JP2014218229A - アンビリカル設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】打ち上げられた飛翔体から離脱したプラグ及びこのプラグが接続されたアンビリカルケーブルがアンビリカルマスト側に衝突することによる跳ね返りを抑制するアンビリカル設備を提供することを目的とする。【解決手段】レセプタクル4から離脱したプラグ22は、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21と共に、下方に落下し、プラグ22及びプラグ22近傍のアンビリカルケーブル21は、衝撃吸収材31に衝突し、落下して衝撃吸収材31に衝突したプラグ22及びプラグ22近傍のアンビリカルケーブル21は、その運動エネルギーの大部分が衝撃吸収材31に吸収され、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることを抑制する。【選択図】図2
Description
本発明は、ロケット又は宇宙往還機等の飛翔体に接続されるアンビリカルケーブルを備えた地上設備としてのアンビリカル設備に関する。
ロケット発射台に設置されたロケット又は宇宙往還機等の飛翔体は、打ち上げ前において、機体と地上施設との間で電源供給及び通信を中継するためにアンビリカルケーブルが用いられる。このアンビリカルケーブルは、複数の電源供給用の電源線及び通信用の通信線が束ねられたケーブルである。アンビリカルケーブルの一端はプラグが接続されており、他端は地上施設に接続されている。アンビリカルケーブルの両端間の一部は、地上設備であるアンビリカルマストの固定部材に固定されている。また、機体側にはレセプタクルが設置されており、アンビリカルケーブルのプラグがレセプタクルに嵌合することによって、機体内部の装置と、地上施設の装置とが電気的に接続されることになる。これによって、アンビリカルケーブルを介して、地上施設の装置から機体内部の装置へ電源が供給されると共に、地上施設の装置と機体内部の装置との間でデータを送受するための通信が確立される。そして、地上施設の装置は、機体内部の装置の動作確認を実行する。
このように、レセプタクル及びプラグを介して機体とアンビリカルケーブルとが接続されるアンビリカル設備として、例えば、特許文献1に、レセプタクルの後方(機体内部)に余分なスペースを必要とせず、打ち上げ時に、プラグがレセプタクルから離脱するものがある。
特許文献1に記載されたアンビリカル設備において、ロケット又は宇宙往還機等の飛翔体が打ち上げられた際に、機体のレセプタクルから離脱したプラグ及びこのプラグが接続されたアンビリカルケーブルは、下方に落下することになる。このとき、落下したプラグ及びアンビリカルケーブルは、アンビリカルマストの側面の骨組みに衝突し、その骨組みから受ける反力によって、打ち上げ中のロケット側に跳ね返る可能性がある。
本発明は、打ち上げられた飛翔体から離脱したプラグ及びこのプラグが接続されたアンビリカルケーブルがアンビリカルマスト側に衝突することによる跳ね返りを抑制するアンビリカル設備を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するための本発明に係るアンビリカル設備は、打ち上げ前の飛翔体に並設されるアンビリカルマストと、前記飛翔体に少なくとも電力を供給するケーブルであって、一端に前記飛翔体のレセプタクルに着脱自在なプラグが接続され、前記一端から他端までの一部が前記アンビリカルマストに固定されたアンビリカルケーブルと、前記レセプタクルから離脱した前記プラグが落下してくる前記アンビリカルマストの部位に設けられて、前記プラグ又は前記アンビリカルケーブルの少なくとも一方が前記アンビリカルマストから離れる方向に運動する際の運動エネルギーを低減させる跳ね返り抑制部材と、を備えたことを特徴とする。
この構成によって、跳ね返り抑制部材に衝突したプラグ及びアンビリカルケーブルの運動エネルギーは、跳ね返り抑制部材によって吸収される。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルは、打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性を最小限に抑えられる。また、跳ね返り抑制部材に衝突したプラグは、跳ね返りが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性が極小になる。
前記跳ね返り抑制部材は、衝撃吸収材であり、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルマストの側面において前記プラグが対向する位置に設置されることが好ましい。
この構成によって、衝撃吸収材に衝突したプラグ及びアンビリカルケーブルの運動エネルギーは、大部分が衝撃吸収材によって吸収される。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルは、打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性が最小限に抑制される。
前記跳ね返り抑制部材は、前記アンビリカルケーブルにおける前記プラグに接続された部分の近傍に固定されたケーブル側の一方の面ファスナーと、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルマストの前記側面において前記ケーブル側の一方の面ファスナーが対向する位置に設置されたマスト側の他方の面ファスナーと、を含むことが好ましい。
この構成によって、アンビリカルケーブルに固定されたケーブル側の一方の面ファスナーは、マスト側の他方の面ファスナーに衝突した後、マスト側の他方の面ファスナーに接合される。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルは、打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性が最小限に抑制される。
