(57)【要約】【課題】構造の簡略化を実現しつつ、減速傘を確実に展開させることができ、慣性飛翔中に分離したペイロードに対して推進部が追突したり、両者が相互に干渉し合ったりするのを確実に阻止し得る飛翔体を提供する。【解決手段】固体推進薬２１の燃焼により推力を生じるロケットモータ２と、ロケットモータ２に分離可能に結合されて、燃焼終了後にロケットモータ２と分離するペイロード部３と、ペイロード部３から分離した段階で展開してロケットモータ２を減速させる減速傘４を備え、ロケットモータ２には減速傘収納空間２５が形成され、この減速傘収納空間２５は、ペイロード部３から分離する前の段階でペイロード部３により閉塞され且つペイロード部３から分離した段階でロケットモータ２の飛翔方向前側で開放される前方開口２５ｆと、減速傘４を前方開口２５ｆから導入される空気Ａにより飛翔方向後側に放出する後方開口２５ｒを有している。【選択図】図１
2013040744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進薬の燃焼により推力を生じる推進部と、
この推進部に分離可能に結合されて、飛翔中における燃焼終了後に該推進部と分離するペイロード部と、
前記推進部に連結されて、前記ペイロード部から分離した段階で展開して該推進部を減速させる減速傘を備えた飛翔体において、
前記推進部には、前記減速傘を収納する減速傘収納空間が形成され、
前記減速傘収納空間は、前記ペイロード部から分離する前の段階で該ペイロード部により閉塞され且つ前記ペイロード部から分離した段階で該推進部の飛翔方向前側で開放される前方開口を有していると共に、該減速傘収納空間に収納した前記減速傘を前記前方開口から導入される空気により飛翔方向後側に放出する後方開口を有している
ことを特徴とする飛翔体。
【請求項２】
前記ペイロード部は、ペイロードと、このペイロードを覆う径方向に分割可能な外筒を具備し、該ペイロード部は、分離手段によりそれ自身前記推進部と分離すると共に、分割手段により前記外筒を径方向に分割して前記ペイロードから離間させる請求項１に記載の飛翔体。
【請求項３】
前記推進部の前記減速傘収納空間における後方開口を塞ぐ閉塞体を備え、この閉塞体は、前記ペイロード部から前記推進部を分離した段階で閉塞体分離手段により該推進部から分離する請求項１又は２に記載の飛翔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペイロードを搭載してロケットモータ等の推進部から得られる推力により飛翔する飛翔体に関わり、特に、推進部の燃焼が終わった後の慣性飛翔中において、ペイロードと推進部とを切り離してペイロードのみに飛翔を継続させるようにした飛翔体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記したような飛翔体としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
この飛翔体は、ペイロードと推進部としてのロケットモータとを分離可能に結合して成り、ペイロード及びロケットモータは、例えば、ガス発生装置等の火工品を用いた分離機構により分離されるようになっている。
【０００３】
ロケットモータには、複数枚の空力安定板が設置されていると共に、ロケットモータの飛翔方向に向けて開口する傘収納部が設けられている。この傘収納部には、減速傘が折り畳み状態で収納されており、この減速傘の索はロケットモータ側に接続されている。ロケットモータの傘収納部に収納された減速傘は、ペイロードに対してワイヤで繋がれており、このワイヤは切断機構により所定の張力で切断されるようになっている。
【０００４】
この飛翔体では、ロケットモータの燃焼終了後の慣性飛翔中にペイロードからこのロケットモータを切り離なした時点において、慣性飛翔を続けようとするペイロードがワイヤを介して減速傘をロケットモータの傘収納部から飛翔方向に向けて引き出し、この引き出した減速傘の展開によりロケットモータを減速させることで、ペイロードにロケットモータが追突したり、両者が相互に干渉したりするのを回避するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2003-185398号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記した従来の飛翔体では、ロケットモータとペイロードとの分離後において、ロケットモータの傘収納部から引き出されて展開した減速傘とペイロードとを結ぶワイヤを切断機構により切断するようにしているが、この切断機構には、減速傘をロケットモータの傘収納部から確実に引き出すこと、及び、減速傘が展開した後にワイヤを迅速に切断することが求められるため、その構造が精密且つ複雑なものになるうえ、ワイヤにかかる張力に基づいて切断動作を行うので、不安定さが伴うことが否めないという問題を有している。
