(57)【要約】  本発明は、推進ノズルの分野、特に、熱的に異なる材料から作られた推進ノズルの第１セグメント１０３ａと第２セグメント１０３ｂを共に連結するための装置１０５に関する。この装置１０５は、ピン１０６と偏心ブッシュ１０７とを有する。ピン１０６は、第１セグメント１０３ａの半径方向オリフィス１０８に収納されるべき第１軸対称表面１０６ａと、第１軸対称表面１０６ａに対して偏心した第２軸対称表面１０６ｂを備える。偏心ブッシュ１０７は、ピン１０６の第２軸対称表面１０６ｂに相補する内側軸対称表面１０７ａと、内側軸対称表面１０７ａに対して偏心しかつ推進ノズル３の第２セグメント１０３ｂの半径方向オリフィス１１０に収納されるべき外側軸対称表面１０７ｂを供する偏心ブッシュを有する。本発明は、推進ノズルの２つのセグメントを連結する装置を用いる方法と、組み立てられた推進ノズルと、該ノズルを有するロケットエンジンに関する。【選択図】図２Ｂ
2016524084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱的に異なる材料から作られた推進ノズル（３）の第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）と第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）を共に連結するための装置（１０５，２０５，３０５）であって、前記装置（１０５，２０５，３０５）は、少なくとも、
前記第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）の半径方向オリフィス（１０８，２０８，３０８）に収納されるべき第１軸対称表面（１０６ａ，３０６ａ）と、前記第１軸対称表面（１０６ａ，３０６ａ）に対して偏心した第２軸対称表面（１０６ｂ，３０６ｂ）とを備えたピン（１０６，２０６，３０６）と、
前記ピン（１０６，２０６，３０６）の前記第２軸対称表面（１０６ｂ，３０６ｂ）に相補する内側軸対称表面（１０７ａ）と、前記内側軸対称表面（１０７ａ）に対して偏心しかつ前記推進ノズル（３）の前記第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）の半径方向オリフィス（１１０，２１０，３１０）に収納されるべき外側軸対称表面（１０７ｂ）とを供する偏心ブッシュ（１０７，３０７）とを有する装置（１０５，２０５，３０５）。
【請求項２】
前記偏心ブッシュ（１０７，２０７，３０７）の前記内側軸対称表面（１０７ａ）及び外側軸対称表面（１０７ｂ）の対称軸線間は、前記ピン（１０６，２０６，３０６）の前記第１軸対称表面（１０６ａ，３０６ａ）及び第２軸対称表面（１０６ｂ，３０６ｂ）の対称軸線間と実質上同じ半径方向オフセットを有する請求項１に記載の装置（１０５，２０５，３０５）。
【請求項３】
更に、前記ピン（１０６，２０６）を軸方向に保持するための、少なくとも１つの軸方向保持部材（１１７、２１７）を有する請求項１又は２に記載の装置（１０５，２０５）。
【請求項４】
更に、前記軸方向保持部材（１１７）を前記推進ノズルの前記第１セグメント及び前記第２セグメントの中の１つ（１０３ｂ）に締結するための締結部材（１１９）を有する請求項３に記載の装置（１０５）。
【請求項５】
前記第１軸対称表面（１０６ａ，３０６ａ）、前記第２軸対称表面（１０６ｂ，３０６ｂ）、前記内側軸対称表面（１０７ａ）及び外側軸対称表面（１０７ｂ）の中の少なくとも幾つかは円筒形である請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置（１０５，２０５，３０５）を有する装置（１０５，２０５，３０５）。
【請求項６】
推進ノズル（３）において、
熱的に異なる材料から作られた第１ノズルセグメントと第２ノズルセグメントであって、前記第１ノズルセグメントと前記第２ノズルセグメントの夫々が、他方のセグメントにある対応した半径方向肩部を支承する半径方向肩部を、他方のセグメントにある対応したオリフィスに対向する複数の半径方向オリフィスと共に有する第１ノズルセグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）及び第２ノズルセグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）と、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の複数の連結装置とを有し、
