(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロケットノズルを設けた前段モータと、前段と別体の後段モータを備え、前段モータの頭部鏡板の中央および後段モータの尾部鏡板の中央に内側を開口させた環状の嵌合部を設け、嵌合部同士をいんろう継手の状態に連結すると共に、後段モータの尾部鏡板の外周部に設けた張出し部を前段モータの頭部鏡板側に固定したことを特徴とする多段ロケットモータ。
【請求項２】
嵌合部の内側の開口部を後段モータの内部圧力により開放される隔壁体で閉塞したことを特徴とする請求項１に記載の多段ロケットモータ。
【請求項３】
嵌合部の外周側で且つ前段モータの頭部鏡板と後段モータの尾部鏡板の間に、前段モータに装填した固体推進薬に対する点火手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の多段ロケットモータ。
【請求項４】
点火手段が、前段モータと同軸の環状を成し且つ円周方向に所定間隔で前段モータ内への噴射孔を設けた装填室と、この装填室に装填されたイグナイタ主装薬に対する点火器を備えていることを特徴とする請求項３に記載の多段ロケットモータ。
【請求項５】
装填室および噴射孔が、前段モータに一体成形してあることを特徴とする請求項４に記載の多段ロケットモータ。
【請求項６】
隔壁体が、両モータ側に通じた貫通孔を有する後段モータ側の第１隔壁部材と、後段モータの内部圧力により破壊変形して開放状態となる前段モータ側の第２隔壁部材を備えていることを特徴とする請求項２に記載の多段ロケットモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前段モータと後段モータを備えることによって段階的な作動を可能にした多段ロケットモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の多段ロケットモータとしては、例えば、尾部にロケットノズルを備えたモータケース内に開口を有する隔壁を設け、この隔壁によりモータケース内を頭部側と尾部側の燃焼室に区切ると共に、それぞれの燃焼室に固体推進薬を装填し、隔壁の開口をポートカバーで閉塞したものがある。この多段ロケットモータは、尾部側燃焼室の固体推進薬に点火することにより発進して加速し、後に所定のタイミングで頭部側燃焼室の固体推進薬に点火することにより、頭部側燃焼室の内部圧力でポートカバーを破砕し、頭部側燃焼室の固体推進薬の燃焼によって飛翔を継続する。
【０００３】
このような多段ロケットモータとしては、「ＡＩＡＡ−８６−１５７６，Ｔｈｅ  Ｄｕａｌ−Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ−Ｔｈｒｕｓｔ  Ｐｕｌｓｅ  Ｍｏｔｏｒ」に類似の構造が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したような従来の多段ロケットモータでは、１つのモータケースの内部を隔壁で区切る構造であったため、モータケース内への隔壁の取付けや固体推進薬の装填などの作業に手間がかかるという問題があり、このような問題を解決することが課題であった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、製作の容易化を実現することができる多段ロケットモータを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる多段ロケットモータは、請求項１として、ロケットノズルを設けた前段モータと、前段と別体の後段モータを備え、前段モータの頭部鏡板の中央および後段モータの尾部鏡板の中央に内側を開口させた環状の嵌合部を設け、嵌合部同士をいんろう継手の状態に連結すると共に、後段モータの尾部鏡板の外周部に設けた張出し部を前段モータの頭部鏡板側に固定した構成とし、請求項２として、嵌合部の内側の開口部を後段モータの内部圧力により開放される隔壁体で閉塞した構成とし、請求項３として、嵌合部の外周側で且つ前段