JP3143654B2 - Nozzle for ram rocket - Google Patents

Nozzle for ram rocket

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JP3143654B2 JP05088779A JP8877993A JP3143654B2 JP 3143654 B2 JP3143654 B2 JP 3143654B2 JP 05088779 A JP05088779 A JP 05088779A JP 8877993 A JP8877993 A JP 8877993A JP 3143654 B2 JP3143654 B2 JP 3143654B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ラム燃焼器内に装填
した推進薬によるブースタ作動ののち、ラムジェット作
動に移行するラムロケットに用いられるラムロケット用
ノズルに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ram rocket nozzle used for a ram rocket which starts a ram jet operation after a booster operation by a propellant loaded in a ram combustor.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のラムロケット用ノズルとして
は、例えば図5に示すようなものがあった。
2. Description of the Related Art As this type of ram rocket nozzle, for example, there is one shown in FIG.

【0003】図示のラムロケット用ノズル100は、ラ
ム燃焼器の尾部に設けられるラムジェットノズル101
の内側に、火工品により作動する分離装置102やその
他の固定用部材103を用いて、ブースタノズル104
を取付けた構成になっている。前記ブースタノズル10
4は、コンバージェント部C、スロート部T、およびダ
イバージェント部D等の各部の強度や耐熱性を考慮し
て、様々な部材を組合わせることにより構成されてい
る。
A ram rocket nozzle 100 shown in the figure is a ram jet nozzle 101 provided at the tail of a ram combustor.
Inside the booster nozzle 104 using a separation device 102 and other fixing members 103 operated by a pyrotechnic.
Is attached. The booster nozzle 10
Reference numeral 4 is formed by combining various members in consideration of the strength and heat resistance of each part such as the convergent part C, the throat part T, and the divergent part D.

【0004】上記のラムロケット用ノズル100は、ラ
ム燃料器内に固体推進薬を装填したラムロケットに用い
られ、固体推進薬を燃焼させるブースタ作動時におい
て、その燃焼ガスをブースタノズル104から噴出させ
る。そして、前記固体推進薬の燃焼終了とともにブース
タノズル104を離脱させ、導入した外気とラム燃料と
を混合してラム燃焼器で連続燃焼させるラム作動時にお
いては、その燃焼ガスをラムノズル101から噴出させ
ることとなる。
The above-described ram rocket nozzle 100 is used for a ram rocket in which a solid propellant is loaded in a ram fuel unit, and when the booster for burning the solid propellant is operated, the combustion gas is ejected from the booster nozzle 104. . At the time of the ram operation in which the booster nozzle 104 is detached with the completion of the combustion of the solid propellant and the introduced outside air and the ram fuel are mixed and continuously burned by the ram combustor, the combustion gas is ejected from the ram nozzle 101. It will be.

【0005】上記のようなラムロケット用ノズル101
は、例えば米国特許第4,022,129号明細書に記
載されている。
A nozzle 101 for a ram rocket as described above
Are described, for example, in U.S. Pat. No. 4,022,129.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな従来のラムロケット用ノズル100にあっては、ブ
ースタ作動後にブースタノズル104を離脱させること
から、例えばラムロケットを空中発射した場合に、空中
に放出されたブロック状態のブースタノズル104が自
機や後続機に衝突する恐れがあり、これを防止するため
に、発射のタイミングやブースタ用推進薬の燃焼時間の
長さ等、ラムロケット自体の運用や設計に数々の制約が
あった。
However, in the conventional ram rocket nozzle 100 described above, the booster nozzle 104 is detached after the booster is operated. There is a risk that the booster nozzle 104 in the blocked state released to the ram rocket itself may collide with its own aircraft or the succeeding aircraft. There were numerous restrictions on operation and design.

【0007】また、従来のラムロケット用ノズル100
は、除去されるブースタノズル104においても高い耐
熱性能が要求されており、この様な要求も設計上の制約
を受ける一因となっていた。
Also, a conventional ram rocket nozzle 100
However, high heat resistance is also required for the booster nozzle 104 to be removed, and such a requirement also contributes to design restrictions.

