(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバージェント壁部分（１）と、スロート部分（２）と、ダイバージェント壁部分（３）とを備える、スラストノズル、特にロケットエンジンのためのスラストノズルであって、
前記ダイバージェント壁部分（３）は前記スロート部分（２）に隣接した第１の区域（３０）を有し、かつ、
前記第１の区域（３０）の壁輪郭（３１）が切頭理想ノズルに相当し、かつ、
前記ダイバージェント壁部分（３）は、前記スロート部分（２）から外方を向く第２の区域（３２）を有し、
前記第２の区域（３２）は前記第１の区域（３０）から逸脱する壁輪郭（３３）を有し、
前記第１の区域（３０）の前記壁輪郭（３１）から前記第２の区域（３２）の前記壁輪郭（３３）への遷移が連続しており、かつ、
前記第１の区域（３０）の前記壁輪郭（３１）の終点における前記壁に対する接線角に一致する輪郭角（α）が、前記第２の区域（３２）の前記壁輪郭（３３）の最初の点における前記輪郭角（α）に一致する、スラストノズル。
【請求項２】
前記スラストノズル（Ｓ）の縦断面で見た前記ダイバージェント壁部分（３）の輪郭角（α）が、前記第１の区域（３０）から前記第２の区域（３２）への遷移部分上を連続的に延びる、
ことを特徴とする請求項１に記載のスラストノズル。
【請求項３】
前記ダイバージェント壁部分（３）の前記第２の区域（３２）は放物面形である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスラストノズル。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のスラストノズルを有するロケットエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の前文に記載のスラストノズルに関し、特には、ロケットエンジンのためのスラストノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロケットエンジンのスラストノズルは、コンバージェント・ダイバージェント膨張ノズル（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ−ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｎｏｚｚｌｅ）として形成されている。このノズルは、周囲圧力がノズル出口平面内の平均圧力と同じ大きさである時に、最適のスラストを生じさせる。
ノズル壁に接近しているあらゆる場所に流れが付着させられ、かつ、均一な速度分布の場合にノズル出口において方向変化を全く被ることがない。
ノズル出口の圧力が周囲圧力よりも高い場合には、ガス出口速度が、周囲圧力に適合させられたノズル流の場合よりも低い。
一方、ノズル出口圧力が周囲圧力よりも低い場合には、ガス出口速度は、調整されたノズル流の場合よりも高いが、発生する排気ガスジェットの収縮が、剥離（ｆｌｏｗ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）を結果的に生じさせる可能性が有る。この場合には、剥離は初期においては生じない。ノズル端部における圧力が周囲圧力の４０％未満に低下する時にだけ、剥離が生じる。
しかし、この圧力が周囲圧力よりも低く低下すると、スラストはもはや最適な状態ではない。
【０００３】
しかし、ロケットエンジン上で所望のスラスト方向に作用しない横力が生じ、機械的な損傷を生じさせる可能性があるので、スラストノズルの壁からの剥離が防止されなければならない。
【０００４】
スラストノズルの壁輪郭（ｗａｌｌ  ｃｏｎｔｏｕｒ）が、スラストノズルの内側において、特にスラストノズルのダイバージェント部分内において、流れの進行（ｆｌｏｗ  ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ）に大きな影響を及ぼす。
