３２である。第１三角形の排炎口３１は第１矩形の排炎口の一対角線に配置される第１斜辺１１１を有することにより、第１斜辺１１１が第１矩形の排炎口を2つの直角三角形の排炎口に区画されている。第２三角形の排炎口３２は第２矩形の排炎口の対角線に配置される第２斜辺１２１を有することにより、第２斜辺１２１が第２矩形の排炎口を2つの直角三角形の排炎口に区画されている。本発明の実施形態の構造によれば、表皮成形中に矩形の対角線に位置する表皮を残すことによって、矩形の対角線に位置する表皮が矩形の排炎口を２つの直角三角形の排炎口に区画されており、 段間構造の強度を向上させ、この構造によれば、既存の表皮桁構造の組立プロセスを変更する必要がなく、プロセスが簡単で容易である。
【００３９】
図４ａおよび図４ｂを続けて参照すると、前述のように、この実施形態では、第１斜辺（傾斜ベルト）１１１は、第１矩形の排炎口の第１対角線に配置され、第２斜辺（傾斜ベルト）１２１は、第２矩形の排炎口における該第１対角線とは反対側の第２対角線に配置されることによって、第１斜辺１１１は、第２斜辺１２１の一端（中間枠８に近い方の端部）とは互いに近接しており、他端（中間枠８から遠い方の端部）とは互いに離れている。すなわち、隣接する２つの第２種類の排炎口３のうち、一方の第２種類の排炎口３の傾斜ベルト１１１が左側に傾斜し、他方の第２種類の排炎口３の傾斜ベルト１２１が右側に傾斜しており、逆でもよく、それにより、段間が異なる方向のねじり力を受けると、２つの排炎口３の傾斜ベルト１１１、１２１はそれぞれねじり抵抗力を与え、段間の耐ねじれ効果を改善し、キャリアの信頼性を向上させることができる。
【００４０】
なお、第２種類の排炎口３が複数の傾斜ベルトを有する場合、隣接する２つの第２種類の排炎口のうち、一方は複数の傾斜ベルトが例えば左側に傾斜し、他方は傾斜ベルトが例えば右側に傾斜してもよい。すなわち、隣接する２つの第２種類の排炎口のうち、一方の複数の傾斜ベルトと他方の複数の傾斜ベルトとは、一端が互いに近接し、他端が互いに離間している。本発明の実施形態は、隣接する２つの第２種類の排炎口の傾斜ベルトの傾斜方向を異なるようにすることによって、キャリアに両方向のねじり剛性を提供することができる。
【００４１】
前記実施形態では、せん断抵抗性傾斜ベルトは細いベルトであって、引っ張ることしかできず押圧することができず、排炎口の対角線におけるせん断抵抗性傾斜ベルトは一方向のせん断抵抗剛性しか与えないので、本発明の耐ねじれ排炎口は、隣接する排炎口のせん断抵抗性傾斜ベルトの方向が反対になるように設けられる必要があり、キャリアに段間の両方向のねじり剛性を与えることができる。
【００４２】
図５を参照すると、一実施形態では、斜辺１１と表皮１の第１縁を含む平面Ｓとの角度αは、３５〜５０°の範囲にある。一実施形態では、斜辺１１と表皮１の第１縁を含む平面Ｓとの角度αは、４０〜４５°の範囲にある。本発明の実施形態は、傾斜ベルトと第１縁を含む平面との角度を設定することによって、段間の強度をより向上させ、キャリアの性能を改善することができる。
【００４３】
図６を参照すると、一実施形態では、隣接する第１種類の排炎口２と第２種類の排炎口３との間に、荷重受け桁７が配置されている。例えば、表皮の厚さ方向における荷重受け桁７の寸法は、表皮の厚さの１．５〜２倍であってもよい。さらに、荷重受け桁７は、段間のねじりせん断抵抗力をさらに向上させるように、表皮の内側と外側の両方に配置してもよい。例えば、桁を繊維材料で編んで形成してもよく、例えば、繊維材料をメッシュ状に編でもよいので、段間のねじれ抵抗力およびせん断抵抗力を同時に向上させることができる。第１種類の排炎口と第２種類の排炎口との間に荷重受け桁を設けることによって、段間において火炎放出要望および軸方向耐荷重要望をよりよく満たすことができる。
【００４４】
一実施形態では、矩形の排炎口の数と三角形の排炎口の数との比は、２：１〜１：１である。さらに、矩形の排炎口の数は１７〜２５であり、三角形の排炎口の数は１２〜２５である。さらに、矩形の排炎口と三角形の排炎口とは、数が等しく、且つ２０〜２３である。矩形の排炎口と三角形の排炎口の割合と数を設定することにより、キャリアの排炎性能および強度を向上させることができる。
【００４５】
本発明の前記実施形態は、互いに組み合わせることができ、対応する技術的効果を有する。
【００４６】
本発明のいくつかの実施形態は、排炎口に傾斜ベルトが設けられ、段間のねじり剛性を大きく向上させることができる。既存の排炎口は桁とフレームの分布に適応するように矩形に形成されており、矩形の排炎口の構造はせん断抵抗性能と安定性が弱い一方で、本発明の実施形態では、排炎口にせん断抵抗性傾斜ベルトを追加し、矩形の排炎口を安定した三角形の排炎口になることによって、排炎口のせん断抵抗性能を大きく向上させ、段間のねじり剛性を向上させる。
【００４７】
本発明の一実施形態のキャリア段間構造では、耐ねじれ排炎口のせん断抵抗性傾斜ベルトは、表皮の一部であって、元の矩形の開口の対角線に狭い表皮を残すことに該当する。このようにして、排炎口の面積を確保しながらせん断抵抗性傾斜ベルトの組み立て問題が排除され、プロセス達成性がよく、表皮桁構造の既存の組立プロセスを変更する必要がなく、且つ排炎口のせん断抵抗性能および段間のねじり剛性を著しく向上させることができる。
【００４８】
本発明の他の態様は、前記のようなキャリア段間構造を含むキャリアを提供する。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したにすぎないが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での修正、等価物、改良なども本発明の範囲に含まれるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
0006697151.tif 000008