【0008】[0008]

【発明の目的】この発明は、上記したような従来の状況
に鑑みて成されたもので、空中における自機や後続機に
対する危険性を解消すると共に、ノズルおよびラムロケ
ット全体の運用上や設計上の制約を緩和することができ
るラムロケット用ノズルを提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and eliminates the danger to the own aircraft and the following aircraft in the air. It is an object of the present invention to provide a ram rocket nozzle capable of relaxing the above restrictions.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係わるラムロ
ケット用ノズルは、ラムジェット作動時の燃焼ガスを噴
出させるラムノズルの内側に、ブースタ作動時の燃焼ガ
スを噴出させるブースタノズルを備えたラムロケット用
ノズルにおいて、燃焼ガスの熱により融解ないしは燃尽
などして消失する高温消失性素材で前記ブースタノズル
を形成すると共に、同ブースタノズルに冷却用流体を流
通させる流路を設け、ブースタ作動開始とともに冷却用
流体を流路に流通させ且つブースタ作動終了に伴って冷
却用流体の供給を停止する供給装置を備えた構成として
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。
A ram rocket nozzle according to the present invention comprises a ram rocket provided with a booster nozzle for ejecting combustion gas when a booster is operated, inside a ram nozzle for ejecting combustion gas when a ram jet is operated. In the nozzle, the booster nozzle is formed of a high-temperature dissipative material that is melted or burned off due to the heat of the combustion gas and provided with a flow path for circulating a cooling fluid through the booster nozzle. The cooling fluid is circulated through the flow path, and the supply device for stopping the supply of the cooling fluid when the booster operation is completed is provided. The above configuration is a means for solving the problem.

【0010】[0010]

【発明の作用】この発明に係わるラムロケット用ノズル
は、高温消失性素材で形成されたブースタノズルに冷却
用流体の流路を設けたことにより、ブースタ作動時にお
いては、供給装置により流路に冷却用流体を流通させて
ブースタノズルを冷却する。したがって、ブースタノズ
ルは、充分な耐熱性を有する素材を用いなくても、燃焼
ガスの熱による焼損が防止される。
The ram rocket nozzle according to the present invention has a booster nozzle formed of a high-temperature dissipative material provided with a cooling fluid flow path. The booster nozzle is cooled by flowing a cooling fluid. Therefore, even if the booster nozzle does not use a material having sufficient heat resistance, burning due to the heat of the combustion gas is prevented.

【0011】また、上記ラムロケット用ノズルは、ブー
スタ作動の終了とともに供給装置により冷却用流体の流
通を停止させると、燃焼ガスの熱によってブースタノズ
ルが融解ないしは焼尽などして消失することとなり、前
記ブースタノズルをブロック状態で飛散させることがな
い。
Further, when the flow of the cooling fluid is stopped by the supply device at the end of the booster operation, the ram rocket nozzle is melted or burned out by the heat of the combustion gas and disappears. The booster nozzle is not scattered in a block state.

【0012】[0012]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図1〜図4に基
づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0013】ラムロケット用ノズル1は、図4に示すラ
ムロケットRの尾部に設けてある。
The ram rocket nozzle 1 is provided at the tail of the ram rocket R shown in FIG.

【0014】ラムロケットRは、外筒2により形成され
るラム燃焼器3の頭部側にガス発生器4を備えると共
に、前記外筒2の側部に外気導入用のディフューザ5を
複数備え、同外筒2の尾部内側に前記ラムロケット用ノ
ズル1を備えている。
The ram rocket R includes a gas generator 4 on the head side of a ram combustor 3 formed by the outer cylinder 2 and a plurality of diffusers 5 for introducing outside air on a side of the outer cylinder 2. The ram rocket nozzle 1 is provided inside the tail of the outer cylinder 2.

【0015】前記ラム燃焼器3の内部には、固体のブー
スタ用推進薬6が装填してある。前記ガス発生器3は、
頭部側に図示しないペイロード搭載部が接続されると共
に、尾部に噴射ノズル7を備えており、その内部には、
燃焼過剰の組成を有する固体のサステーナ推進薬8が装
填してある。なお、前記ラム燃焼器3と噴射ノズル7と
の間には、燃尽性を有する素材で形成された隔壁9が設
けてある。
The ram combustor 3 is loaded with a solid booster propellant 6. The gas generator 3 includes:
A payload mounting part (not shown) is connected to the head side, and an injection nozzle 7 is provided at the tail part.
It is loaded with a solid sustainer propellant 8 having an overburning composition. Note that a partition 9 made of a material having combustibility is provided between the ram combustor 3 and the injection nozzle 7.