【０００５】
従来の技術
基本的には、スラストノズルのための２つの異なる輪郭形成方法（ｃｏｎｔｏｕｒｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）、即ち、スラスト最適化放物線（ｔｈｒｕｓｔ−ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  ｐａｒａｂｏｌａ）（ＴＯＰ）と、いわゆる切頭理想ノズル（Ｔｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｉｄｅａｌ  Ｃｏｎｔｏｕｒ、ＴＩＣ）が、現在まで存在している。
【０００６】
剥離と横力は、原理的に、ノズルのタイプには無関係に、ノズルの起動時に発生する。この場合に、横力は、特に、輪郭形成のタイプ（ＴＩＣ又はＴＯＰ）に応じて、異なる大きさである可能性が有る。一般的に、目標は、定常動作中に剥離が防止されるようにノズルを設計することである。
【０００７】
放物線状ＴＯＰノズルは、一般的に、高いノズル出口圧力を実現し、及び、必要に応じて、ノズル出口圧力が出口角（ｏｕｔｌｅｔ  ａｎｇｌｅ）を減少させることによってさらに増大させられることが可能であり、このことは、剥離を防止するための基本的な設計基準である。しかし、これと同時に、ＴＯＰノズルは内部衝撃を生じさせ、この内部衝撃は剥離を生じさせ、その後に、壁に対する流れの再付着を生じさせる可能性がある。これによって特に高い横力が生じさせられ、このことは、ロケットエンジンの動作にとって有害である可能性がある。
【０００８】
一方、切頭理想ノズル（ＴＩＣノズル）は衝撃が無く、及び、その後での壁への再付着を伴って発生する特に大きい横力によって引き起こされる、望ましくない剥離を防止する。したがって、ＴＩＣノズルの起動時には、適度な横力が生じるだけである。しかし、スラストノズルのダイバージェント部分が同一の長さであり且つ終点が同一の半径である場合に、ＴＩＣノズルにおいて、ＴＯＰノズルの場合よりも著しく低いノズル圧力が結果的に生じ、このことが、ＴＩＣノズルを用いた定常動作中に剥離が生じる可能性をもたらす。
【０００９】
地上で打ち上げられるロケットエンジンのノズル輪郭を設計する時には、したがって、第１ロケット段のロケットエンジンのためのノズル輪郭を設計する時には、始動中の不可避的な横力が可能な限り小さく保たれなければならず、このことは、内部衝撃を抑制することによって実現されることが可能であり、したがって、再付着を伴う剥離が防止される。
【００１０】
最大燃焼室圧力に達することを意味する定常動作状態における剥離が防止されなければならず、かつ、これに加えて、最大可能比真空衝撃（ｔｈｅ  ｈｉｇｈｅｓｔ  ｐｏｓｓｉｂｌｅ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｖａｃｕｕｍ  ｉｍｐｕｌｓｅ）の実現が、定常動作状態において目標とされなければならない。ＴＯＰノズルとＴＩＣノズルの両方である現在において存在しているノズルは、これらの設計基準を同時に満たすことが不可能である。
【００１１】
放物線状ＴＯＰノズルの壁輪郭は、縦断面において、２次放射線、又は、より高次の放射線状の形状を有するが、理想ノズル（ＴＩＣノズル）の輪郭は、単純な数学関数によっては記述が不可能である。
理想ＴＩＣノズルのための設計仕様は、Ｆｒｅｙ、Ｍａｎｕｅｌ、「Ｂｅｈａｎｄｌｕｎｇ  ｖｏｎ  Ｓｔｒｏｅｍｕｎｇｓｐｒｏｂｌｅｍｅｎ  ｉｎ  Ｒａｋｅｔｅｎｄｕｅｓｅｎ  ｂｅｉ  Ｕｅｂｅｒｅｘｐａｎｓｉｏｎ（過剰膨張の発生時におけるロケットノズルの流れ問題に対する対策）」、学位論文、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ、２００１、２２−２７ページにおいて、以前に公表されている。
この論文において示されている理想ノズル（ＴＩＣノズル）のための設計仕様では、理想ノズルは特性曲線法を使用して設計される。