前記複数の連結装置の各々のピン（１０６，２０６，３０６）の第１軸対称表面（１０６ａ，３０６ａ）は前記第１ノズルセグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）の前記半径方向オリフィス（１０８，２０８，３０８）の１つに収納され、前記偏心ブッシュ（１０７，３０７）は前記第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）にある対応した半径方向オリフィス（１１０，２１０，３１０）に収納され、前記ピン（１０６，２０６，３０６）の第２軸対称表面（１０６ｂ，３０６ｂ）は前記偏心ブッシュ（１０７，２０７，３０７）の内側軸対称表面（１０７ａ）に協働する推進ノズル（３）。
【請求項７】
前記偏心ブッシュ（１０７，２０７，３０７）の夫々は前記第１ノズルセグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）の外面と、偏心ブッシュ（１０７，２０７，３０７）を収納する第２ノズルセグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）の前記半径方向オリフィス（１１０，２１０，３１０）の肩部（１１２，３１２）との間に保持される請求項６に記載の推進ノズル（３）。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の推進ノズル（３）を備えたロケットエンジン（１）。
【請求項９】
熱的に異なる材料から作られた推進ノズル（３）の第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）と第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）であって、前記第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）と前記第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）の夫々は複数の半径方向オリフィスを備えた、前記第１セグメントと前記第２セグメントを共に連結するための方法において、
前記方法は、
偏心したブッシュ（１０７，２０７，３０７）であって、各ブッシュ（１０７，２０７，３０７）が内側軸対称表面（１０７ａ，２０７ａ，３０７ａ）と、前記内側軸対称表面（１０７ａ）に対して偏心した外側軸対称表面（１０７ｂ）とを供するような前記偏心ブッシュ（１０７，２０７，３０７）を前記第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）の前記半径方向オリフィス（１１０，２１０，３１０）に挿入するステップと、
前記第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）の半径方向肩部（１１４，２１４，３１３）を前記第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）の半径方向肩部（１１３，２１３，３１４）に対して圧迫させるステップであって、前記第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）の半径方向オリフィス（１０８，２０８，３０８）は、前記第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）の半径方向オリフィス（１１０，２１０，３１０）の中の対応オリフィスに照合するような上記ステップと、
ピン（１０６，２０６，３０６）を半径方向オリフィスに挿入するステップであって、各ピン（１０６，２０６，３０６）は前記第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）の半径方向オリフィス（１０８，２０８，３０８）に収納されるべき第１軸対称表面（１０６ａ，３０６ａ）と、前記第１軸対称表面（１０６ａ，３０６ａ）に対して偏心しかつ前記偏心ブッシュ（１０７，２０７，３０７）の内の１つの前記内側軸対称表面（１０７ａ）に相補するような第２軸対称表面（１０６ｂ，３０６ｂ）とを備え、前記ピン（１０６，２０６，３０６）と前記偏心ブッシュ（１０７，２０７，３０７）を前記第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）の半径方向オリフィス（１１０，２１０，３１０）内で回転させることにより、ピン（１０６，２０６，３０６）の第１軸対称表面（１０６ａ，３０６ａ）が第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）の半径方向オリフィス（１０８，２０８，３０８）に合う、ステップと、を有する方法。