前記跳ね返り抑制部材は、棒状の部材であり、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルケーブル及び前記プラグの両方が対向する前記アンビリカルマストの前記側面から所定の間隔を隔てて設置され、かつ、前記アンビリカルケーブルの前記プラグから所定距離おいた接触点が、前記棒状の部材の軸方向と前記アンビリカルケーブルとが交差した状態で前記棒状の部材に接触するように設置されることが好ましい。
この構成によって、レセプタクルから離脱したプラグが接続されたアンビリカルケーブルは、落下して、棒状の部材によって巻き取られて捕捉される。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルは、打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性が最小限に抑制される。
前記所定の間隔は、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルケーブルが前記棒状の部材に接触した前記接触点から前記プラグの先端側までの長さよりも長いことが好ましい。
この構成によって、アンビリカルケーブルにおける棒状の部材に接触した接触点からプラグまでの部分が、棒状の部材に接触した接触点を中心に、棒状の部材の周方向に回転する場合に、プラグはアンビリカルマストの側面に衝突しない。その結果、プラグが接続されたアンビリカルケーブルは、棒状の部材によって巻き取られて捕捉される。したがって、打ち上げ中の飛翔体側に向かってプラグが跳ね返る可能性が最小限に抑制される。
前記プラグ又は該プラグの近傍の前記アンビリカルケーブルに設置された所定の質量の重りを備えることが好ましい。
この構成によって、プラグ近傍の慣性が大きくなるので、風等の外乱の影響が低減される。結果として、プラグが、プラグに接続されたアンビリカルケーブルと共に、下方に落下する動作を安定化させることができる。したがって、プラグ又はプラグ近傍のアンビリカルケーブルのうち少なくとも一方を、重りを設置しない場合よりも確実に跳ね返り抑制部材に衝突させることができる。
前記アンビリカルケーブルが固定された位置の高さは、打ち上げ前の前記飛翔体の前記レセプタクルの位置の高さと一致することが好ましい。
この構成によって、プラグが下方に落下して跳ね返り抑制部材へ向かって移動する際の運動エネルギーを最小にすることができる。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルが打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることを抑制できるので、プラグ及びアンビリカルケーブルが飛翔体に衝突する可能性が最小限に抑制される。
本発明は、打ち上げられた飛翔体から離脱したプラグ及びこのプラグが接続されたアンビリカルケーブルがアンビリカルマスト側に衝突することによる跳ね返りを抑制するアンビリカル設備を提供することができる。
以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によって本発明が限定されるものではなく、下記の実施例における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、及びいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記の実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
(アンビリカル設備51の概略構成)
図1は、本発明の実施例1に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図1を参照しながら、本実施例に係るアンビリカル設備51の構成の概略を説明する。
図1は、本発明の実施例1に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図1を参照しながら、本実施例に係るアンビリカル設備51の構成の概略を説明する。
図1に示すように、打ち上げ前の飛翔体としてのロケット1は、ロケット発射台2の上に設置されている。ロケット1は、長手方向の先端側寄りの機体内部に備えられた燃料タンク3と、燃料タンク3が備えられた位置よりも先端側の機体側面に取り付けられたレセプタクル4とを備えている。
燃料タンク3は、ロケット1の打ち上げ時に、燃焼によってロケット1を上方に推進するための燃料を貯留しているタンクである。また、ロケット1は、長軸方向の発射ノズル側の機体内部に図示しない燃焼室を有している。ロケット1は、打ち上げ時に、燃料タンク3から燃料が燃焼室に送られ、この燃焼室で燃料が燃焼する。
レセプタクル4は、ロケット1の機体内部に備えられた各種装置から延びる電源線及び通信線が接続されたコネクタである。レセプタクル4は、後述するプラグ22が着脱可能なように、ロケット1の機体側面に取り付けられている。
図1に示すように、アンビリカル設備51は、アンビリカルマスト11と、ケーブル固定部材12と、アンビリカルケーブル21と、衝撃吸収材31とを備えている。アンビリカルマスト11は、打ち上げ前のロケット1に並設して立設された地上設備(鉄塔等)として機能する。ケーブル固定部材12は、アンビリカルマスト11のロケット1に対向する側面に設置されている。アンビリカルケーブル21は、ケーブル固定部材12に固定される。衝撃吸収材31は、アンビリカルマスト11のロケット1に対向する側面、かつ、ケーブル固定部材12が設置された位置よりも下方に設置されている。
アンビリカルマスト11は、打ち上げ時までロケット1に対して電源供給及び通信をするためのアンビリカルケーブル21、並びに空調用空気及び高圧ガス等をロケット1に供給するためのダクトを支持する設備である。
