JPS59176454A - 点火装置及びロケツト・モ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、一般に技術上の要求から点火をモーターの後
端部から行なう単一ポートノズルを備えた、ロケットモ
ータの改良された点火装置に関するものである。

（従来技術） 点火装置は、典型的には導火爆発装置又は点火キャンプ
と共に容器内に収納した花火充填剤から成っている。導
火***装置は電流を使って爆発され、導火爆発装置によ
って解放されたエネルギーは花火充填剤を点火させ、そ
の充填剤の点火はまたロケット・モータ一本体内に配設
した推進剤の露呈面全体を均一に点火させる。

軍用目的に使用するロケッＩ〜は、点火装着が諸種広範
な環境−ヒの極限に置かれた場合でも信頼出来る性能を
提供出来るものでなければならない。

後端部又はノズル端での点火システムは、約−５３，８
６Ｃ（−６５°Ｆ）なイシ６５．５℃（１５０’　Ｆ）
（７）温度範囲に亘って、点火スパイク又は遅発の無い
状態でロケット・モーターを高信頼度に点火させなけれ
ばならない。花火充填剤は振動又は熱衝撃を受けた場合
に亀裂又は分断化が行なわれてはならず、更に点火装着
はロケットの一体構造部分として装填され、しかも点火
後は比較的軽量の排出部片のみを発生しなければならな
い。

１９７８年８月１５日付で許可されイーラス・Ｐ・モー
リスとフレット・Ａ・クリスティ両氏を共同発明者とす
るカナダ国特許第１，０３６，４＋９号に記載された如
きロケッ１〜・モーター用後端部点火システムの開発前
には、大部分のロケット・モーターは、ロケット・モー
ターの頭端部に固定された点火装置を使って点火されて
いた。その特許時点前に利用されていたこれら特別のシ
ステム及び２〜３の型の後端部点火システムは、前述し
た設計上の諸要件に適合出来ない一方、同時に航空機の
発進用には利用可能である。銘記すべき点は点火中にお
ける大型の材料部片の排出がロケット又は後続の航空機
を損傷させ、又は不安定な燃焼とそれに引続く、に昇作
動圧力を生ぜしめ得ることである。ロケット・コニット
は自己内蔵型で、直径が比較的小さく且つ製造上比較的
廉価であることも要件になっていた。

上記概説した各種の要件は、実質的には上記カナダ国特
許第１，０３６，４］９号に記載された後端部点火シス
テムで満たされている。基本的には、このシステムはロ
ケット・モーター・ノズルの喉部に位置付けられている
破壊可能なプラスチック製ケ−スを有する軽油な点火装
着を使用している。点火ケースには、点火導火爆発管又
はキャップの爆発中に、点火装置が最初に所定位置に保
持され、次に、Ｗ火装置ケースを断片に破壊せしめるよ
うにケース上に作用する保持手段と共にノズル喉部の外
方へ移動可能とされ、その結果点火装置が全体的に破壊
されて比較的小さい破片にてロケット・モーターからＭ
ｊ：出され、こうしてロケット・モーターの作動−１−
の乱れを回避すると同時に後続の全ての航空機に対する
危険を回避する如く配置された保持手段か備えられてい
る。

上記カナダ国特許に記載された後端部点火システム、は
極めて成功的なものであることが証明されたが、潜在的
な一つの問題分野が残っており、これは点火装置全体と
ロケット・モーターのノズルの開に有効な耐候シールを
提供することである。

湿気分がノズル喉部と点火装置の間を通過し、ロケット
本体内に配置した推進剤と点火充填剤内に流入してこれ
らを湿めらせるのを阻止する効果的な耐湿性シールを設
けることがせ極めて重要である。湿気分の度合がどの程
度であれ、この湿気分は推進剤と点火剤の双方若しくは
一方の燃焼特性に害を及ぼし、厳しい場合においてはロ
ケット・モーターの遅発又は完全な点火失敗を生ぜしぬ
る。