【００１２】
図２は、理想的な回転対称ノズル１００のこうした設計を示し、流れが、このノズル１００の中を通り、さらに、コンバージェントノズル部分からスロート部分を通ってダイバージェントノズル部分に矢印Ｐの方向に通過する。ノズル１００の最も狭い箇所、即ち、ノズルスロート１０２における壁１０３の輪郭に関しては、予め決められた半径を有する円弧１０４がデフォルト値として仮定されている。
しかし、この予め決められた半径は値０を有することも可能であり、この場合に、コンバージェント部分の壁は、スロートを形成する不連続点を生じさせながら、ダイバージェント部分の壁の中に直接的に延びる。
【００１３】
膨張波が、図２に示されている具体例のノズルスロート１０２から、ノズル縦軸線１０１に向かって進み、このノズル縦軸線１０１において反射される。ダイバージェントノズル部分内に位置している円弧１０４の終点（ｌａｓｔ  ｐｏｉｎｔ）１０５から延びる、いわゆる特性最終膨張波伝播ライン（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｌａｓｔ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｗａｖｅ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｌｉｎｅ）１０６の上流の区域Ｋが、「カーネル（ｋｅｒｎｅｌ）」と呼称されている。膨張波はこのカーネル区域内で生じる。図２では、このカーネル区域は、最も狭いスロート直径における横断面平面Ｅ1と最終膨張波伝播ライン１０６との間の区域である。
【００１４】
円弧１０４の終点１０５の下流の壁１０３の部分１０８は、ノズル縦軸線１０１に向かって、ノズル縦軸線によって反射され且つ壁１０３に到達する膨張波が部分１０８内の圧縮壁輪郭によって直ちにキャンセルされるように湾曲している。したがって、ノズル縦軸線１０１によって反射される最終膨張波の最終膨張波反射−伝播ライン１０７の下流では、平行な流れが優勢であり、及び、その流れは設計状態に対応する。この理由から、この最終膨張波反射−伝播ライン１０７は、「設計特性（ｄｅｓｉｇｎ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）」とも呼称されている。この最終膨張波反射−伝播ライン１０７が壁１０３に遭遇する壁終点１０９では、出口平面Ｅ2がノズルの横断面内に位置する。
【００１５】
円弧１０４の終点１０５における発散角（ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ  ａｎｇｌｅ）（円弧１０４上の接線角）の選択によって、全体的なノズル輪郭が既に決定されている。
燃焼室内の予め決定された状態において、この終点１０５によって決定されるカーネル流（ｋｅｒｎｅｌ  ｆｌｏｗ）を平行流の形に偏向させることが可能な１つの輪郭、即ち、理想輪郭が、正確に存在する。
選択された壁輪郭の湾曲が、関連した理想輪郭の湾曲よりも小さい場合には、膨張波が壁１０３によって流れ場（ｆｌｏｗ  ｆｉｅｌｄ）の中に反射される。しかし、
この壁輪郭が、より大きく湾曲している場合には、圧縮波（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｗａｖｅ）が壁１０３から流れ場の中に進む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の目的は、上述した設計基準が満たされるように、即ち、定常剥離（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  ｆｌｏｗ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）の危険性とこれに関連した横力の発生とを最小化すると同時に、起動時の回避不可能な横力を最小化する（再付着を伴う剥離の抑制）ように、かつ、最大比真空衝撃（ｍａｘｉｍｕｍ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｖａｃｕｕｍ  ｉｍｐｕｌｓｅ）と、したがって最大のスラストとが、特に定常動作中においてさえ、実現されることが可能であるように、汎用のスラストノズルを構成することである。