ケーブル固定部材12は、アンビリカルマスト11のロケット1に対向する側面に設置されている。ケーブル固定部材12は、ロケット1に対して地上施設(図示せず)から電源供給及び通信をするためのアンビリカルケーブル21の両端間の一部を固定する装置である。アンビリカルマスト11においてケーブル固定部材12が設置された位置の高さは、打ち上げ前のロケット1のレセプタクル4の位置の高さと略一致している。
アンビリカルケーブル21は、打ち上げ前のロケット1と地上施設とを接続するケーブルである。アンビリカルケーブル21の一端はプラグ22が接続されており、他端は地上施設に接続されている。アンビリカルケーブル21は、両端間の一部がアンビリカルマスト11のケーブル固定部材12に固定されている。プラグ22は、ロケット1のレセプタクル4に嵌合する。プラグ22は、レセプタクル4に着脱することができる。アンビリカルケーブル21は、プラグ22がレセプタクル4に嵌合することによって、ロケット1に接続され、機体内部の装置と地上施設の装置とが電気的に接続する。これによって、アンビリカルケーブル21を介して、地上施設の装置からロケット1の機体内部の装置(図示せず)へ電力が供給されると共に、地上施設の装置とロケット1の機体内部の装置との間でデータを送受するための通信が確立する。そして、地上施設の装置は、ロケット1の機体内部の装置の動作を確認することが可能となる。
アンビリカルケーブル21は、一端がプラグ22に接続され、他端が地上施設に接続される一本のケーブルとして説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、アンビリカルケーブル21は、途中部分で中継コネクタを介して延長されたケーブルであってもよい。例えば、アンビリカルケーブル21は、ケーブル固定部材12に中継コネクタが固定されており、該中継コネクタとプラグ22とを接続するケーブルと、該中継コネクタと地上施設とを接続するケーブルとを備えるものとしてもよい。
また、アンビリカルケーブル21は、プラグ22及びレセプタクル4を介して、ロケット1に接続される場合、所定のたわみを有した状態で接続される。このようにすれば、プラグ22がアンビリカルケーブル21によってレセプタクル4から離脱する方向に張力を受けて、プラグ22がレセプタクル4から離脱する可能性を低減できる。
衝撃吸収材31は、後述するように、ロケット1が打ち上げられ、プラグ22がレセプタクル4から離脱した後、下方に落下してきたプラグ22又はアンビリカルケーブル21の少なくとも一方が衝突する部材である。衝撃吸収材31は、衝突した部材の運動エネルギーを吸収する機能を有する。衝撃吸収材31は、例えば、砂がつめられたサンドバッグ、弾性を有する樹脂部材、ゴム部材、エラストマー又はエラストマーをゲル状とした部材等を備える。エラストマーをゲル状とした部材としては、例えば、ウレタンを材料としたものがある。
(ロケット1打ち上げ時におけるプラグ22及びアンビリカルケーブル21の挙動)
図2は、本発明の実施例1に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。図2を参照しながら、ロケット1の打ち上げ時におけるアンビリカルケーブル21及びプラグ22の挙動について説明する。
図2は、本発明の実施例1に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。図2を参照しながら、ロケット1の打ち上げ時におけるアンビリカルケーブル21及びプラグ22の挙動について説明する。
図2に示すように、ロケット1は、打ち上げ時において、燃料タンク3に貯められた燃料が燃焼室で燃焼することによって上昇する。ロケット1の上昇に伴って、レセプタクル4に嵌合したプラグ22も上昇する。プラグ22の上昇によって、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21は、たわみが解消される。アンビリカルケーブル21のたわみが解消されると、プラグ22は、アンビリカルケーブル21によってレセプタクル4から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル4から離脱する。
レセプタクル4から離脱したプラグ22は、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21と共に、下方に落下する。そして、プラグ22及びプラグ22近傍のアンビリカルケーブル21は、衝撃吸収材31に衝突する。しかし、落下して衝撃吸収材31に衝突したプラグ22及びプラグ22近傍のアンビリカルケーブル21は、その運動エネルギーの大部分が衝撃吸収材31に吸収されるので、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることが抑制される。
以上のように、衝撃吸収材31に衝突したプラグ22及びアンビリカルケーブル21の運動エネルギーは、大部分が衝撃吸収材31によって吸収される。これによって、プラグ22及びアンビリカルケーブル21は、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、ロケット1に衝突することが抑制される。また、衝撃吸収材31に衝突したプラグ22は跳ね返りが抑制され、ロケット1に衝突することを回避することができる。
また、本実施例に係るアンビリカル設備51は、アンビリカルマスト11のケーブル固定部材12が設置された位置の高さが、打ち上げ前のロケット1のレセプタクル4の位置の高さと略一致している構成(以下、単に「高さが略一致している構成」という)となっている。本実施例において、ケーブル固定部材12が設置された位置の高さが、打ち上げ前のロケット1のレセプタクル4の位置の高さと略一致しているとは、ケーブル固定部材12が設置された位置の高さが、打ち上げ前のロケット1のレセプタクル4の位置の高さの±10%の範囲にあることをいう。