【０００７】
また、従来の飛翔体では、ロケットモータの傘収納部から飛翔方向に向けて引き出した減速傘が展開する時点において、ロケットモータと展開した減速傘との位置関係が前後逆になることから、減速傘が空力安定板に絡み付く虞がないとは言えないという問題があり、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００８】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、構造の簡略化を実現したうえで、減速傘を確実に展開させることができ、その結果、慣性飛翔中に切り離された推進部がペイロードに追突することや、両者が相互に干渉し合うことを確実に阻止することが可能である飛翔体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明は、推進薬の燃焼により推力を生じる推進部と、この推進部に分離可能に結合されて、飛翔中における燃焼終了後に該推進部と分離するペイロード部と、前記推進部に連結されて、前記ペイロード部から分離した段階で展開して該推進部を減速させる減速傘を備えた飛翔体において、前記推進部には、前記減速傘を収納する減速傘収納空間が形成され、前記減速傘収納空間は、前記ペイロード部から分離する前の段階で該ペイロード部により閉塞され且つ前記ペイロード部から分離した段階で該推進部の飛翔方向前側で開放される前方開口を有していると共に、該減速傘収納空間に収納した前記減速傘を前記前方開口から導入される空気により飛翔方向後側に放出する後方開口を有している構成としたことを特徴としており、この構成の飛翔体を前述の従来の課題を解決するための手段としている。
【００１０】
本発明の請求項２に係る飛翔体において、前記ペイロード部は、ペイロードと、このペイロードを覆う径方向に分割可能な外筒を具備し、該ペイロード部は、分離手段によりそれ自身前記推進部と分離すると共に、分割手段により前記外筒を径方向に分割して前記ペイロードから離間させる構成としている。
【００１１】
本発明の請求項３に係る飛翔体において、前記推進部の前記減速傘収納空間における後方開口を塞ぐ閉塞体を備え、この閉塞体は、前記ペイロード部から前記推進部を分離した段階で閉塞体分離手段により該推進部から分離する構成としている。
【００１２】
本発明に係る飛翔体において、推進部としては、固体推進薬を燃料とするロケットモータや、液体推進薬を燃料とするロケットエンジンを採用することができ、とくに限定しない。
【００１３】
また、本発明に係る飛翔体において、ペイロード部から分離した段階で展開して推進部を減速させる減速傘の大きさや数量は、ペイロード部から分離した時点での推進部の飛翔速度や質量等の条件により設定され、これに伴って、減速傘を収納する減速傘収納空間の広さや数も決定されるが、推進部のペイロード部からの分離後における挙動の安定化を図るうえで、推進部が、例えば、ロケットモータである場合には、減速傘及び減速傘収納空間を複数にしてノズルの周囲に等間隔に配置することが望ましい。
【００１４】
さらに、本発明に係る飛翔体において、推進部に対して溶接などにより分離可能に結合されるペイロード部が、ペイロード及びこのペイロードを覆う分割可能な外筒を具備している場合には、ペイロード部から推進部を切り離す分離手段や、外筒の分割手段として、例えば、外筒における推進部との結合部分及び分割部分にそれぞれ配置可能な線状火工品を用いることができ、さらにまた、推進部の減速傘収納空間の後方開口を塞ぐ閉塞体を備えている場合には、この閉塞体の閉塞体分離手段として、例えば、上記外筒の分離手段や分割手段と同じく線状火工品を用いることができる。
【００１５】
本発明に係る飛翔体は、地上又は海上の発射機から発射され、推進部で生じる推力を得て加速しつつ飛翔する。
そして、この飛翔体では、飛翔中における推進部の燃焼終了後に、遠隔指令又はタイマ作動によりペイロード部から推進部が分離すると、それまでペイロード部により閉塞されていた減速傘収納空間の前方開口が開放されて、この開放された前方開口から空気が導入されることになる。
【００１６】
このように、開放された減速傘収納空間の前方開口から空気が導入されると、この空気により減速傘が後方開口から飛翔方向後側に放出され、放出された減速傘が直ちに展開することで推進部が減速されて、分離した推進部がペイロード部に追突したり、両者が相互に干渉したりすることが回避されることとなる。
【００１７】
したがって、本発明に係る飛翔体では、従来必要であった減速傘引き出し用ワイヤや、このワイヤの切断機構を装備しなくてもよいので、減速傘の展開に係る構造の簡略化が図られることとなる。
【００１８】