ロケット・モーター用の耐候シシールを提供する目的に
利用可能な方法と装置全てから、２つのシステノ、が以
前成る程度の成功を以って使用された。第１のシステム
ではロケソ１〜・ノズル膨張コーン内に位置付けられた
ゴム製隔膜を使用し、その中央部分を点火装置の後方延
在面に重ね且つその側壁をノズル拡張コーンの隣接部分
に重ねていた。導火爆管用の点火線は、前記隔膜の中心
にある小さい孔に通される。隔膜をノズルの壁及び点火
装置の端部部分に付着させる目的で接着剤が使用された
。

開発され゛た第２の耐候シールには、ノズル拡張コーン
内に緩く嵌合する形状にされた円錐発泡プラグに点火装
置の端部部分を固着することが含まれている。接着材料
はこの発泡プラグの所定位置での固定を援助する。導火
爆管の点火線を通すため比較的広い通路が残された。最
終的な密封はシリコーン充填物を使用することによって
行なわれ、その充填物で発泡プラグの露呈端部全体を被
覆するとともに」−記通路も完全に充填した。

−１−記２つの耐候シールの設計にはある制限があった
。ゴム製隔膜の設置は、適当に固着された場合適当なシ
ールを提供したが、実際の生産ラインの状態では、接着
剤の使用量、接着を受ける部分の表面処理といったいく
つかの重要な処理パラメータや接着剤の適用方法等にお
いて、広範な態様をしばしば生ぜしめた。従って、膜と
ノズルの接着強度はしばしば貧弱であり、固着ラインは
不連続となり、その結果、湿気が漏洩しがちであった。

シリコーン充填の発泡プラグの設置も又接着剤５表面処
理等を含み、本質的に隔膜設置における場合と同様の実
際の生産ラインでの問題を受は易いものである。その上
、シリコーン充填発泡プラグは比較的容置があるので、
点火直後のロケット・　−モーター内に過剰圧力を生せ
しめる傾向がある。

（発明の目的） 本発明の基本的な目的は、後端部点火システムを使用す
る固体推進剤型ロケット・モーターのノズル喉部内に用
いる高信頼性の耐候シールを持った、低コストで据え付
けが容易な点火装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、固体ＩｆＬ進剤型剤型ロケットー
ター内で使用し、接着剤、充填物等の使用を必要としな
い効果的な耐候性密封装置を組み入れた改良型点火装置
を提供することにある。

（発明の構成） 従って、本発明は、−面においてロケット・モーターの
ノズルの喉部内に位置Ｌｊけら九るよう配設された改良
型点火装置を提供し、このロケット・モーター・ノズル
には喉部に向って収束する第１の面と、モーターの出口
端部に向かう方向で喉部から広がる第２の面即ち拡張コ
ーンが含まれている。点火装置には閉端部を有する円筒
管が含まれ、その管は、閉端部が前述したモーター出口
端部に面する状態でノズル喉部内に位置付けられるよう
配置されている。管の閉端部には電気的に励起される点
火導火爆管が設置されている。点火充填剤は管内に収納
され、その管の反対側端部には充填剤を所定位置に保持
する適当な装置が備えられている。第１の保持手段は、
閉端部から隔置された場所で円筒管に固定され、その保
持手段は管から外方へ延び、最初に述べたノズルの面と
係合するようになっている。本発明は、円筒管の閉端部
に隣接してその管上の環状溝を定める手段を含み、弾性
的環状ガスケットが環状溝内に位置付けられ、その溝か
ら外方へ突出するような第２の保持手段によって特徴づ
けられている。この弾性ガスケットは、第２の面即ちノ
ズルの拡張コーンと緊密且つ密封状態！、こて係合する
ようになっている。拡張ノズルの広がる円錐壁に対し押
し付けられる弾性環状ガスケン１−は、効果的な耐候性
シールを提供するだけでなくノズル喉部内での点火装置
の固定又は位置付けを助けるものである。