モータの頭部鏡板と後段モータの尾部鏡板の間に、前段モータに装填した固体推進薬に対する点火手段を設けた構成とし、請求項４として、点火手段が、前段モータと同軸の環状を成し且つ円周方向に所定間隔で前段モータ内への噴射孔を設けた装填室と、この装填室に装填されたイグナイタ主装薬に対する点火器を備えている構成とし、請求項５として、装填室および噴射孔が、前段モータに一体成形してある構成とし、請求項６として、隔壁体が、両モータ側に通じた貫通孔を有する後段モータ側の第１隔壁部材と、後段モータの内部圧力により破壊変形して開放状態となる前段モータ側の第２隔壁部材を備えている構成としており、上記の構成を課題を解決するための手段としている。
【０００７】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる多段ロケットモータでは、前段モータと後段モータが別体であり、両モータは環状の嵌合部同士をいんろう継手の状態で直接連結すると共に、嵌合部の外周側において後段モータの張出し部を前段モータに固定してあるので、固体推進薬の装填などの作業は連結前の各モータ毎に行えばよく、これにより製作が容易になる。
【０００８】
本発明の請求項２に係わる多段ロケットモータでは、請求項１と同様に、固体推進薬の装填などの作業は連結前の各モータ毎に行えばよく、しかも、後段モータの内部圧力により開放される隔壁体の取付けも連結前のモータに行えばよいので、これにより製作が容易になる。
【０００９】
本発明の請求項３に係わる多段ロケットモータでは、嵌合部の外周側で且つ前段モータの頭部鏡板と後段モータの尾部鏡板の間に、前段モータに装填した固体推進薬に対する点火手段を設けているので、作動後の点火手段を分離する必要がなく、点火手段が前段モータの内部やロケットノズルに機械的影響を及ぼすことがないと共に、点火手段で固体推進薬の頭部側に点火を行うので、固体推進薬に対する着火性が良好なものになる。
【００１０】
本発明の請求項４に係わる多段ロケットモータでは、点火手段において、点火器により装填室内のイグナイタ主装薬に点火すると、イグナイタ主装薬の燃焼により生じた高温のガスを各噴射孔から前段モータ内に噴射し、これにより固体推進薬への点火が行われ、このとき、装填室が前段モータと同軸の環状を成し且つ円周方向に所定間隔で噴射孔が設けてあるので、その円周方向において固体推進薬に対して各噴射孔からガスが均一に噴射されることとなり、着火性が良好なものになる。
【００１１】
本発明の請求項５に係わる多段ロケットモータでは、装填室および噴射孔を前段モータに一体成形したので、構造がより簡略化されることとなり、製作もより一層容易になる。
【００１２】
本発明の請求項６に係わる多段ロケットモータでは、後段モータを作動させると、後段モータの内部圧力が第１隔壁部材の貫通孔を介して第２隔壁部材に加わり、その圧力により第２隔壁部材を破壊変形させてこれを開放状態にし、後段モータからの燃焼ガスを第１隔壁部材の貫通孔から前段モータ側に噴出させることとなり、このとき、第２隔壁部材は離脱することなく破壊変形した状態を維持するので、ロケットノズルに損傷を与える恐れがある破片等が飛散するような事態が防止される。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる多段ロケットモータによれば、前段モータと後段モータが別体であることから、固体推進薬の装填などの作業を連結前の各モータ毎に行うことができ、その後、両モータの嵌合部同士をいんろう継手の状態で直接連結すればよいので、例えば１つのモータケース内に隔壁を設ける場合に比べて、製作にかかる手間を大幅に軽減することができ、製作の容易化を実現することができると共に、嵌合部同士の連結に加えて、嵌合部の外周側において後段モータの張出し部を前段モータに固定するので、両モータを充分な強度で連結することができる。
【００１４】