また、減速傘は、減速傘収納空間の後方開口から飛翔方向後側に放出されて展開するので、例えば、この飛翔体が空力安定板を有している場合において、減速傘はこの空力安定板に絡み付くことなく確実に展開することとなり、その結果、ペイロード部に推進部が追突することや、両者が相互に干渉し合うことを確実に阻止し得ることとなる。
【００１９】
この際、ペイロード部が、ペイロードを径方向に分割可能な外筒で覆って成っている場合において、例えば、ペイロード部から推進部を切り離す分離手段としての線状火工品及び外筒の分割手段としての線状火工品をそれぞれ作動させれば、ペイロード部それ自身が推進部と分離すると共に、外筒が径方向に割れてペイロードから離間することになり、したがって、ガス発生装置等の火工品を用いた分離機構が不要になる分だけ、機体構造の簡略化及び機体コストの低減化が図られることとなる。
【００２０】
さらに、ペイロード部と推進部とを分離するまでの間、推進部の減速傘収納空間における後方開口を閉塞体で塞ぐようにした場合には、減速傘の不用意な放出が阻止されることとなり、信頼性が向上することとなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に係る飛翔体では、上記した構成としているので、構造の簡略化を実現したうえで、減速傘を確実に展開させることができ、その結果、推進部の燃焼が終わった後の慣性飛翔中に分離した推進部がペイロード部に追突することや、両者が相互に干渉し合うことを確実に阻止することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００２２】
また、本発明の請求項２に係る飛翔体では、上記した構成としているので、機体構造の簡略化及び機体コストの低減化を実現でき、本発明の請求項３に係る飛翔体では、上記した構成としているので、推進部をペイロード部から切り離すまでの間に、減速傘が放出されるのを確実に防ぐことができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例による飛翔体の機軸方向に沿う断面説明図（ａ）及び図１（ａ）のＰ方向矢視説明図（ｂ）である。
【図２】図１における飛翔体の慣性飛翔中にペイロード部及び推進部が互いに分離する状況を示す断面説明図である。
【図３】図１における飛翔体の減速傘が放出されて展開する状況を示す部分断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る飛翔体を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明に係る飛翔体の一実施例を示している。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、この飛翔体１は、推力を生じるロケットモータ（推進部）２と、このロケットモータ２に分離可能に結合されて、飛翔中における燃焼終了後にロケットモータ２と分離するペイロード部３と、ロケットモータ２に連結されて、このロケットモータ２がペイロード部３から分離した段階で展開してロケットモータ２を減速させる減速傘４を備えている。
【００２６】
ロケットモータ２は、円筒形状を成しており、固体推進薬２１を充填した燃焼室２２及びこの燃焼室２２内の固体推進薬２１の燃焼により生じた高温高圧の燃焼ガスを噴出させるノズル２３を機軸上に有していると共に、複数枚の空力安定板２４を外周面上に有している。
【００２７】
また、このロケットモータ２は、図１（ｂ）にも示すように、燃焼室２２の周囲に９０°間隔で配置された４つの減速傘収納空間２５を有しており、これらの減速傘収納空間２５のそれぞれに折り畳んだ状態の減速傘４を１つずつ収納している。
【００２８】
これらの減速傘収納空間２５は、いずれもロケットモータ２の飛翔方向前側に位置する前方開口２５ｆと、飛翔方向後側に位置する後方開口２５ｒを有している。前方開口２５ｆは、ペイロード部３から分離する前の段階でこのペイロード部３により閉塞されるようになっており、一方、後方開口２５ｒは、ペイロード部３から分離する前まで閉塞体２６により閉塞されるようになっている。
【００２９】
そして、これらの減速傘収納空間２５の各前方開口２５ｆは、図２に示すように、ペイロード部３から分離した段階においてそれぞれ開放され、各後方開口２５ｒは、これを閉塞する閉塞体２６が閉塞体分離手段としての線状火工品２７の作動によりロケットモータ２から分離することで、前方開口２５ｆと同じくそれぞれ開放されるようになっている。
【００３０】
これらの減速傘収納空間２５にそれぞれ収納されている減速傘４は、前方開口２５ｆから導入される白抜き矢印で示す空気Ａに押されて後方開口２５ｒから飛翔方向後側に放出された後、図３に示すようにして展開して、ロケットモータ２を減速させるようになっている。なお、減速傘４の索４ａは、減速傘収納空間２５の後方開口２５ｒ近傍に連結されている。
【００３１】