仮に、アンビリカルマスト11のケーブル固定部材12が設置された位置の高さが、ロケット1のレセプタクル4の位置の高さよりも高い(以下、適宜ケーブル固定部材12の高さが高い構成という)ものとする。ケーブル固定部材12からレセプタクル4までの最短距離は、高さが略一致している構成よりもケーブル固定部材12の高さが高い構成の方が長い。このため、ケーブル固定部材12からレセプタクル4までのアンビリカルケーブル21の長さは、高さが略一致している構成よりもケーブル固定部材12の高さが高い構成の方が長くなる。この場合、プラグ22及びアンビリカルケーブル21の挙動は以下のようになる。ロケット1の打ち上げ後、レセプタクル4の位置の高さが、ケーブル固定部材12が設置された位置の高さとなったとき、アンビリカルケーブル21はたわんだ状態であり、かつ、レセプタクル4とプラグ22とは嵌合した状態のままである。そして、ロケット1がさらに上昇して、レセプタクル4の位置の高さがさらに上昇し、アンビリカルケーブル21のたわみが解消されたとき、プラグ22は、アンビリカルケーブル21によってレセプタクル4から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル4から離脱する。このときのプラグ22の位置エネルギーは、高さが略一致している構成の場合において、ロケット1の打ち上げ後にレセプタクル4から離脱するプラグ22の位置エネルギーよりも大きくなる。したがって、プラグ22が下方に落下して衝撃吸収材31に衝突する際の運動エネルギーは、高さが略一致している構成の場合と比較して大きくなる。
また、仮に、アンビリカルマスト11のケーブル固定部材12が設置された位置の高さが、ロケット1のレセプタクル4の位置の高さよりも低い(以下、適宜ケーブル固定部材12の高さが低い構成という)ものとする。ケーブル固定部材12からレセプタクル4までの最短距離は、高さが略一致している構成よりもケーブル固定部材12の高さが低い構成の方が長い。このため、ケーブル固定部材12からレセプタクル4までのアンビリカルケーブル21の長さは、高さが略一致している構成よりもケーブル固定部材12の高さが低い構成の方が長くなる。この場合、プラグ22及びアンビリカルケーブル21の挙動は以下のようになる。ロケット1の打ち上げ後、すぐにたわみが解消されて、プラグ22は、アンビリカルケーブル21によってレセプタクル4から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル4から離脱する。このときのプラグ22の位置エネルギーは、高さが略一致している構成の場合において、ロケット1の打ち上げ後にレセプタクル4から離脱するプラグ22の位置エネルギーよりも大きくなる。したがって、プラグ22が下方に落下して衝撃吸収材31に衝突する際の運動エネルギーは、高さが略一致している構成の場合と比較して大きくなる。
以上のことから、本実施例に係るアンビリカル設備51は、高さが略一致している構成とすることにより、プラグ22が下方に落下して衝撃吸収材31に衝突する際の運動エネルギーを最小にすることができる。これによって、プラグ22及びアンビリカルケーブル21が打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることを抑制できるので、プラグ22及びアンビリカルケーブル21がロケット1に衝突する可能性が最小限に抑制される。
なお、本実施例に係るアンビリカル設備51は、プラグ22又はプラグ22の近傍のアンビリカルケーブル21に所定の質量の重りを設置するものとしてもよい。これによって、プラグ22近傍の慣性が大きくなるので、風等の外乱の影響が低減される。結果として、プラグ22が、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21と共に、下方に落下する動作を安定化させることができる。したがって、プラグ22及びプラグ22近傍のアンビリカルケーブル21を、重りを設置しない場合よりもより確実に衝撃吸収材31に衝突させることができる。
また、図1及び図2は、打ち上げ前のロケット1に並設して立設されたアンビリカルマスト11を含むアンビリカル設備51が1つである場合を示しているが、これに限定されるものではない。すなわち、打ち上げ前のロケット1に並設して立設されたアンビリカルマスト11を含むアンビリカル設備51は、複数設置されるものとしてもよい。
また、本実施例において、打ち上げられる飛翔体はロケット1であるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、宇宙往還機その他の飛翔体であってもよい。
(アンビリカル設備51aの概略構成)
図3は、本発明の実施例2に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図3を参照しながら、本実施例に係るアンビリカル設備51aの構成の概略を説明する。次においては、実施例2に係るアンビリカル設備51aについて、実施例1に係るアンビリカル設備51と相違する点を中心に説明する。
図3は、本発明の実施例2に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図3を参照しながら、本実施例に係るアンビリカル設備51aの構成の概略を説明する。次においては、実施例2に係るアンビリカル設備51aについて、実施例1に係るアンビリカル設備51と相違する点を中心に説明する。
図3に示すように、アンビリカル設備51aは、アンビリカルマスト11と、ケーブル固定部材12と、アンビリカルケーブル21と、マスト側の一方の面ファスナー32a(跳ね返り抑制部材)とを備えている。アンビリカルマスト11は、打ち上げ前のロケット1に並設して立設された地上設備(鉄塔等)として機能する。ケーブル固定部材12は、アンビリカルマスト11のロケット1に対向する側面に設置されている。アンビリカルケーブル21は、ケーブル固定部材12に固定される。マスト側の一方の面ファスナー32aは、アンビリカルマスト11のロケット1に対向する側面、かつ、ケーブル固定部材12が設置された位置よりも下方に設置されている。