弾性環状ガスケツ１−は典型的にはエラストマー状○リ
ングであり、これは管−ヒに設けた環状溝内に容易に嵌
合可能である。その結果、点火組立体には効果的で容易
に据（＝Ｉけられる低コストで軽量の耐候性シールが４
＃ｉえられ、この耐候性シールは、点火装置をノズル喉
部内の所望の位置にて確実に保持する簡便な手段を提供
する付加的な利点を有している。

（実施例） 以下、図面を用いて実施例を詳細に説明する。

まず、第１図は、ロケット・モーター１ｏの後端部分を
示したものであり、そのロケット・モーターは、取りわ
け固体ロケット推進燃料１４の本体を含むようにした円
筒ハウジング１２が含まれている。

ノズル組立体１６は円筒ハウジング１２の後端部に固定
され、そのノズル組立体】６はノズル喉部２ｏに向って
収束する内側円錐面１８を定め、更に別の円錐面２２は
ノズル喉部２ｏがらノズルの後端部に向って外方に広が
りノズル拡張コーンを定めている。ノズル喉部２０は、
作動中に遭遇する極めて高い温度に抵抗し得る材料で作
成しなければならない。

点火装置２４は、開端部２８と閉端部３ｏを有する円筒
管２６からなっている。閉端部３ｏには直径が縮小され
た筒状部３２が含まれている。電気的に励起される導火
爆管３４は寸法の縮小された筒状部３２内に位置付けら
れ、米国のノー１１ストロング社から部品番号Ａ３４で
販売されているような適当な接着剤によって筒状部内に
保持される。導火爆管用の電気り−１−線３６は、点火
装置の管の閉端部にある小孔３８に通される。電気リー
ド線３６は、ノズル組立体１６の出口端部に隣接して設
けられた適当な接点４０迄外方に延在している。

前掲したカナダ国特許第１，０３６，４１９号に、より
完全に説明されているように、点火装置には多数の等間
隔に隔置された花弁型セグメント４２が備えてあり、そ
のセグメントは、管の中心軸線に対し、ノズルの内側円
錆６面１８により定められるコーン角度に相当する角度
で外方に延在している。花弁型セグメンｌ〜４２は、第
２図に示したように、管の閉端部３０から短かい距離だ
け隔った位置にある円筒管２６の壁と一体構造的に形成
されている。各花弁型セグメント 部分４４が設けられている。第２図から、花弁型セグメ
ント４２は前述のノズルの内側円錐面１８に対して当接
して緩く嵌合し、点火装置を所定の位置に保持するのを
援助していることがわかる。カナダ国特許第１，０３６
．■９号にさらに詳しく説明されているように、点火装
置が点火中にノズル喉部２０を通って外方に挿し出され
る際、花弁型セグメン１〜４２は内方に曲がり、厚くし
た部分４４が管の壁に対して押し当てられ、その結果、
管が破壊し押しつぶされる。前述した特許で指摘したよ
うに、ノズル喉部での点火装置の円筒管２６の嵌合は極
めて重要であり、その嵌合がきつすぎる場合には管は相
当長時器に互ってノズル喉部内に保持され、その結果、
点火過剰圧力が生じる。一方、管が緩くなり過ぎている
場合には点火中に点火装置の早期排出と火炎の弱い広が
りが生ずることになる。一体構造的に形成された花弁型
セグメント４２を含む点火装置の管は、好適にはガラス
繊維が約３０％でナイロンが７０％から成る材料で作製
される。

点火装瞳内で使用される好適な点火充填剤４６は、典型
的にはＢＰＮペレットと称するホウ素カリウム硝酸塩の
ペレットからなる。これらのペレットの所望の特性につ
いては前述した特許に完全に説明されている。これらの
ペレットは、ロケット本体内に含まれている固体ロケッ
ト推進燃料１４の円滑且つ迅速な着火を提供し、また、
そのペレットは、部分的に燃焼するペレツ１〜の放出が
少ないか又は皆無となるような割合で燃焼する。