【請求項１０】
更に、前記ピン（１０６，２０６）を軸方向に保持するための少なくとも１つの軸方向保持部材（１１７，２１７）を装着するステップを有し、以てそれらピンを前記ノズルの前記第１セグメント及び前記第２セグメントの前記半径方向オリフィス内に保持させる請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）の前記半径方向肩部（１１４，２１４，３１３）が前記第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）の半径方向肩部（１１３，２１３，３１４）を圧迫している間、外部の機械設備により前記第１セグメント（１０３ａ，２０３ａ，３０３ｂ）と前記第２セグメント（１０３ｂ，２０３ｂ，３０３ａ）にプレストレス（Ｆ）が課せられる請求項９又は１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進ノズルの分野であって、特にロケットエンジンノズルの分野に関する。更に具体的には、本発明は互いに熱的に類似しない材料から作られる第１セグメントと第２セグメントを有する推進ノズルの組み立てに関する。
【背景技術】
【０００２】
「推進ノズル」という用語は、推進流体を推力方向とは逆の方向に加速することで推力を生みだすのに適切な形状のノズルを意味するために使用される。以下の説明で「上流”及び「下流」の用語は、ノズルを介した推進流体の通常流動方向に対して定義され、「内側」と「外側」はノズルに対する内側、及び外側の領域を夫々指すものである。
【０００３】
推進ノズルは、非圧縮性か、又は亜音速しか到達しない流体に対して特に収斂するものであったり、圧縮性でかつ超音速に到達する推進流体に対し収斂‐発散するものであるかもしれない。ロケットエンジンは通常、燃焼チャンバの直接下流側に位置する先細末広の推進ノズルを有する。推進ノズルを通って燃焼チャンバを出る高温燃焼ガスの膨張は、ガスの熱エネルギを運動エネルギに変換する働きがある。その結果、そのような燃焼ガスに直接接触するためにロケットエンジンの推進ノズルには、通常、極端な熱応力がかかる。
【０００４】
更に、推進有効荷重を増加できるようにするため、ノズルを出来るだけ軽量化することが適切である。これを成すため、１つの可能性としては、各セグメントに作用する熱的かつ機械的応力に応じて、異なる材料から作られたセグメントを使用することがある。即ち、一例として掲げるが、燃焼ガスによってノズル壁に伝達された熱をうまく除去するために、ノズルの上流セグメントの少なくとも一部分を金属から作り上げる一方、膨張して音速を超えて加速した後は燃焼ガスが著しく高温にはならない下流セグメント、特にノズルの末広セグメントを同等の機械強度の割には重量がより軽い複合材料から作られる場合もある。
【０００５】
そのような異なる熱的特性をもった材料の使用には大きな欠点を生じる可能性がある。特にセグメント同士の物理的連結は、２つのセグメントを成す材料の異なる熱的特性の結果として、大きな熱的・機械的応力を被る可能性がある。
【０００６】
即ち、異なる熱膨張係数により２つのセグメント間の連結に大きな機械的応力をもたらすかもしれない。また、２つの材料の熱伝導率差により、２つのセグメント間の接合部近傍に大きな温度差を生む可能性もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、第１の態様において、高い熱応力下にあってもノズル間で非常に信頼性のある機械的連結を提供する、熱的に異なる材料から作られた、推進ノズルの第１セグメントと第２セグメントを共に連結するための装置を提案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、連結装置が、第１ノズルセグメントの半径方向オリフィスに収納されるべき第１軸対称表面と前記第１軸対称表面に対して偏心した第２軸対称表面とを備えた少なくとも１本のピン、及び前記ピンの前記第２軸対称表面に相補する内側軸対称表面と前記内側軸対称表面に対して偏心しかつ前記第２ノズルセグメントの半径方向オリフィスに収納されるべき外側軸対称表面とを供する少なくとも１つの偏心ブッシュ、を備えるという事実によって達成される。２つのセグメントを共に連結するために２セグメントのオリフィスにピンが収納された際のピンの径方向配向は、２つのノズルセグメントのか内壁の各温度がそれらの結合部近傍において非常に異なる場合でさえも大きな温度勾配を回避する可能性がある。更に、例えばノズルセグメント間に一定の機械的連結を確実するために２つのノズルセグメント間に維持されなければならない軸方向プレストレスの結果として、仮にそれらの半径方向オリフィスが正確に一致していなくとも、２つのセグメントを一緒に連結するために、ピンにおける２つの軸対称表面の間、及びブッシュにおける２つの軸対称表面の間が偏心していることは、ブッシュの軸対称表面の外側位置に対する、ピンに垂直な平面内でのピンの第１軸対称表面の調整を可能にする。