【００１７】
この目的は、請求項第１項の特徴を有するスラストノズルによって実現される。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
特にロケットエンジンのスラストノズルとして実現されることが可能である本発明によるスラストノズルは、コンバージェント壁部分と、スロート部分と、ダイバージェント壁部分とを備えており、かつ、ダイバージェント壁部分はスロート部分に隣接した第１の区域を有し、かつ、この第１の区域の壁輪郭が切頭理想ノズルの壁輪郭に相当し、かつ、ダイバージェント壁部分は、スロート部分から外方に向く第２の区域を有し、この第２の区域は第１の区域から逸脱する壁輪郭を有する。したがって、この第２の区域の壁輪郭は理想ＴＩＣノズルの壁輪郭ではなくて、理想ＴＩＣノズルの壁輪郭から逸脱する壁輪郭である。
【００１９】
利点
スラストノズルのスロートに隣接しており且つ切頭理想ノズルの壁輪郭に一致するダイバージェント壁部分の第１の区域と、逸脱する壁輪郭を有する下流の連結部分との、本発明による組合せが、一方では、ノズル横断面の拡大において重要な第１の区域内において、特に大きい横力を原因とする衝撃の発生としたがって再付着を伴う有害な剥離とが、そこにおいてＴＩＣノズル輪郭によって抑制されることと、この第１の区域の下流では、第２の区域内においてノズル横断面の比較的小さい拡大だけが生じる場合に、出口圧力が定常動作における剥離を防止するのに十分なだけ高いようにノズル輪郭が設計されることが可能であることとを確実なものにする。
【００２０】
本発明によるスラストノズルの他の好ましく且つ有利である構成特徴が、従属特許請求項である第２項から第４項の主題である。
【００２１】
スラストノズルの縦断面で見たダイバージェント壁部分の輪郭角（ｃｏｎｔｏｕｒ  ａｎｇｌｅ）が、好ましくは、第１の区域から第２の区域への遷移部分上を連続的に延びる。この輪郭角は、スラストノズルの壁に対する接線角によって画定される。
したがって、長さに沿った、即ち、ノズルの縦軸線に沿った、スラストノズルの壁輪郭を記述する曲線の第１の導関数（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）は、長さに沿った、即ち、そのノズルの縦軸線に沿った、輪郭角又は接線角の展開（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）を記述する。
スラストノズルの長さに沿ったスラストノズルの壁輪郭を記述する曲線の曲率は、上記曲線の第２の導関数によって記述される。スラストノズルの壁輪郭を記述する曲線の第１の導関数は、好ましくは、第１の区域と第２の区域との間の遷移点において連続している。
しかし、スラストノズルの壁輪郭を記述する曲線の第２の導関数はキンク（ｋｉｎｋ）を含んでもよい。ダイバージェント壁部分の２つの区域の間の安定した遷移が、内部圧力衝撃の発生とこれに関連した剥離との危険性を減少させる。
【００２２】
ダイバージェント壁部分の第２の区域が放物面形であるスラストノズルの一変型例が特に好ましい。この放物面形の構成は、スラスト最適化放物線（ｔｈｒｕｓｔ−ｏｐｔｉｍｉｓｅｄ  ｐａｒａｂｏｌａ）の輪郭に一致する。
したがって、このようなスラストノズルは、スロートに近接した第１の区域内において、ＴＩＣノズルの属性を、下流の第２の区域内のＴＯＰノズルの属性と組み合わせる。
【００２３】
既に上述したように、スラストノズルの好ましい実施態様では、第１の区域の壁輪郭から第２の区域の壁輪郭への遷移が連続しており、即ち、スラストノズルの壁輪郭を記述する曲線の一次導関数の展開が連続している。