【0016】前記ディフューザ5は、頭部側に開口した
空気取入口10を有すると共に、前記ラム燃焼器3の頭
部寄りの部分に連通している。なお、ディフューザ5と
ラム燃焼器3との連通部分は、ポートカバー11によっ
て一時的に閉塞してある。また、前記ディフューザ5の
尾部側には、ポートカバー11の解除装置や、後記する
冷却用流体の供給装置などを搭載する収納部12が設け
てある。
The diffuser 5 has an air intake port 10 opened to the head side, and communicates with a portion of the ram combustor 3 near the head. The communication portion between the diffuser 5 and the ram combustor 3 is temporarily closed by the port cover 11. On the tail side of the diffuser 5, there is provided a storage unit 12 for mounting a release device for the port cover 11, a cooling fluid supply device described later, and the like.

【0017】前記ラムロケット用ノズル1は、図1に示
すように、外筒2の尾部内側に固定されたラムノズル2
1と、その内側に設けたブースタノズル22で構成して
ある。前記ラムノズル21は、燃焼ガスに対して充分な
耐熱性を有する複合材料等で形成してある。
As shown in FIG. 1, the ram rocket nozzle 1 includes a ram nozzle 2 fixed inside a tail portion of an outer cylinder 2.
1 and a booster nozzle 22 provided inside thereof. The ram nozzle 21 is formed of a composite material having sufficient heat resistance to combustion gas.

【0018】前記ブースタノズル22は、コンバージェ
ント部C、スロート部T、およびダイバージェントDを
形成するノズル本体31と、このノズル本体31とラム
ノズル21の間に嵌合状態となる固定用ブロック32と
で構成してあって、燃焼ガスの熱により融解ないしは燃
尽などして消失する高温消失性素材であるプラスチック
で形成してある。
The booster nozzle 22 includes a nozzle body 31 forming a convergent portion C, a throat portion T, and a divergent D, and a fixing block 32 which is fitted between the nozzle body 31 and the ram nozzle 21. And is made of plastic which is a high-temperature dissipative material which disappears by melting or burning out due to the heat of the combustion gas.

【0019】前記ノズル本体31には、冷却用流体を流
通させる流路33が形成してある。この流路33は、図
1中に一部を点線で示すように、ノズルの入口側から出
口側にかけて螺旋状に形成してある。
The nozzle main body 31 has a flow passage 33 through which a cooling fluid flows. The flow path 33 is formed in a spiral shape from the inlet side to the outlet side of the nozzle, as partially shown by a dotted line in FIG.

【0020】さらに、前記ノズル本体31のノズル入口
側と出口側の各端部には、流路33に連通するコネクタ
34,35が夫々設けてあり、ノズル入口側のコネクタ
34には冷却用流体の供給用パイプ36が、また、ノズ
ル出口側のコネクタ35には冷却用流体の回収用パイプ
37が接続してある。
Further, connectors 34 and 35 communicating with the flow path 33 are provided at each end of the nozzle body 31 on the nozzle inlet side and the outlet side, respectively. The connector 34 on the nozzle inlet side has a cooling fluid. And a connector 35 on the nozzle outlet side is connected to a cooling fluid recovery pipe 37.

【0021】前記各パイプ36,37は、その外側に耐
熱コーティングが施してあって、図2にも示すようにノ
ズル出口部分から外筒2の外側に導かれ、先述した収納
部12内の冷却用流体供給装置に接続してある。
Each of the pipes 36 and 37 is provided with a heat-resistant coating on the outside thereof, and is led to the outside of the outer cylinder 2 from the nozzle outlet as shown in FIG. Connected to the fluid supply device.

【0022】上記供給装置は、図3に示すように、加圧
用ガスを充填した圧力容器41と、冷却用流体42を充
填したタンク43を備えており、加圧用ガスの圧力で前
記タンク43内のピストン44を押動することにより、
冷却用流体42を供給用パイプ36側に加圧供給する。
なお、加圧用ガスとしては例えば窒素ガスが用いられ、
冷却用流体としては例えば液体窒素が用いられる。ま
た、上記供給装置には、当然バルブ機構等の他の制御装
置が含まれる。
As shown in FIG. 3, the supply device includes a pressure vessel 41 filled with a pressurizing gas and a tank 43 filled with a cooling fluid 42. The tank 43 is filled with the pressure of the pressurizing gas. By pushing the piston 44 of
The cooling fluid 42 is supplied under pressure to the supply pipe 36 side.
As the pressurizing gas, for example, nitrogen gas is used,
For example, liquid nitrogen is used as the cooling fluid. Further, the supply device naturally includes other control devices such as a valve mechanism.

【0023】次に、上記ラムロケット用ノズル1の動作
をラムロケットRの動きとともに説明する。
Next, the operation of the ram rocket nozzle 1 will be described together with the operation of the ram rocket R.