【０００９】
特に、偏心ブッシュの内側及び外側軸対称表面の対称軸線間のオフセット量は、ピンの第１及び第２軸対称表面の対称軸線間のオフセット量と実質上同じでも良い。従って、偏心ブッシュとピンを一緒に回転することは、必ずしも接線方向に対応した相対移動を生じさせることなく、２つのセグメントの半径方向オリフィスの相対的位置がノズルの中心軸線に平行な方向にだけ調整されるのを可能にする。
【００１０】
２つのノズルセグメント間にピンを設置した後のピン保持のため、連結装置は更に、前記ピンを軸方向に保持するための軸方向保持部材を少なくとも１つ、場合によっては前記軸方向保持部材を前記ノズルセグメントの一方に締結する部材を連動させた形で備えるようにしても良い。
【００１１】
前記軸対称表面の少なくとも幾つかは、特別に円筒形であることでブッシュとピンの製造や装着を容易にしても良い。それでもなお、例えば円錐台形のようなその他の軸対称形状の使用を想定することも可能である。
【００１２】
本発明は、また、熱的に異なる材料から作られた第１ノズルセグメントと第２ノズルセグメントにおいて、前記セグメントの夫々が、他方のセグメントにある対応した半径方向肩部を支承する半径方向肩部を、他方のセグメントにある対応したオリフィスに対向する複数の半径方向オリフィスと共に有するような第１ノズルセグメントと第２ノズルセグメント、及び複数の上記連結装置を備えた推進ノズルであって、それら装置各々のピンの第１軸対称表面は前記第１ノズルセグメントの前記半径方向オリフィスの１つに収納され、各偏心ブッシュは前記第２セグメントにある対応した半径方向オリフィスに収納され、前記ピンの第２軸対称表面は前記偏心ブッシュの内側軸対称表面に協働するような上記推進ノズルに関連している。これにより、連結装置は、高いレベルの振動の下でもセグメント間で強固な機械的連結を維持するように２つのセグメント間に軸方向プレストレスを維持するかもしれない。
【００１３】
２つのセグメントが共に組立てられた後、第２ノズルセグメントの半径方向オリフィスの内側に偏心ブッシュを保持するため、各偏心ブッシュは、第１ノズルセグメントの外面と、偏心ブッシュを収納する第２ノズルセグメントの半径方向オリフィスの肩部との間に保持されるかもしれない。
【００１４】
本発明は、また、そのような推進ノズルを備えたロケットエンジンにも関連している。
【００１５】
本発明の第２の態様は、熱的に異なる材料から作られた推進ノズルの第１セグメントと第２セグメントにおいて、前記セグメントの夫々は複数の半径方向オリフィスを備えるような前記第１セグメントと前記第２セグメントを共に連結するための方法に関連する。その方法は、少なくとも以下のステップを有する。
【００１６】
初めに、夫々が内側軸対称表面と、前記内側軸対称表面に対して偏心した外側軸対称表面とを供するような偏心ブッシュを、前記第２ノズルセグメントの前記半径方向オリフィスに挿入するステップ。
【００１７】
その後、前記第１セグメントの半径方向肩部を前記第２セグメントの半径方向肩部に対して圧迫させるステップであって、前記第１セグメントの半径方向オリフィスが前記第２セグメントの半径方向オリフィスの中の対応オリフィスに合うような、ステップ。
【００１８】
最後に、ピンを半径方向オリフィスに挿入するステップであって、夫々のピンは前記第１セグメントの半径方向オリフィスに収納されるべき第１軸対称表面と、前記第１軸対称表面に対して偏心しかつ前記偏心ブッシュの内の１つの前記内側軸対称表面に相補するような同じ連結部品の第２軸対称表面とを提供するような上記ステップ。ピンと偏心ブッシュを第２セグメントの半径方向オリフィス内で回転させることにより、ピンの第１軸対称表面が第１ノズルセグメントの半径方向オリフィスに合せられる。
【００１９】
従って、ピンとブッシュを偏心させたことにより、ブッシュとピンの各組から形成される連結装置の形状を、第２セグメントの半径方向オリフィスに対する第１セグメントの半径方向オリフィスのノズルの軸方向において異なる相対位置に適合させることができ、ひいてはその方向において２セグメント間にプレストレスを維持することができる。
【００２０】