したがって、第１の区域の壁輪郭の終点における、壁に対する接線角に一致する輪郭角αは、第２の区域の壁輪郭の最初の点における輪郭角αに一致してもよい。
第１の区域と第２の区域との間の遷移部分が連続しているものとして選択することと、第１の区域の終点と第２の区域の最初の点とにおいて同一の輪郭角を有することとによって、切頭理想ノズル（ＴＩＣ）とスラスト最適化ノズル（ＴＯＰ）とが有利な形で組み合わされることが可能である。
両方のノズル輪郭の組合せがスラストノズルの機能を向上させる。
【００２４】
本発明によるスラストノズルの好ましい使用がロケットエンジンにおいて実現され、したがって、本発明は、さらに、本発明によるスラストノズルを有するロケットエンジンも含む。
【００２５】
付加的な構成上の詳細と他の利点とを有する本発明の好ましい実際的な具体例が、添付図面を参照しながら、以下においてより詳細に記述され説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるスラストノズル
【図１Ａ】図１からの部分Ａ
【図２】既知の理想ノズル
【図３】ＴＯＰスラストノズルと比較した、本発明による第１の例示的なスラストノズルの輪郭
【図４】ＴＯＰスラストノズルと比較した、本発明による第２の例示的なスラストノズルの輪郭
【図５】ＴＯＰスラストノズルと比較した、図３と図４に示されている本発明による２つの例示的なスラストノズルの輪郭
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明によるスラストノズルＳが、図１に縦断面図の形で示されており、この場合に、ノズル壁は輪郭線としてだけ描かれており、かつ、ノズル壁の設計構成（材料構造、冷却ダクト等）に関する結論を可能にしない。ノズル壁の構造、特にロケットスラストノズルの構造は十分に知られており、本発明の対象ではない。
【００２８】
このノズルは、コンバージェント壁部分１と、スロート部分２と、ダイバージェント壁部分３とを有する。ノズルの最も狭い横断面が、スロート部分２の最も狭い直径における横断面平面Ｅ1内のスロート部分２内に位置している。
このノズルの中を通る流れの通過が、コンバージェント壁部分１を有するノズル部分から、ノズルスロートの中を通って、ダイバージェント壁部分３を有するノズル部分に至る流れ矢印Ｐの方向にある。ロケットエンジン内のコンバージェント壁部分１を有するノズル部分の前方に位置している燃焼室が図１には示されていないが、当業者には十分に知られている。
【００２９】
図２において従来技術に関連してすでに説明したように、スロート部分２内の壁輪郭２０は円弧の形に形成されている。
ダイバージェント壁部分３の第１の区域３０が、下流方向に、したがってダイバージェント壁部分３に向かって、スロート部分２の壁輪郭２０のこの円弧に対して連結されており、かつ、図２に関連して既に説明したように、その第１の区域３０の壁輪郭３１は、切頭理想ノズル（ＴＩＣノズル）として形成されている。
スロート部分２の円弧形の壁輪郭２０から、切頭ＴＩＣノズルとして形成されている第１の区域３０の壁輪郭３１への遷移が、第１の遷移点３４によって画定され、かつ、この第１の遷移点３４を通って第１の遷移横断面平面Ｅ3が延びる。
【００３０】
スロート部分２の円弧形壁輪郭２０から第１の区域３０の壁輪郭３１への遷移が連続的に実現される。
このことは、スロート部分２の円弧形壁輪郭２０の終点における（図１に示されている縦断面平面内の）接線角が、第１の区域３０の壁輪郭３１の最初の点における接線角に一致するということを意味する。
【００３１】
切頭理想ノズルの輪郭を有する第１の区域３０は、ノズル縦軸線１０１の方向に延びるが、図２に示されており且つ図２に関連して説明されているようにＴＩＣノズルの全長にわたっては延びておらず、スロートに近接した理想ノズルの長さの一部分だけを延びる。第１の区域３０の軸方向長さＬ1は設計仕様によって決定され、この設計仕様については後述する。
【００３２】