【0024】ラムロケットRは、ブースタ用推進薬6に
点火することにより発進・加速する。このブースタ作動
時において、ラムロケット用ノズル1は、ブースタ用推
進薬6の燃焼で生じた燃焼ガスをブースタノズル22か
ら噴出させる一方で、供給装置により流路33に冷却用
流体42を流通させてブースタノズル22を冷却し、前
記ブースタノズル22が燃焼ガスにより焼損するのを確
実に防いでいる。
The ram rocket R starts and accelerates by igniting the booster propellant 6. During the operation of the booster, the ram rocket nozzle 1 causes the combustion gas generated by the combustion of the booster propellant 6 to be ejected from the booster nozzle 22, and the supply device causes the cooling fluid 42 to flow through the flow path 33. The booster nozzle 22 is cooled to reliably prevent the booster nozzle 22 from being burned out by the combustion gas.

【0025】ここで、前記冷却用流体42の供給装置
は、燃焼ガスの熱によって気化膨脹したガスを回収用パ
イプ37を通して圧力容器41に回収し、そのガスをラ
ムロケットRに用いられるアクチュエータ類(A)の動
力源として利用するようにしてある。
Here, the supply device of the cooling fluid 42 recovers the gas vaporized and expanded by the heat of the combustion gas into the pressure vessel 41 through the recovery pipe 37, and then uses the gas for the actuators (for the ram rocket R). A) is used as a power source.

【0026】次いで、ラムロケットRは、ブースタ用推
進薬6の燃焼終了に伴って、ラム燃焼器頭部の隔壁9を
焼尽させるとともにサステーナ推進薬8への点火を行
い、且つポートカバー11を除去する。これにより、ラ
ムロケットRは、ディフューザ5から導入した外気と、
サステーナ推進薬8の燃焼で生じたラム燃料としての可
燃性ガスとを混合させてラム燃焼器3で連続燃焼させ、
ラムジェット作動状態となる。
Next, the ram rocket R burns out the partition 9 at the head of the ram combustor, ignites the sustainer propellant 8, and removes the port cover 11 with the end of the combustion of the booster propellant 6. I do. Thus, the ram rocket R is connected to the outside air introduced from the diffuser 5,
The ram combustor 3 mixes the combustible gas as the ram fuel generated by the combustion of the sustainer propellant 8 with the combustible gas and continuously burns the mixture.
The ramjet is activated.

【0027】このとき、ラムロケット用ノズル1では、
前記ブースタ用推進薬6の燃焼終了に伴って、供給装置
により冷却用流体42の供給が停止される。これによ
り、ラムロケット用ノズル1は、高温消失性素材から成
るブースタノズル22が燃焼ガスの熱によって融解除去
されることとなり、ラムジェット作動時の燃焼ガスをラ
ムノズル21から噴出させることとなる。
At this time, in the ram rocket nozzle 1,
With the completion of the combustion of the booster propellant 6, the supply of the cooling fluid 42 is stopped by the supply device. As a result, in the ram rocket nozzle 1, the booster nozzle 22 made of a high-temperature dissipative material is melted and removed by the heat of the combustion gas, and the combustion gas when the ram jet is operated is ejected from the ram nozzle 21.

【0028】このように、上記実施例のラムロケット用
ノズル1では、プラスチック製のブースタノズル22を
ブースタ作動に充分に対応させることができるようにな
り、しかも、ラムジェット作動に移行する際に前記ブー
スタノズル22を融解除去することから、空中にブロッ
ク状態で飛散させるものがほとんど無く、例えばラムロ
ケットRを発射した自機や後続機に危険を及ぼす恐れも
全く無い。
As described above, in the ram rocket nozzle 1 of the above-described embodiment, the plastic booster nozzle 22 can sufficiently respond to the booster operation. Since the booster nozzle 22 is melted and removed, there is almost nothing to be scattered in the air in the form of a block, and there is no danger at all, for example, of the own machine or the following machine that fired the ram rocket R.