２セグメント間のプレストレスを正確にするために、第１セグメントの半径方向肩部を第２セグメントの半径方向肩部に対して支承させる間、外部の機械設備によってプレストレスが課せられるようにしても良い。一例として、その外部機械設備はけん引フィンガ又はクランプを有しても良い。しかしながら、別の方法として、第２セグメントの対応する半径方向オリフィス内でピンと偏心ブッシュを回転することによるプレストレス印加を想定することも可能である。
【００２１】
前記方法はまた、前記ピンを軸方向に保持するための軸方向保持部材を少なくとも１つ設置し、以てピンをノズルセグメントの半径方向オリフィス内に保持させる追加のステップを備えるようにしても良い。
【００２２】
本発明は、非限定例と称して与えられた実施形態に関する以下の詳細な記述を読むことで良く理解されるかもしれず、またその長所もより明らかになる。説明は以下の添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】熱的異種材料の２セグメントから成るノズルを有するロケットエンジンの縦断面の部分的概略図である。
【図２Ａ】第１実施形態による連結装置によって一緒に連結された２ノズルセグメント間の接合部の断面斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａの接合部の分解斜視図である。
【図３】図２の連結装置のブッシュとピンの斜視図である。
【図４】一方を他方に対して支持するべく供される図２の２セグメントを示した図である。
【図５Ａ】ブッシュとピンを回転することで調整される図２の連結装置を示した図である。
【図５Ｂ】ブッシュとピンを回転することで調整される図２の連結装置を示した図である。
【図５Ｃ】ブッシュとピンを回転することで調整される図２の連結装置を示した図である。
【図６】第２実施形態による連結装置によって一緒に連結された２ノズルセグメント間の接合部の断面斜視図である。
【図７】第３実施形態による連結装置によって一緒に連結された２ノズルセグメント間の接合部の断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１はロケットエンジン１の一部分を示すものであり、具体的には先細末広ノズル３によって延長された燃焼チャンバ２によって形成される推進チャンバを有するアセンブリを示している。このアセンブリの計量化するために、先細末広ノズル３は２つのセグメント１０３ａ、１０３ｂ、即ちスロウト１０３ａと末広部１０３ｂとからなる。スロウト１０３ａは高耐熱金属材からなる燃焼チャンバ２と一体形成され、図示した例では、熱をロケットエンジン１の推力に交換するための循環冷却ダクト１０４を備えている。これに対し、末広部１０３ｂは複合材料、例えば炭素繊維又は炭化ケイ素繊維を使った、炭素‐炭化ケイ素（Ｃ−ＳｉＣ）型、又は炭化ケイ素‐炭化ケイ素（ＳｉＣ−ＳｉＣ）型の炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）セラミックマトリックス複合材料から作られる。
【００２５】
スロウト１０３ａの金属材料が大きな熱伝導性を有することに加え、ダクト１０４を流れる推進剤による循環冷却を受けるため、末広部１０３ｂとの結合部近傍でのスロウト１０３ａの温度は、同じ領域での末広部１０３ｂの温度よりも実質的に低くなる可能性がある。加えて、スロウト１０３ａの金属は通常、末広部１０３ｂの複合材料のそれとは実質上異なる熱膨張係数を持っている。このことは、結果としてこれら２つのセグメント１０３ａ、１０３ｂ間の機械的連結に対し特定の応力を生じさせる。
【００２６】
このため、ボルトと共に放射状のフランジを用いた従来からの連結においては、ロケットエンジンの作動時、ボルトには初めノズルの２つの隣接するセグメント間の熱膨張差により高いレベルのせん断応力がかかり、次いでボルトを膨張させ、ひいてはその連結を緩めるような不均一加熱を被る。従って、そのような連結は通常、この用途には不適である。
【００２７】
図２Ａ及び図２Ｂは、そのような欠点を解決しようとする、第１実施形態による連結を示したものである。スロウト１０３ａと末広部１０３ｂの間のこの連結は一連の連結装置１０５によって提供されるものであり、各々がピン１０６とブッシュ１０７を有し、各装置は全てノズル周りに配される。これらの連結装置１０５は、スロウト１０３ａの対応半径方向肩部１１４を圧迫する、末広部１０３ｂの半径方向肩部１１３のプレストレスを保持する。これら肩部１１３、１１４間のシールリング１１５により、スロウト１０３ａと末広部１０３ｂの間の連結の封止がなされる。各ピン１０６の一端はスロウト１０３ａのリング１０９の半径方向オリフィス１０８内に収納され、他端はブッシュ１０７の内側にあって、それ自体は末広部１０３ｂのリング１１１の対応半径方向オリフィス１１０内に収納される。この半径方向オリフィス１１０が、ブッシュ１０７が当接する肩部１１２を供することになる。