ダイバージェント壁部分３の第２の区域３２が、スロート部分２から外方を向く第１の区域３０の端部において、ダイバージェント壁部分３の第１の区域３０に隣接しており、及び、この第２の区域３２は、第１の区域３０から逸脱する壁輪郭３３、したがって、理想ＴＩＣノズルからも逸脱する壁輪郭３３を有する。
第１の区域３０の壁輪郭３１とダイバージェント壁部分３の第２の区域３２との間の遷移が、第２の遷移点３５において実現され、この第２の遷移点３５を通って第２の遷移横断面平面Ｅ4が延びる。
【００３３】
第１の区域３０の壁輪郭３１から第２の区域３２の壁輪郭３３への遷移は連続している。
このことは、図１Ａにおける拡大図に見てとれるように、第１の区域の壁輪郭３１の終点における壁に対する（図１に示されている縦断面平面内の）接線角である輪郭角αが、第２の区域３２の壁輪郭３３の最初の点における輪郭角αに一致するということを意味する。
【００３４】
図１の例では、第２の区域３２の壁輪郭３３が、２次放物線として形成されている。
ダイバージェント壁部分３の放物線状の形状に構成されている第２の区域３２は、出口平面Ｅ2まで長さＬ2全体に沿ってノズル縦軸線１０１の方向に延びる。
この出口平面Ｅ2の位置は、平面Ｅ1から平面Ｅ2まで測定される、ノズルの予め決められた全長Ｌによって決定される。
【００３５】
本発明によるこうした組合せＴＩＣＴＯＰスラストノズルの設計と、特に、第２の遷移横断面平面Ｅ4との第２の遷移点３５の決定とを、以下で説明する。
【００３６】
スラストノズルの設計プロセスでは、一般的に、ノズルスロート横断面と、ノズル長さと、ノズル出口直径とが事前設定される。したがって、本発明によるノズルの始点と終点がこうして固定される。
したがって、次の３つのパラメータが、設計プロセスにおいて自由パラメータのままである。
１．第１の自由パラメータは、理想ノズルの設計マッハ数（ｄｅｓｉｇｎ  Ｍａｃｈ  ｎｕｍｂｅｒ）である。設計マッハ数が大きければ大きいほど、切頭理想ノズルとして形成される第１の区域３０が（同じ軸方向長さＬ1において）より大きくダイバージェントであり、即ち、スロート部分２の円弧形壁輪郭２０と第１の区域３０の壁輪郭３１との間の第１の遷移点３４における発散角（ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ  ａｎｇｌｅ）がより大きい。この理由から、第１の区域３０の壁輪郭３１と、ダイバージェント壁部分３の放物線状の第２の区域３２の壁輪郭３３との間の第２の遷移点３５において、輪郭角αもより大きい。
２．第２の自由パラメータは、第１の区域３０内のスラストノズルＳの軸方向長さＬ1であり、したがって、使用される切頭理想ノズルの軸方向長さＬ1であり、及び、したがって、第２の遷移点３５の軸方向位置である。
３．第３の自由パラメータは、スラストノズルの開放出口端部における、したがって出口平面Ｅ2の区域内の、第２の区域３２の放物線状の壁輪郭３３の発散角βである。ノズル端部圧力がこの値によって変化させられることが可能である。一定不変のノズル長さＬにおいて発散角βが小さければ小さいほど、ノズル端部圧力が高い。
【００３７】
ダイバージェント壁部分３の放物線状の第２の区域３２の始点（第２の遷移点３５）と開始角（ｓｔａｒｔｉｎｇ  ａｎｇｌｅ）（輪郭角α）は、この場合に、切頭理想ノズルの終点と終端角（ｅｎｄ  ａｎｇｌｅ）とによって、即ち、第１の区域３０の終点と終末角とによって決定される。この点は、第２の遷移点３５である。
原理的に、第２の遷移点３５において外方への小さな角変化を可能することも可能だろう。このことが、その設計のための別の自由度を付加する。
しかし、第２の遷移点３５においてノズルがさらに大きく開かれれば開かれるほど、したがって、この点における輪郭角αの変化が大きければ大きいほど、説明されている輪郭形成方法の利点を無効化する、放物線状の第２の区域３２の更なる進行において衝撃が生じさせられる危険性が大きい。
【００３８】