アンビリカルケーブル21は、打ち上げ前のロケット1と地上施設とを接続するケーブルである。アンビリカルケーブル21の一端はプラグ22が接続されており、他端は地上施設に接続されており、そして、両端間の一部はアンビリカルマスト11のケーブル固定部材12に固定されている。また、アンビリカルケーブル21においてプラグ22に接続された部分の近傍には、跳ね返り抑制部材としてのケーブル側の他方の面ファスナー32bが固定されている。
マスト側の一方の面ファスナー32aは、後述するように、プラグ22がレセプタクル4から離脱した後、下方に落下してきたアンビリカルケーブル21に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー32bが衝突する部材である。マスト側の一方の面ファスナー32aは、ケーブル側の他方の面ファスナー32bが衝突することによって、ケーブル側の他方の面ファスナー32bと接合する。
その他のアンビリカル設備51aの構成は、図1に示す実施例1に係るアンビリカル設備51と同様である。
(ロケット1打ち上げ時におけるプラグ22及びアンビリカルケーブル21の挙動)
図4は、本発明の実施例2に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。図4を参照しながら、ロケット1の打ち上げ時におけるアンビリカルケーブル21及びプラグ22の挙動について説明する。
図4は、本発明の実施例2に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。図4を参照しながら、ロケット1の打ち上げ時におけるアンビリカルケーブル21及びプラグ22の挙動について説明する。
図4に示すように、ロケット1は、打ち上げ時において、燃料タンク3に貯留された燃料が燃焼室における点火及び燃焼によって、上昇する。ロケット1の上昇に伴って、レセプタクル4に嵌合したプラグ22も上昇する。プラグ22の上昇によって、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21は、たわみが解消された状態となる。アンビリカルケーブル21のたわみが解消されると、プラグ22は、アンビリカルケーブル21によってレセプタクル4から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル4から離脱する。
レセプタクル4から離脱したプラグ22は、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21と共に、下方に落下する。そして、アンビリカルケーブル21においてプラグ22に接続された部分の近傍に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー32bは、マスト側の一方の面ファスナー32aに衝突する。このとき、プラグ22及びアンビリカルケーブル21の落下による運動エネルギーは、マスト側の一方の面ファスナー32aに吸収される。そして、ケーブル側の他方の面ファスナー32bは、マスト側の一方の面ファスナー32aに接合する。したがって、プラグ22は、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることが抑制される。このように、本実施例では、マスト側の一方の面ファスナー32aが跳ね返り抑制部材として機能する。
以上のように、マスト側の一方の面ファスナー32aに衝突したアンビリカルケーブル21に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー32bは、マスト側の一方の面ファスナー32aに接合される。これによって、プラグ22及びアンビリカルケーブル21は、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることが防止されるので、ロケット1に衝突することが防止される。また、プラグ22は跳ね返りが防止され、ロケット1に衝突することを回避することができる。
なお、アンビリカルケーブル21に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー32bは、一旦、マスト側の一方の面ファスナー32aに接合された後、マスト側の一方の面ファスナー32aから離脱する場合も発生し得る。しかし、ケーブル側の他方の面ファスナー32bが、一旦、マスト側の一方の面ファスナー32aに対して接合力が作用するので、プラグ22及びアンビリカルケーブル21の運動エネルギーは、大部分がマスト側の一方の面ファスナー32aに吸収される。したがって、この場合も、プラグ22及びアンビリカルケーブル21は、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることが抑制されることになり、ロケット1に衝突することが抑制される。
また、本実施例に係るアンビリカル設備51aは、プラグ22又はプラグ22の近傍のアンビリカルケーブル21に所定の質量の重りを設置するものとしてもよい。これによって、プラグ22近傍の慣性が大きくなるので、風等の外乱の影響が低減され、プラグ22が、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21と共に、下方に落下する動作を安定させることができる。したがって、アンビリカルケーブル21に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー32bを、重りを設置しない場合よりもより確実にマスト側の一方の面ファスナー32aに衝突させることができる。
(変形例)