更に前掲のカナダ国特許第１，０３６，４１．９号に詳
細に説明しであるように、点火装置の円筒管２６の開端
部２８は、所定位置に固着されている発泡ポリウレタン
製のプラグ４８によって閉鎖される。このプラグは、点
火装置及び組立てられたロケット・モーターの取り扱い
中にペレットを管内に保持する。

プラグ４８は又ＢＮＰペレットに対してばねクッション
としても作用し、従って、過剰な運動及びそれに続いて
起こる激しい振動期間中のペレツ１−の粉体化又は亀裂
発生を阻止する。更にペレットの粉体化及び亀裂発生に
対し保護するために、導火爆管３４を取巻く環状発泡ク
ッション５０も備えており、これはペレッＩ−の保護に
加えて、点火時に導火爆管のハウジングが導火爆管のチ
ップの代りに壁土で破壊される際のまれな状況下で、導
火爆管の火炎に別の径路を提供するものである。更に又
、発泡ポリウレタンの別の特性については、前掲の特許
を参照すべきである。適当な導火爆管の電気的特性につ
いての別の説明及び一般に典型的な点火装置の点火特性
、加圧割合等についても前述の特許を参照すべきである
。

以上述べて来たように、本明細書の説明では、カナダ国
特許第１，０３６，４１９号に記載されている後端部点
火システムの特性に共通している特性の説明を行なった
。ここで、本発明を特徴付けている耐候性シールの設置
について遠来る。

第２図を特に参照すると、点火装置の円筒管２６の閉端
部３０には、寸法が縮小されて延在する筒状部３２に対
し、ある間隔をもって包囲された関係で配設された延在
の環状部分５２が備えである。この環状部分５２は、Ｏ
リング・シール５６を受入れる環状溝５７Ｉを持ってい
る。第２図から、ロケット・ノズルの喉部内に点火装置
２４を位置付けるよう作用するのと同様に、ロケツ１へ
・ノズルの円錐面２２との良好なシールを提供すべくＯ
リングが位置付けられるように、Ｏリング・シール５６
の断面寸法とともに○リンク溝たる環状溝５４の幅と底
部の直径が選択されていることが理解されよう。０リン
グシールの半径方向圧縮から発生する内側に向けられた
力の成分は、良好な密封作用を生ぜしぬ、湿気分がノズ
ル喉部と点火装置の間を通るのを阻止する。その上、Ｏ
リングが円錐面２２に対して押し伺けられているので、
軸方向に向けられた力の成分が発生し、その結果、花弁
型セグメント４２が内側円錐面］８と密接した当接関係
をもって保持される。

ロケノ１へ・モーターの組立て途中で、適当な潤滑剤の
薄い層で被膜されたＯリング・シール５６は、点火装置
の閉端部上で引き伸ばされた後、環状溝５４内にスナッ
プ式に嵌め込まれる。次に、完全に組み立てられた点火
装置２４は、点火装置の花弁型セグメン１−４２が内側
円錐面１８を押す迄ノズル喉部２０に押し込まれる。こ
の時点で、Ｏリング・シール５６は喉部の最小径の点を
越えて後方に移動されており、ノズルの拡張部分の円錐
面２２に対し圧接し、かくしてノズル喉部を効果的に密
封し、かつ点火装置２４を所定位置に適切に保持する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ノズル喉部内に位置付けられた改良型点火装
置を示すロケット・モーターのノズル端部における長手
方向断面図、 第２図は、耐候性シール／点火装置位置付は手段を図解
した改良型点火装置の長手方向断面図、第３図は、点火
装置のみの端面図である。 １０・・　ロケット・モーター、　１６　　・・　ノズ
ル組立体、１８・・・内側円錐面、２０・　ノズル喉部
、２２・−・円錐面、２／Ｉ・・一点火装置、２６・・
円筒管、３０・　閉端部、３４・・導火爆管、４２・・
花弁型セグメント、／１６・・・点火充填剤、５４　　
・・環状溝、５６　　・・Ｏリング・シール。 カナディアンガヴアメント