本発明の請求項２に係わる多段ロケットモータによれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、両モータ間の隔壁体の取付けにあっても連結前のモータに行うことができ、その後、両モータを直接連結すればよいので、製作の容易化を実現することができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係わる多段ロケットモータによれば、請求項２と同様の効果を得ることができるうえに、嵌合部の外周側で且つ前段モータの頭部鏡板と後段モータの尾部鏡板の間に設けた点火手段を採用したことにより、作動後の点火手段を分離する必要がなく、点火手段が前段モータの内部やロケットノズルに機械的影響を及ぼすような事態を防ぐことができると共に、点火手段で固体推進薬の頭部側から点火を行うので、固体推進薬に対する良好な着火性を得ることができる。また、当該多段ロケットモータによれば、点火手段に接続する導爆線等の点火ラインをロケットモータの外側に配設することができ、これらの組立て性などを向上させることができ、さらには、点火手段の分離を行わないので、ロケットノズルの内側に設けるジェットベーン等の推力方向制御装置の採用を実現することができる。
【００１６】
本発明の請求項４に係わる多段ロケットモータによれば、請求項３と同様の効果を得ることができるうえに、前段モータと同軸の環状を成し且つ円周方向に所定間隔で噴射孔を設けたイグナイタ主装薬用の装填室を採用したことから、その円周方向において固体推進薬に対して各噴射孔からガスが均一に噴射することができ、より良好な着火性を得ることができる。
【００１７】
本発明の請求項５に係わる多段ロケットモータによれば、請求項４と同様の効果を得ることができるうえに、装填室および噴射孔を前段モータに一体成形したことから、構造をさらに簡略化することができ、製作の容易化により一層貢献し得る。
【００１８】
本発明の請求項６に係わる多段ロケットモータによれば、請求項２と同様の効果を得ることができうるうえに、貫通孔を有する後段モータ側の第１隔壁部材と、後段モータの内部圧力により破壊変形して開放状態となる前段モータ側の第２隔壁部材を備えた隔壁体の採用により、前段モータの作動時には、後段モータ内を確実に密閉することができ、後段モータの作動時には、第２隔壁部材を破壊変形した状態で維持し、ロケットノズルに損傷を与える恐れがある破片等が飛散するような事態を防止することができ、これにより、ロケットノズルの内側に設ける推力方向制御装置の採用の実現化に貢献し得る。
【００１９】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる多段ロケットモータの一実施例を説明する。
【００２０】
図１に示す多段ロケットモータＲは、尾部にロケットノズル１を設けた前段モータ２と、前段と別体の後段モータ３を同軸状に備えている。図において左側となるロケット頭部側が後段モータ３である。
【００２１】
前段モータ２は、頭部鏡板４を有するモータケース５内に、インシュレータ６を介して内面燃焼型の固体推進薬７が装填してある。後段モータ３は、頭部鏡板８および尾部鏡板９を有するモータケース１０内に、インシュレータ１１を介して内面燃焼型の固体推進薬１２が装填してあり、頭部鏡板８の中央には、固体推進薬１２の内孔に突出する状態でイグナイタ１３が取付けてある。
【００２２】
前段モータ２の頭部鏡板４の中央には、図２（ａ）および（ｂ）にも示すように、内側を開口させ且つ頭部方向に突出した環状の嵌合部４ａが設けてある。これに対して、後段モータ３の尾部鏡板９の中央には、内側を開口させ且つ尾部方向に突出した環状の嵌合部９ａが設けてある。後段モータ３の嵌合部９ａは、前段モータ２の嵌合部４ａの内側に嵌合し得る外径寸法を有している。また、後段モータ３の尾部鏡板９の外周部には、両モータ２，３を連結した際に双方の側面を滑らかな連続状態にするための筒状の張出し部９ｐが設けてある。
【００２３】
そして、両モータ２，３は、後段モータ３の嵌合部９ａの外周にＯリング２５を設けて、前段モータ２の嵌合部４ａの内側に後段モータ３の嵌合部９ａをいんろう継手の状態に嵌合することにより気密的に連結してあり、嵌合部４ａ，９ａの内側の開口部には、後段モータ３の内部圧力により開放される隔壁体１４が設けてある。