図5は、本発明の実施例2の変形例に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図5を参照しながら、実施例2の変形例に係るアンビリカル設備51aaについて、図3に示すアンビリカル設備51aと相違する点を中心に説明する。
図5は、本発明の実施例2の変形例に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図5を参照しながら、実施例2の変形例に係るアンビリカル設備51aaについて、図3に示すアンビリカル設備51aと相違する点を中心に説明する。
図5に示すように、アンビリカル設備51aaは、アンビリカルマスト11と、ケーブル固定部材12と、アンビリカルケーブル21と、マスト側の一方の面ファスナー32aa(跳ね返り抑制部材)とを備えている。マスト側の一方の面ファスナー32aaは、ケーブル固定部材12が設置された位置よりも下方に、かつ、アンビリカルマスト11の側面の周方向全体に亘って設置されている。
レセプタクル4から離脱したプラグ22は、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21と共に、下方に落下する。そして、アンビリカルケーブル21においてプラグ22に接続された部分の近傍に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー32bは、マスト側の一方の面ファスナー32aaに衝突する。このとき、プラグ22及びアンビリカルケーブル21の落下による運動エネルギーは、マスト側の一方の面ファスナー32aaに吸収される。そして、ケーブル側の他方の面ファスナー32bは、マスト側の一方の面ファスナー32aaに接合する。したがって、プラグ22は、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることが抑制される。
以上のように、マスト側の一方の面ファスナー32aaは、アンビリカルマスト11の側面の周方向全体に亘って配置されている。したがって、マスト側の一方の面ファスナー32aaに衝突したアンビリカルケーブル21に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー32bが、マスト側の一方の面ファスナー32aaに接合される効果が向上する。これによって、プラグ22及びアンビリカルケーブル21が打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることの防止効果が向上し、ロケット1に衝突することの防止効果が向上する。
(アンビリカル設備51bの概略構成)
図6は、本発明の実施例3に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図6を参照しながら、本実施例に係るアンビリカル設備51bの構成の概略を説明する。次においては、本発明の実施例3に係るアンビリカル設備51bについて、実施例1に係るアンビリカル設備51と相違する点を中心に説明する。
図6は、本発明の実施例3に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図6を参照しながら、本実施例に係るアンビリカル設備51bの構成の概略を説明する。次においては、本発明の実施例3に係るアンビリカル設備51bについて、実施例1に係るアンビリカル設備51と相違する点を中心に説明する。
図6に示すように、アンビリカル設備51bは、打ち上げ前のロケット1に並設して立設された地上設備(鉄塔等)としてのアンビリカルマスト11と、アンビリカルマスト11のロケット1に対向する側面11aに設置されたケーブル固定部材12と、ケーブル固定部材12に固定されるアンビリカルケーブル21と、アンビリカルマスト11のロケット1に対向する側面11a、かつ、ケーブル固定部材12が設置された位置よりも下方に設置された跳ね返り抑制部材としての巻き取り棒33とを備えている。巻き取り棒33は、棒状の部材である。本実施例において、巻き取り棒33の形状は、略円柱形状である。
巻き取り棒33は、図6及び後述する図8に示すように、アンビリカルマスト11のロケット1に対向する側面11aに、支持具33a、33bによって支持された棒状の部材である。巻き取り棒33は、アンビリカルマスト11の側面11aとの間に所定の間隔を隔てて設置される。また、巻き取り棒33は、レセプタクル4から離脱したプラグ22が、下方に落下する際に、その軸方向がプラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21と交差するように設置されている。
その他のアンビリカル設備51bの構成は、図1に示す実施例1に係るアンビリカル設備51と同様である。
(ロケット1打ち上げ時におけるプラグ22及びアンビリカルケーブル21の挙動)
図7は、本発明の実施例3に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。図8は、実施例3のアンビリカルケーブルが巻き取り棒に巻き取られる動作を説明する図である。図7及び図8を参照しながら、ロケット1の打ち上げ時におけるアンビリカルケーブル21及びプラグ22の挙動について説明する。
図7は、本発明の実施例3に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。図8は、実施例3のアンビリカルケーブルが巻き取り棒に巻き取られる動作を説明する図である。図7及び図8を参照しながら、ロケット1の打ち上げ時におけるアンビリカルケーブル21及びプラグ22の挙動について説明する。
図7に示すように、ロケット1は、打ち上げ時において、燃料タンク3に貯留された燃料が燃焼室における点火及び燃焼によって、上昇する。ロケット1の上昇に伴って、レセプタクル4に嵌合したプラグ22も上昇する。プラグ22の上昇によって、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21は、たわみが解消された状態となる。アンビリカルケーブル21のたわみが解消されると、プラグ22は、アンビリカルケーブル21によってレセプタクル4から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル4から離脱する。