この場合、ペイロード部３は、ペイロード３１と、このペイロード３１を覆う外筒３２を具備しており、ペイロード部３は、この外筒３２をロケットモータ２に対して溶接などにより固定することで、ロケットモータ２に結合されている。外筒３２は、互いに径方向に分割される複数の外筒片３３から成っており、これらの外筒片３３におけるロケットモータ２との各結合部分及び各々の分割部分には、分離手段としての線状火工品３４及び分割手段としての線状火工品３５がそれぞれ配置されている。つまり、ペイロード部３は、これらの線状火工品３４，３５をそれぞれ作動させることで、それ自身ロケットモータ２と分離すると共に、外筒３２を複数の外筒片３３に分割してペイロード３１から離間させるようになっている。
【００３２】
上記飛翔体１は、地上又は海上の発射機から発射され、ロケットモータ２における燃焼室２２内の固体推進薬２１の燃焼により発生した高温高圧の燃焼ガスをノズル２３から噴出させることで、加速しつつ目標に向けて飛翔する。
【００３３】
この飛翔体１は、ロケットモータ２における固体推進薬２１の燃焼終了後も高速で慣性飛翔を継続し、発射から所定時間が経過した時点において遠隔指令又はタイマ作動によりペイロード部３の線状火工品３４，３５がそれぞれ作動すると、ペイロード部３それ自身がロケットモータ２と分離すると共に、ペイロード部３の外筒３２が複数の外筒片３３に分かれて径方向に飛散してペイロード３１から離間する。
【００３４】
ロケットモータ２がペイロード部３から切り離されると、それまでペイロード部３により閉塞されていた４つの減速傘収納空間２５の各前方開口２５ｆがいずれも開放され、これと同時に、遠隔指令又はタイマ作動により線状火工品２７が作動して閉塞体２６がロケットモータ２から分離することで、４つの減速傘収納空間２５の各後方開口２５ｒもそれぞれ開放される。
【００３５】
このように、４つの減速傘収納空間２５の各前方開口２５ｆ及び各後方開口２５ｒがそれぞれ開放されると、減速傘収納空間２５の各前方開口２５ｆから空気Ａが導入されるようになり、この導入された空気Ａにより減速傘４が押されて後方開口２５ｒから飛翔方向後側に放出され、放出された４つの減速傘４が直ちに展開することでロケットモータ２が減速されて、ペイロード部３にロケットモータ２が追突したり、両者が相互に干渉したりすることが回避されることとなる。
【００３６】
したがって、上記した実施例に係る飛翔体１では、従来必要としていた減速傘引き出し用ワイヤや、このワイヤの切断機構が不要なものとなり、減速傘４の展開に係る構造の簡略化が図られることとなる。
【００３７】
また、減速傘４は、減速傘収納空間２５の後方開口２５ｒから飛翔方向後側に放出されて展開するので、減速傘４は空力安定板２４に絡み付くことなく確実に展開することとなり、その結果、ペイロード部３にロケットモータ２が追突することや、両者が相互に干渉し合うといったことを確実に阻止し得ることとなる。
【００３８】
さらに、上記した実施例に係る飛翔体１では、ペイロード部３が、ペイロード３１を径方向に分割可能な外筒３２で覆って成っているうえ、この外筒３２をロケットモータ２に溶接などにより固定することでロケットモータ２に結合されているので、分離手段及び分割手段としての各線状火工品３４，３５をそれぞれ作動させれば、ペイロード部３それ自身がロケットモータ２と分離すると共に、外筒が径方向に割れてペイロードから離間することになり、したがって、ガス発生装置等の火工品を用いた分離機構が不要になる分だけ、機体構造の簡略化及び機体コストの低減化が図られることとなる。
【００３９】
さらにまた、上記した実施例に係る飛翔体１では、ペイロード部３からロケットモータ２を分離するまでの間、ロケットモータ２の減速傘収納空間２５における後方開口２５ｒを閉塞体２６で塞ぐようにしているので、減速傘４の不用意な放出が阻止されることとなり、信頼性が向上することとなる。
【００４０】
本発明に係る飛翔体の構成は、上記した実施例に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、推進部として液体推進薬を燃料とするロケットエンジンを採用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  飛翔体
２  ロケットモータ（推進部）
３  ペイロード部
４  減速傘
２１  固体推進薬
２５  減速傘収納空間
２５ｆ  減速傘収納空間の前方開口
２５ｒ  減速傘収納空間の後方開口
２６  閉塞体
２７  線状火工品（閉塞体分離手段）
３１  ペイロード
３２  外筒
３４  線状火工品（分離手段）
３５  線状火工品（分割手段）
Ａ  空気
【図１】
2013040744.tif 000003
【図２】
2013040744.tif 000004
【図３】
2013040744.tif 000005