【００２４】
隔壁体１４は、両モータ側に通じた貫通孔２１ａを有する後段モータ３側の第１隔壁部材２１と、後段モータ３の内部圧力により破壊変形して開放状態となる前段モータ２側の第２隔壁部材２２を備えている。
【００２５】
第１隔壁部材２１は、図３にも示すように円盤状の部材であり、多数の貫通孔２１ａが機軸を中心にして対称位置に形成してある。第２隔壁部材２２は、例えばアルミニウム製であって、図４（ａ）に示すように、前段モータ２側の面に破壊促進用の溝２２ａが十字状に形成してあり、同じく前段モータ２側の面にゴム板２３が貼り付けてある。これらの第１および第２の隔壁部材２１，２２は、ともに各嵌合部４ａ，９ａの内側に設けた内向フランジ４ｂ，９ｂの間に挟み込んだ状態で固定してある。
【００２６】
このとき、第１隔壁部材２１には、その外周に、後段モータ３の嵌合部９ａの内周面との間で気密性を保持するＯリング２６が設けてあると共に、第２隔壁部材２２側の面の外周部近傍に、同隔壁部材２２との間で気密性を保持するＯリング２７が設けてある。また、隔壁体１４の両側における各内向フランジ４ｂ，９ｂの内側開口部分は、前段モータ２の頭部鏡板４および後段モータ３の尾部鏡板９の各々の内側面に設けたインシュレータ６，１１により閉塞される。
【００２７】
さらに、多段ロケットモータＲは、嵌合部４ａ，９ａの外周側で且つ前段モータ２の頭部鏡板４と後段モータ３の尾部鏡板９および張出し部９ｐとの間に環状の空間１５を形成し、この空間１５内に、前段モータ２に装填した固体推進薬７に対する点火手段１６を設けている。
【００２８】
点火手段１６は、前段モータ２と同軸の環状を成す装填室１７と、装填室１７に装填されたイグナイタ主装薬１８に対する点火器１９を備えている。装填室１７は、前段モータ２の頭部鏡板４に形成した環状の溝部４ｃと、溝部４ｃの開放部分を閉塞するリング状カバー２０とによって形成してあり、このように前段モータ２と一体化することで構造のさらなる簡略化を図っている。この装填室１７には、円周方向に所定間隔で前段モータ２内への噴射孔２３が形成してある。点火器１９は、リング状カバー２０に取付けてあり、作動の信頼性を高めるために複数個用いられる。
【００２９】
上記構成を備えた多段ロケットモータＲは、前段モータ２と後段モータ３が別体であることから、固体推進薬７，１２の装填や隔壁体１４の取付けといった作業を連結前の各モータ２，３に行い、その後、両モータ２，３の嵌合部４ａ，９ａ同士をいんろう継手の状態で直接連結すればよいので、例えば、１つのモータケース内を隔壁で区切る構成のものに比べて、製作にかかる手間が大幅に軽減されることとなる。また、嵌合部４ａ，９ａ同士の連結に加えて、後段モータ３の尾部鏡板９に設けた張出し部９ｐが前段モータ２の頭部鏡板４側に固定されるので、両モータ２，３はより充分な強度で連結される。
【００３０】
ここで、この種の多段ロケットモータにおいて、前段モータ２の固体推進薬７に点火するためのイグナイタを設けるには、この実施例以外に、隔壁体１４に分離可能に設けたり、ロケットノズル１の内側に分離可能に設けたりすることが考えられる。なお、内面燃焼型の固体推進薬に点火するには、その頭部側にイグナイタを配置した方が着火性が良好である。ところが、隔壁体１４にイグナイタを設ける場合、その頭部側には後段モータ３があるため、イグナイタに接続する点火ラインを固体推進薬７の内側に通さねばならず、点火ラインを固体推進薬７に固定するのが困難であると共に、振動などによって点火ラインが固体推進薬７に損傷を与える恐れがある。また、隔壁体１４やロケットノズル１への配置では、当然のことながらロケットノズル１の内側にジェットベーン等の推力方向制御装置を設けることができない。
【００３１】