レセプタクル4から離脱したプラグ22は、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21と共に、下方に落下する。そして、プラグ22が接続されたアンビリカルケーブル21は、プラグ22から所定距離おいた接触点21aにおいて、巻き取り棒33の軸方向とアンビリカルケーブル21とが交差した状態で巻き取り棒33に接触する。この時点におけるプラグ22及びアンビリカルケーブル21の運動エネルギーは、プラグ22がレセプタクル4から離脱してから、プラグ22が接続されたアンビリカルケーブル21が、巻き取り棒33に捕捉されるまでの間で最大となる。アンビリカルケーブル21における巻き取り棒33に接触した接触点21aからプラグ22までの部分は、図8に示すように、巻き取り棒33に接触した部分を中心に、巻き取り棒33の周方向にアンビリカルマスト11側に向かって回転する。ここで、アンビリカルマスト11に支持具33a、33bによって支持された巻き取り棒33は、アンビリカルケーブル21の巻き取り棒33に接触した接触点21aからプラグ22の先端側までの長さよりも長くなるように、アンビリカルマスト11の側面11aとの間に所定の間隔を隔てて設置されている。したがって、アンビリカルケーブル21における巻き取り棒33に接触した接触点21aからプラグ22までの部分が、巻き取り棒33に接触した接触点21aを中心に、巻き取り棒33の周方向に回転する場合に、プラグ22はアンビリカルマスト11の側面11aに衝突しない。
その後、プラグ22及びアンビリカルケーブル21は、巻き取り棒33の周方向に回転しながら上昇し、プラグ22が巻き取り棒33の直上の位置に達するまで運動エネルギーが低減していく。そして、プラグ22及びアンビリカルケーブル21は、プラグ22が巻き取り棒33の直上にある位置から、巻き取り棒33の周方向に回転しながら下降し、プラグ22が巻き取り棒33の直下の位置に達するまで運動エネルギーが増加していく。ただし、この時点におけるプラグ22及びアンビリカルケーブル21の運動エネルギーは、一部が位置エネルギーに変換され、かつ、巻き取り棒33によって吸収された結果、上述の最大の運動エネルギーよりも小さくなる。したがって、上述のようにプラグ22及びアンビリカルケーブル21の運動エネルギーが最大となった時点から、プラグ22が接続されたアンビリカルケーブル21が巻き取り棒33に捕捉されるまで、運動エネルギーは低減していく。以上の動作の繰り返しの結果、図8に示すように、プラグ22が接続されたアンビリカルケーブル21は、巻き取り棒33によって巻き取られることにより運動エネルギーが吸収されて捕捉される。したがって、プラグ22は、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることが防止される。
以上のように、レセプタクル4から離脱したプラグ22が接続されたアンビリカルケーブル21は、落下して、巻き取り棒33によって巻き取られて捕捉される。これによって、プラグ22及びアンビリカルケーブル21は、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることが防止されるので、ロケット1に衝突することが抑制される。また、プラグ22は跳ね返りが抑制され、ロケット1に衝突することを回避することができる。
なお、プラグ22が接続されたアンビリカルケーブル21は、巻き取り棒33によって巻き取られた後、巻き取り棒33の周方向に逆回転して、巻き取り棒33から離脱する場合も発生し得る。あるいは、プラグ22が、アンビリカルケーブル21における巻き取り棒33に接触した接触点21aを中心に巻き取り棒33の周方向に回転する際に、アンビリカルケーブル21における接触点21aよりもケーブル固定部材12側の部分に接触して、アンビリカルケーブル21が巻き取られない場合も発生し得る。しかし、いずれの場合においても、プラグ22がアンビリカルケーブル21における巻き取り棒33に接触した接触点21aを中心に巻き取り棒33の周方向に回転することによって、プラグ22及びアンビリカルケーブル21の運動エネルギーの大部分が巻き取り棒33に吸収される。したがって、この場合も、プラグ22及びアンビリカルケーブル21は、打ち上げ中のロケット1側に向かって跳ね返ることが抑制されることになり、ロケット1に衝突することが抑制される。
また、本実施例に係るアンビリカル設備51bは、プラグ22又はプラグ22の近傍のアンビリカルケーブル21に所定の質量の重りを設置するものとしてもよい。これによって、プラグ22近傍の慣性が大きくなるので、風等の外乱の影響が低減され、プラグ22が、プラグ22に接続されたアンビリカルケーブル21と共に、下方に落下する動作を安定化させることができる。したがって、プラグ22が接続されたアンビリカルケーブル21を、重りを設置しない場合よりも確実に巻き取り棒33に接触させることができる。
また、巻き取り棒33は略円柱形状としているが、これに限定されるものではなく、柱形状であればよく、例えば、四角柱形状であるものとしてもよい。
1 ロケット
2 ロケット発射台
3 燃料タンク
4 レセプタクル
11 アンビリカルマスト
11a 側面
12 ケーブル固定部材
21 アンビリカルケーブル
21a 接触点
22 プラグ
31 衝撃吸収材
32a、32aa マスト側の一方の面ファスナー
32b ケーブル側の他方の面ファスナー
33 巻き取り棒
33a、33b 支持具
51、51a、51aa、51b アンビリカル設備
2 ロケット発射台
3 燃料タンク
4 レセプタクル
11 アンビリカルマスト
11a 側面
12 ケーブル固定部材
21 アンビリカルケーブル