【００２８】
ピン１０６とブッシュ１０７については図２Ｂと図３でより明確になるかもしれない。即ち、ピン１０６は、軸対称であって、具体的には円筒形でありかつ互いに対して偏心した２つの表面１０６ａ、１０６ｂを備えている。その内、直径ｄ1の最初の表面１０６ａは第１ノズルセグメントの半径方向オリフィス内であって、特にスロウト１０３ａのリング１０９の半径方向オリフィス１０８内に収納されることとなる一方、第１表面１０６ａの直径ｄ1よりも大きな直径ｄ2を持つ第２の表面１０６はブッシュ１０７の内側に収納されることになる。第１の表面１０６ａと第２の表面１０６ｂの軸線間のオフセット量ｓ1は、これら２つの直径ｄ1、ｄ2の差と等しいか、又はこれよりも小さい。ブッシュ１０７もまた同様に、内側の軸対称表面１０７ａと外側の軸対称表面１０７ｂが偏心状態にあり、それらの回転軸は実質上平行であり、距離ｓ2によりオフセットされている。図示した実施形態ではピン１０６の軸線間オフセット量ｓ1はブッシュ１０７の軸線間オフセット量ｓ2と実質上等しいが、代替的にそれらは異なるものであっても良い。
【００２９】
ピン１０６の第２の軸対称表面１０６ｂは、ブッシュ１０７の内側軸対称表面１０７ａの内側で小さい半径方向間隙を以て収納されており、これら２部品間の相対回転は許容するも、回転軸に垂直な方向での顕著な相対移動は許容されないようになっている。同様な形で、ピン１０６の第１の軸対称表面１０６ａとブッシュ１０７の外側の軸対称表面１０７ｂもまた、リング１０９のオリフィス１０８の内側とリング１１１の対応する半径方向オリフィス１１０の内側の夫々に対し、小さい半径方向間隙を以て収納される。
【００３０】
ピン１０６が半径方向オリフィス１０８から抜け出るのを回避するために、アセンブリはまた、ネジ１１９によってスロウト１０３ａのリング１０９に締め付けられる円環１１７の形態の軸保持部材を備える。円環１１７からの軸方向突起１１７ａは、オリフィス１０８から突出する各ピン１０６の内端１０６ｃ周りの環状溝１１８に係入する。
【００３１】
図２に示す連結は以下の方法を用いて実行されるかもしれない。
【００３２】
第１ステップにおいて、ブッシュ１０７は、夫々が対応するオリフィス１１０の肩部１１２に当接した状態で、末広部１０３ｂのリング１１１の半径方向オリフィス１１０の内側に受容される。その後、末広部１０３ｂは、図４に示したようにスロウト１０３ａに対し圧迫される。これを成すため、３本のフィンガ１１６が外側から、末広部１０３ｂのリング１１１内のオリフィス１１０の内の３つに挿入される。３本のフィンガ１１６は、それらが相互にバランスがとられ、かつ末広部１０３ｂにプレストレス力Ｆを課すのを確実にするように、横断面において１２０度の間隔を隔てて配置されるかもしれない。或いはその代わりに、これらのフィンガ１１６に加えるようにして、例えば従来からあるクランプのように、導入されて初めにこのプレストレスＦを付与する他の手段を想定しても良い。プレストレスを付与する手段の選択は、特に、互いに圧迫しあう２部品の形状によるものである。
【００３３】
その後、このプレストレスＦがスロウト１０３ａと末広部１０３ｂの対向し合う半径方向肩部１１３、１１４の間で保持されている状態でピン１０６が残りのオリフィス１１０を介して挿入される。各ピン１０６をリング１０９内の対応するオリフィス１０８に正確に位置合わせするために、図５Ａ乃至図５Ｃに示すような方法でピン１０６とブッシュ１０７をオリフィス１１０内で回転させても良い。図から明らかなように、ブッシュ１０７でのピン１０６の偏心度と、第２軸対称表面１０６ｂに対するピン１０６の第１の軸対称表面１０６ａの偏心度により、以下の式によって求められるプレストレスＦの方向の量ｈによって、特に第１の軸対称表面１０６ａの位置を垂直方向に調整可能になる。
ｈ＝ｓ1sin α +ｓ2 sin β
尚、ここで角度α、βは図５Ａに示す位置からスタートしたピン１０６及びブッシュ１０７、夫々の回転角である。また、「垂直方向」という概念はここでは、ノズル３の中心軸線に平行な方向を表わすものとして使われている。
【００３４】
仮にオフセット量ｓ1、ｓ2が実質上等しく、かつ調整が純粋に垂直方向であるならば、図示した例のように、回転角α、βは実質的に同一なものとなり、調整距離ｈの値は以下の式に従うことになる。
ｈ＝２ｓ1sin α
【００３５】