このような状況に対して、当該多段ロケットモータＲでは、嵌合部４ａ，９ａの外周側で且つ前段モータ２の頭部鏡板４と後段モータ３の尾部鏡板９の間に点火手段１６を設けているので、図２に示すように点火手段１６に接続する導爆線等の点火ライン２４がロケットモータの外側に配設されることとなり、作動後の点火手段１６を分離する必要がないことから、点火手段１６が前段モータ２の内部やロケットノズル１に機械的影響を及ぼすこともなく、固体推進薬７の頭部側から点火を行うので良好な着火性が得られ、さらには、ロケットノズル１の内側に設けるジェットベーン等の推力方向制御装置の採用が可能になっている。
【００３２】
そして、当該多段ロケットモータＲは、点火手段１６において、点火器１９により装填室１７内のイグナイタ主装薬１８に点火すると、イグナイタ主装薬１８の燃焼により生じた高温のガスを各噴射孔２３から前段モータ２内に噴射し、これにより固体推進薬７への点火が行われる。このとき、当該多段ロケットモータＲでは、装填室１７が前段モータ２と同軸の環状を成し且つ円周方向に所定間隔で噴射孔２３が設けてあるので、その円周方向において固体推進薬７に対して各噴射孔２３からガスが均一に噴射され、良好な着火が行われる。
【００３３】
前段モータ２の作動により発進して加速した多段ロケットモータＲは、その後の所定のタイミングにおいて、イグナイタ１３により後段モータ３の固体推進薬１２への点火を行う。
【００３４】
後段モータ３が作動を開始すると、後段モータ３の内部圧力が第１隔壁部材２１の貫通孔２３を介して第２隔壁部材２２に加わる。第２隔壁部材２２は、その圧力により溝２２ａの部分で破断が生じ、図４（ｂ）に示すように破壊変形して開放状態となる。なお、隔壁体１４の両側を閉塞していたインシュレータ６，１１は、後段モータ３の内部圧力により容易に破壊され、第２隔壁部材２２に設けたゴム板２３にあっても、同圧力により容易に破壊除去されると共に、前段モータ２内で焼尽し得る。このようにして隔壁体１４の第２隔壁部材２２を開放させたのち、後段モータ３の固体推進薬１２の燃焼ガスを第１隔壁部材２１の貫通孔２３から前段モータ２内に噴出させ、さらに、燃焼ガスをロケットノズル１から噴出させることにより、多段ロケットモータＲの飛翔を継続する。
【００３５】
このとき、当該多段ロケットモータＲでは、第２隔壁部材２２が離脱することなく破壊変形した状態を維持し、しかも第２隔壁部材２２がアルミニウム製である場合には次第に燃焼することとなるので、ロケットノズル１に損傷を与える恐れがある破片等が飛散するような事態が確実に防止されることとなる。
【００３６】
また、当該多段ロケットモータＲによれば、前段および後段のモータ２，３が別体であるため、各モータ２，３にはそれ自身の内部圧力に対応し得る強度が備わっていればよく、前段および後段のモータを１つのモータケースで構成する場合に比べて強度的に有利であり、大型化に対処することも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる多段ロケットモータの一実施例を説明する断面図である。
【図２】図１に示す多段ロケットモータの前段および後段モータの連結部分を拡大した断面図（ａ）および隔壁体部分の拡大図（ｂ）である。
【図３】隔壁体を構成する第１隔壁部材の正面図である。
【図４】隔壁体を構成する第２隔壁部材の斜視図（ａ）および破壊変形して開放状態になった第２隔壁部材を示す斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
Ｒ      多段ロケットモータ
１      ロケットノズル
２      前段モータ
３      後段モータ
４      前段モータの頭部鏡板
４ａ    頭部鏡板の嵌合部
７      固体推進薬
９      後段モータの尾部鏡板
９ａ    尾部鏡板の嵌合部
１４    隔壁体
１６    点火手段
１７    装填室
１８    イグナイタ主装薬
１９    点火器
２１    第１隔壁部材
２２    第２隔壁部材
２３    噴射孔
【図１】
0003916010.tif 000002
【図２】
0003916010.tif 000003
【図３】
0003916010.tif 000004
【図４】
0003916010.tif 000005