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ロケット・モーターのノズルの喉部に配設さ
   れた点火装置であって、前記ロケット・モーター・ノズ
   ルは、その喉部に向って収束する第１の面と、ロケット
   ・モーターの後端部又は出口端部に向かう方向で喉部か
   ら離れるに従って広がる第２の面を備え、前記点火装置
   は、閉端部を有し前記出口端部に面する前記閉端部と共
   にノズル喉部に配設された管と、前記管の閉端部内に位
   置付けられた電気的に励起される点火装置導火爆管と、
   前記管内の点火充填剤及びその充填剤を所定の位置に保
   持するために前記管の他方の端部に組合わせられた装置
   と、前記閉端部から隔った位置で前記管に固定されその
   管から外方に麺在しノズルの前記第１の面と係合するよ
   うに設けられた第１の保持手段と、前記閉端部に隣接し
   前記管の上の環状溝を定める装置及び前記環状溝内に位
   置付けられてその溝から外方へ突出しノズルの前記第２
   の面と緊密に密閉係合して前記第１の保持手段と共に点
   火装置をノズル喉部に位置付け、保持するように配置さ
   れた弾性環状ガスケットを含む第２の保持手段とから成
   ることを特徴とする点火装置。
2. （２）喉部、該喉部に向って収束する第１の円錐面及び
   モーターの後端部に向って喉部がら離れるに従って広が
   る第２の円錐面を有するノズルと、前記第１の保持手段
   が前記第１の面と係合し前記＠２の保持手段の前記ガス
   ケツ［・が前記第２の面と密封係合した状態で、前記喉
   部に位置付けられた特許請求の範囲第（］）項に記載の
   点火装置とを含むことを特徴とするロケソ１〜・モータ
   ー。
3. （３）前記環状ガスケットがエラストマー材料のＯリン
   グであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に
   記載の装置。
4. （４）前記第１の保持手段が前記第１の面の収束角度に
   対応する角度で前記管から外方へ延在する複数個のセグ
   メントを含み、管の前記閉端部が縮小寸、去の部分を有
   しその縮小寸法部分に前記点火装置導火爆管が位置付れ
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   に記載の装置。
5. （５）　　前記第１の保持手段が第１の面の収束角度に
   対応する角度で前記管から外方へ延在する複数個のセフ
   メン１〜を含み、管の前記閉端部が縮小寸法の部分を有
   し、その縮小寸法部分に前記点火装置導火爆管が位置付
   けられ、前記セグメントが。 導火爆管の爆発中に点火装置が最初所定位置に保持され
   然る後移動が許容されてセグメントを内方に曲げて管を
   破壊し、点火装置を押しつぶしてロケットからその破片
   を排出し始めるような可撓性と強度を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第（］）項に記載の装置。
6. （６）前記管が円筒状であることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項に記載の装置。
7. （７）喉部を有するノズルと、前記喉部に向って収束す
   る第１の円錐面及びモーターの後端部に向って喉部から
   離れるに従い広がる第２の円錐面と、前記第１の保持手
   段が前記第１の面と係合し前記第２の保持手段の前記ガ
   スケットが前記第２の面と密封係合した状態で前記喉部
   内に位置付けられた特許請求の範囲第（１）項に記載の
   点火装置とを含み、前記環状ガスケツ１〜が前記第２の
   円錐面との接触のため圧縮されその圧縮が第２の円錐面
   と環状ガスケットの間及び環状ガスケットと点火装置の
   環状溝の間の確実な密封係合状態を生ぜしめ、前記環状
   ガスケットの前記圧縮がまた第１の保持手段をノズルの
   第１の円錐面と係合状態に保持するような軸方向の力成
   分を生ぜしめ、それにより点火装置をノズル喉部内に固
   定することを特徴とするロケット・モーター。