21a 接触点
22 プラグ
31 衝撃吸収材
32a、32aa マスト側の一方の面ファスナー
32b ケーブル側の他方の面ファスナー
33 巻き取り棒
33a、33b 支持具
51、51a、51aa、51b アンビリカル設備
Claims (7)
- 打ち上げ前の飛翔体に並設されるアンビリカルマストと、
前記飛翔体に少なくとも電力を供給するケーブルであって、一端に前記飛翔体のレセプタクルに着脱自在なプラグが接続され、前記一端から他端までの一部が前記アンビリカルマストに固定されたアンビリカルケーブルと、
前記レセプタクルから離脱した前記プラグが落下してくる前記アンビリカルマストの部位に設けられて、前記プラグ又は前記アンビリカルケーブルの少なくとも一方が前記アンビリカルマストから離れる方向に運動する際の運動エネルギーを低減させる跳ね返り抑制部材と、
を備えたことを特徴とするアンビリカル設備。 - 前記跳ね返り抑制部材は、
衝撃吸収材であり、
前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルマストの側面において前記プラグが対向する位置に設置されたことを特徴とする請求項1に記載のアンビリカル設備。 - 前記跳ね返り抑制部材は、前記アンビリカルケーブルにおける前記プラグに接続された部分の近傍に固定されたケーブル側の一方の面ファスナーと、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルマストの前記側面において前記ケーブル側の一方の面ファスナーが対向する位置に設置されたマスト側の他方の面ファスナーと、を含むことを特徴とする請求項1に記載のアンビリカル設備。
- 前記跳ね返り抑制部材は、
棒状の部材であり、
前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルケーブル及び前記プラグの両方が対向する前記アンビリカルマストの前記側面から所定の間隔を隔てて設置され、かつ、前記アンビリカルケーブルの前記プラグから所定距離おいた接触点が、前記棒状の部材の軸方向と前記アンビリカルケーブルとが交差した状態で前記棒状の部材に接触するように設置されたことを特徴とする請求項1に記載のアンビリカル設備。 - 前記所定の間隔は、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルケーブルが前記棒状の部材に接触した前記接触点から前記プラグの先端側までの長さよりも長いことを特徴とする請求項4に記載のアンビリカル設備。
- 前記プラグ又は該プラグの近傍の前記アンビリカルケーブルに設置された所定の質量の重りを備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のアンビリカル設備。
- 前記アンビリカルケーブルが固定された位置の高さは、打ち上げ前の前記飛翔体の前記レセプタクルの位置の高さと一致することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のアンビリカル設備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013100623A JP2014218229A (ja) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | アンビリカル設備 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2013100623A JP2014218229A (ja) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | アンビリカル設備 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014218229A true JP2014218229A (ja) | 2014-11-20 |
Family
ID=51937109
Family Applications (1)
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JP2013100623A Pending JP2014218229A (ja) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | アンビリカル設備 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2014218229A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105129105A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-12-09 | 北京航天发射技术研究所 | 脱落回收机构 |
CN105953646A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-21 | 上海机电工程研究所 | 一种发射箱用电插头插拔机构防反弹装置 |
US20160340062A1 (en) * | 2014-02-03 | 2016-11-24 | Ruag Schweiz Ag, Ruag Space | Cryogenic fuelling system |
WO2023177228A1 (ko) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | (주)이노스페이스 | 전자석을 이용한 우주발사체용 전기엄빌리컬시스템 |
-
2013
- 2013-05-10 JP JP2013100623A patent/JP2014218229A/ja active Pending
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