放物線状の第２の区域３２の終点は、通常は、予め決められたノズル長さＬと、出口平面Ｅ2における予め決められたノズルの開放横断面（ｏｐｅｎｉｎｇ  ｃｒｏｓｓ  ｓｅｃｔｉｏｎ）とに基づいて、設計プロセスにおいて予め決定される。
【００３９】
第２の遷移点３５の上流では、切頭理想ノズルの壁輪郭が、第１の遷移点３４まで必ず選択されなければならないが、これは、このことだけが無衝撃の動作を確実なものにするからである。
第２の遷移点３５の下流では、３つの固定された設計パラメータ、即ち、壁輪郭の開始点と開始角と終点とを含み、且つ、第３の自由パラメータ（発散角β）が変化させられることが可能である、壁輪郭が選択されなければならない。
これは、必ずしも二次（ｓｅｃｏｎｄ  ｄｅｇｒｅｅ）の斜行放物線（ｏｂｌｉｑｕｅ  ｐａｒａｂｏｌａ）でなければならないわけではなく、これは明らかな選択肢である。代替案としては、第２の区域３２の壁は、さらに、横断面で見た場合には、より高次の曲線によって記述されることも可能である。
【００４０】
したがって、図１に示されている本発明によるスラストノズルは、理想ノズル（ＴＩＣノズル）の利点を、放物線状壁輪郭を有するＴＯＰノズルの利点と組み合わせ、したがって、ＴＩＣＴＯＰノズルとして記述されることが可能である。
【００４１】
図３と図４は、同一の出口点（ｅｘｉｔ  ｐｏｉｎｔ）を有するＴＯＰスラストノズルに比較した、本発明による組合せＴＩＣＴＯＰスラストノズルの２つの事例の輪郭を図示している。
点線が、それぞれのスラストノズルの長さ座標ｘの関数としての輪郭（３１、３３）ｙに相当し、一方、実線が、上記曲線の一次導関数ｄｙ／ｄｘに相当する。
この一次導関数が、ＴＩＣから放物線状ノズル部分への遷移点におけるキンク（ｋｉｎｋ）を示すので、ＴＩＣと放物線状ノズル部分との間の遷移がこの一次導関数において識別されることが可能である。この遷移部分は円１１０によって囲まれている。
【００４２】
図５は、図３と図４のＴＩＣＴＯＰスラストノズルの２つの例に比較した、ＴＯＰスラストノズルの輪郭を図示する。
図３から図５において明らかになるように、ＴＩＣＴＯＰスラストノズルは、ＴＯＰスラストノズルの輪郭線のかなり下方に位置する第１及び第２の区域（３０、３２）の間の遷移区域内において輪郭（３１、３３）線を備えており、一方、遷移点の上流及び下流では、ＴＩＣＴＯＰスラストノズルの輪郭線（３１、３３）が、ＴＯＰスラストノズルの輪郭線に向かって収束する。
【００４３】
特許請求項における照合符号と、説明と、図面は、本発明のより適切な理解をもたらすという目的だけを果たすにすぎず、本発明の保護範囲を限定することは意図されていない。
【符号の説明】
【００４４】
１  コンバージェント壁部分
２  スロート部分
３  ダイバージェント壁部分
２０  スロート部分の壁輪郭
３０  第１の区域
３１  第１の区域の壁輪郭
３２  第２の区域
３３  第２の区域の壁輪郭
３４  第１の遷移点
３５  第２の遷移点
１００  回転対称ノズル
１０１  ノズル縦軸線
１０２  ノズルスロート
１０３  壁
１０４  円弧
１０５  点
１０６  膨張波伝播ライン
１０７  膨張波反射伝播ライン
１０８  壁輪郭の部分
１０９  壁の終点
１１０  円表示  ＴＩＣからＴＯＰへの遷移
α  輪郭角
β  発散角
Ｅ1  最も狭いスロート直径における横断面平面
Ｅ2  出口平面
Ｅ3  遷移横断面平面
Ｅ4  第２の遷移横断面平面
Ｋ  「カーネル」部分
Ｌ  ノズルの全長
Ｌ1  第１の区域の軸方向長さ
Ｌ2  第２の区域の軸方向長さ
Ｐ  流れ矢印
Ｓ  スラストノズル
【図１】
0006342965.tif 000002
【図１Ａ】
0006342965.tif 000003
【図２】
0006342965.tif 000004
【図３】
0006342965.tif 000005
【図４】
0006342965.tif 000006
【図５】
0006342965.tif 000007