フィンガ１１６に占められていないオリフィス１１０を介して対応するオリフィス１０８にピン１０６を挿入した後、フィンガ１１６は取り除かれ、装着状態にあるピン１０６はプレストレスＦを受ける。フィンガ１１６から解放された３つのオリフィス１１０は、それらの内方端１０６ｃが同じようにして対応するオリフィス１０８と並んだ状態で、依然として夫々のピン１０６を受容しても良い。ピン１０６及びブッシュ１０７の寸法や各接触面間の摩擦係数が、ロケットエンジン１の作動中においてプレストレスＦや付加応力がピンやブッシュをこれ以上回転させずプレストレスを緩めないようになっているという意味で、各連結装置１０５は自動ロックした状態にある。
【００３６】
最終的は、円環１１７はピンやブッシュを保持するために、ピン１０６の環状溝１１８に係合され、ネジ１１９を使ってリング１０９に締め付けられる。
【００３７】
ピンを軸方向に保持するための部材については第１実施形態に示した円環１１７以外の形であっても良い。即ち、第２実施形態によれば、図６に示すように各ピン２０６は、リング２１１の内方端縁に支承しかつネジ２２０によってピン２０６の外方端２０６ｄに接続されたブラケット２１７によって個々に保持される。この第２実施形態による連結方法では、各ブラケット２１７はリング２１１の上で個々に設置され、その後対応するピン２０６に接続される。これは、ピン１０６を軸方向に保持する作用だけでなく、それと同時に、ネジ２２０の頭とブラケット２１７の表面との間に摩擦があることを前提して、装置設置後においてリング２０９、２１１のオリフィス２０８、２１０内で連結装置２０５の様々な部品が回転することに対する付加抵抗を生じさせ、以て２つのノズルセグメント２０３ａ、２０３ｂの両肩部２１３、２１４間にプレストレスを維持するといった作用がある。それはそれとして、このノズルの他の部品については第１実施形態ノズルのそれらと同様であり、それらは類似した形で装着される。
【００３８】
第１及び第２実施形態では下流側に位置するノズルセグメント、即ち末広部のリングは上流側のノズルセグメントのリングを包囲する形であったが、この配置構造もまた、逆にしても良い。第３実施形態では、図７に示すように、ノズルのスロウト３０３ａと末広部３０３ｂの間の連結はまた、夫々がピン３０６とブッシュ３０７を有してノズル周囲全体に亘って配される一連の連結装置３０５によってなされる。先の２実施形態でも同様であるが、これら連結装置３０５はスロウト３０３ａの対応する半径方向肩部３１４を圧迫する末広部３０３ｂの半径方向肩部３１３のプレストレスＦを維持する。これら肩部３１３、３１４間のシールリング３１５もまた、スロウト３０３ａと末広部３０３ｂの間の連結の封止がなされる。それにもかかわらず、この第３実施形態では、各ピン３０６はその一端が末広部３０３ｂにある半径方向ブラインドオリフィス３０８内に収納され、他端はブッシュ３０７の内側に収納され、ブッシュそれ自体は末広部３０３ｂ周囲に置かれるスロウト３０３ａのリング３１１の対応する半径方向オリフィス３１０内に収納される。この半径方向オリフィス３１０がブッシュ３０７が当接する肩部３１２を提供する。ピン３１２とブッシュ３０７の双方は、上述した２実施形態のピンとブッシュと同様に偏心している。即ち、第１及び第２実施形態と同様に、ブッシュ３０７でのピン３０６の偏心度と、第２軸対称表面３０６ｂに対するピン３０６の第１の軸対称表面３０６ａの偏心度とが、プレストレスＦの方向の量ｈによる第１の軸対称表面３０６ａの位置の垂直方向調整を明確に可能にする。この第３実施形態では連結装置３０５はピン３０６を保持するための軸方向保持部材を備えない。それでも、各ピン３０６が垂直方向に調整された後でのピン３０６とブッシュ３０７が回転することに対する抵抗を増すために、各ピン３０６は、ピン３０６の外方端３０６ｄの外ネジ上にナット３２１を備える。このナット３２１は、各連結装置３０５のこれら種々部品の移動に対する摩擦抵抗を増すべく、ワッシャ３２３を介してリング３１１の外面３２２に支承する。
【００３９】
以上、特定実施形態を参照しながら本発明を説明したが、それらの実施形態に対しては請求項によって定義される本発明の一般的範囲を超えることなく、様々な改良や変更が適用可能であることは明白である。更に、ここで記述した様々な実施形態の個々の特徴は追加の実施形態に組み入れても良い。そしてここでの説明や図面は限定的なものではく、あくまで説明のために用いられたものと解釈されたい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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