【0029】なお、この発明によるラムロケット用ノズ
ルは、ブースタノズルの素材や流路の形状等が上記実施
例のみに限定されることはなく、このほか、上記実施例
のように流路を螺旋状に形成する場合には、その流路を
複数条設けて冷却効果をより高めるようにすることなど
も良い。
In the ram rocket nozzle according to the present invention, the material of the booster nozzle, the shape of the flow path, and the like are not limited to the above-described embodiment. In the case of forming the shape, a plurality of flow paths may be provided to enhance the cooling effect.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明のラ
ムロケット用ノズルによれば、ブースタ作動からラムジ
ェット作動に移行する際に、ブースタノズルの流路に対
する冷却用流体の供給を停止してブースタノズルを融解
ないし焼尽などによって高温消失させてしまうので、空
中にブロック状態で飛散させるものがほとんど無く、ラ
ムロケットを発射した自機や後続機に対する危険性を解
消することができる。
As described above, according to the ram rocket nozzle of the present invention, when shifting from the booster operation to the ram jet operation, the supply of the cooling fluid to the flow path of the booster nozzle is stopped. Since the booster nozzles are melted or burned out and the high temperature disappears, there is almost nothing to be scattered in the air in a block state, and it is possible to eliminate the danger to the self-machine and the following machine that fired the ram rocket.

【0031】また、ブースタノズルに充分な耐熱性を有
する素材を用いなくても、ブースタノズルの流路に冷却
用流体を流通させて同ブースタノズルを冷却することで
ブースタ作動に充分対応することができるので、ブース
タノズルに適用可能な素材の種類を拡大することができ
ると共に、ブロック状態で放出されたブースタノズルに
よる危険性を回避するためにラムロケット自体に講じる
手段(例えば発射タイミングやブースタ用推進薬の燃焼
時間の調整)が不要となるので、ノズルおよびラムロケ
ット全体の運用上や設計上の制約を大幅に緩和すること
ができる。
Also, without using a material having sufficient heat resistance for the booster nozzle, it is possible to sufficiently cope with the booster operation by cooling the booster nozzle by flowing a cooling fluid through the flow path of the booster nozzle. Therefore, the type of material applicable to the booster nozzle can be expanded, and measures to be taken on the ram rocket itself to avoid the danger caused by the booster nozzle released in a block state (for example, launch timing and propulsion for the booster) (Adjustment of the combustion time of the medicine) is not required, so that the operational and design constraints of the entire nozzle and the ram rocket can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例によるラムロケット用ノズ
ルを説明する断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a ram rocket nozzle according to an embodiment of the present invention.

【図2】ラムロケット用ノズルの出口側の一部分を示す
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a part of an outlet side of a ram rocket nozzle.

【図3】冷却用流体の供給装置を示す概略説明図であ
る。
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a cooling fluid supply device.

【図4】図1に示すラムロケット用ノズルを備えたラム
ロケットを説明する断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a ram rocket provided with the ram rocket nozzle shown in FIG.

【図5】従来におけるラムロケット用ノズルを説明する
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a conventional ram rocket nozzle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R ラムロケット 1 ラムロケット用ノズル 21 ラムノズル 22 ブースタノズル 33 流路 R Ram rocket 1 Ram rocket nozzle 21 Ram nozzle 22 Booster nozzle 33 Channel

フロントページの続き (72)発明者 中 村 彰 博 東京都杉並区桃井3−5−1 株式会社 日産エアロスペースエンジニアリング 内 (56)参考文献 特開 昭63−120841(JP,A) 実開 昭63−168247(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02K 7/18 F02K 9/78 Continuation of front page (72) Inventor Akihiro Nakamura 3-5-1 Momoi, Suginami-ku, Tokyo Nissan Aerospace Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-63-120841 (JP, A) Shokai Sho63 −168247 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02K 7/18 F02K 9/78

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ラムジェット作動時の燃焼ガスを噴出さ
せるラムノズルの内側に、ブースタ作動時の燃焼ガスを
噴出させるブースタノズルを備えたラムロケット用ノズ
ルにおいて、燃焼ガスの熱により融解ないしは燃尽など
して消失する高温消失性素材で前記ブースタノズルを形
成すると共に、同ブースタノズルに冷却用流体を流通さ
せる流路を設け、ブースタ作動開始とともに冷却用流体
を流路に流通させ且つブースタ作動終了に伴って冷却用
流体の供給を停止する供給装置を備えたことを特徴とす
るラムロケット用ノズル。
1. A ram rocket nozzle having a booster nozzle for ejecting a combustion gas when a booster is operated inside a ram nozzle for ejecting a combustion gas when a ram jet is operated. Along with forming the booster nozzle with the high-temperature dissipative material that disappears as a result, a flow path for flowing a cooling fluid through the booster nozzle is provided, and when the booster operation starts, the cooling fluid flows through the flow path and the booster operation ends. A ram rocket nozzle including a supply device for stopping supply of a cooling fluid.
JP05088779A 1993-04-15 1993-04-15 Nozzle for ram rocket Expired - Lifetime JP3143654B2 (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507409C1 (en) * 2012-07-03 2014-02-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Burnable nozzle of ramjet

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