WO2016117202A1 - ロケットエンジンの燃焼器の製造方法、ロケットエンジンの燃焼器、および、ロケットエンジン - Google Patents

ロケットエンジンの燃焼器の製造方法、ロケットエンジンの燃焼器、および、ロケットエンジン Download PDF

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combustor
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rocket engine
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高橋　孝幸
都築　圭紀
一広 梶間
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三菱重工業株式会社
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    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a rocket engine combustor, a rocket engine combustor, and a rocket engine.
  • a cooling mechanism may be provided adjacent to the fuel chamber so that the wall of the combustion chamber is not damaged by the heat generated by the combustion of the fuel.
  • the cooling mechanism includes a cooling flow path through which the cooling medium passes.
  • a hoop load (a tensile load acting along the circumferential direction of the wall of the combustion chamber) acts on the wall of the combustion chamber of the rocket engine due to heat and pressure generated by the combustion of the fuel. Further, the pressure of the cooling medium flowing through the cooling flow path acts on the wall of the combustion chamber of the rocket engine. Therefore, the wall of the combustion chamber of the rocket engine is required to have a structure that can withstand the hoop load and the pressure of the cooling medium.
  • Patent Document 1 describes a method of manufacturing an outer cylinder of a rocket combustor.
  • a filler is filled in the cooling groove of the inner cylinder.
  • the compression molding body layer of the mixed powder containing copper powder is formed in the circumference
  • the compression molded body layer is sintered.
  • a nickel electroformed layer is formed as a reinforcing layer on the outside of the sintered compression molded body layer.
  • Patent Document 2 describes a method for manufacturing an outer cylinder of a combustion chamber.
  • a plating layer is formed by electroforming on the outer peripheral side of the inner cylinder having a cooling path.
  • a reinforcing outer cylinder is disposed so as to cover the inner cylinder.
  • a brazing material and metal powder are filled between the inner cylinder and the reinforcing outer cylinder.
  • the inner cylinder and the reinforced outer cylinder are joined by heating in the brazing furnace.
  • Patent Document 3 describes a method for manufacturing a rocket combustor.
  • Patent Document 3 describes that a brazing method, an electroforming method, a powder metallurgy method, a diffusion bonding method, and the like are known as methods for joining an inner cylinder and an outer cylinder.
  • JP-A-60-82602 JP 62-250104 A JP-A-60-82603
  • An object of the present invention is to provide a rocket engine combustor, a rocket engine, and a method for manufacturing a rocket engine combustor that can be manufactured at a lower cost and are resistant to hoop load and cooling medium pressure. It is to provide.
  • a method for manufacturing a combustor for a rocket engine includes a step of preparing a combustor inner cylinder having a cooling groove, and the combustion so as to cover the cooling groove of the combustor inner cylinder.
  • a combustor of a rocket engine includes a combustor inner cylinder having a cooling groove, and covers the cooling groove of the combustor inner cylinder on an outer peripheral surface of the combustor inner cylinder. And an LMD layer disposed on the outer peripheral surface of the outer layer.
  • the rocket engine of some embodiments is a rocket engine including the combustor described in the above paragraph.
  • a rocket engine combustor a rocket engine, and a method for manufacturing a rocket engine combustor that can be manufactured at a lower cost and are resistant to a hoop load and a coolant pressure.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a rocket engine.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a combustor for a rocket engine.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the combustor inner cylinder.
  • 5 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the inner cylinder and the outer layer showing a state after the outer layer is laminated.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a rocket engine.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a combustor for a rocket engine.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the combustor inner cylinder.
  • 5 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the inner cylinder and the outer layer showing a state after the
  • FIG. 7 is a plan view of the combustor and schematically shows a state in which the LMD process is being executed.
  • FIG. 8 is a plan view of the combustor schematically showing a state in which the LMD process is being executed.
  • 9 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a method for manufacturing a combustor for a rocket engine.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of the combustor inner cylinder.
  • 12 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the inner cylinder showing a state after the cooling groove is filled with the filler.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the inner cylinder showing a state after the conductive material is applied to the surface of the filler.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the inner cylinder and the outer layer showing a state in which the electroplating process is being performed.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the inner cylinder and the outer layer after the outer layers are stacked.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the combustor after the filler has been removed.
  • FIG. 18 is a side view showing a state in which the LMD process is being executed.
  • FIG. 19 is a side view showing a state in which the LMD process is being executed.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG. FIG.
  • FIG. 21 is a side view showing a state in which the LMD process is being executed.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the combustor after the LMD layer is formed.
  • FIG. 23 is a side view of the combustor after the LMD layer is formed.
  • LMD means “Laser Metal Deposition”, that is, a lamination of metal materials using a laser.
  • the “LMD layer” means a layer laminated by using the LMD process.
  • the “copper layer” means a copper layer or a copper alloy layer having a copper content of 90% by weight or more.
  • the “nickel layer” means a nickel layer or a nickel alloy layer having a nickel content of 90% by weight or more.
  • the “nickel-based alloy layer” means a nickel alloy layer having a nickel content of 50% by weight or more.
  • tensile strength means the maximum tensile stress (N / mm 2 ) that a material can withstand.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a rocket engine.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
  • the rocket engine 1 includes a combustor 2 and a nozzle 3.
  • the combustor 2 includes a combustion chamber 4. Inside the combustion chamber 4, the fuel burns. Combustion gas generated by the combustion of fuel is released toward the rear of the nozzle 3. A rocket engine gains thrust by reaction against combustion gas being released behind the nozzle.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
  • the combustor 2 includes a combustor inner cylinder 20 (hereinafter sometimes simply referred to as “inner cylinder 20”), an outer layer 30, and a reinforcing layer 40.
  • the inner cylinder 20 includes a bottom wall 21 and a plurality of side walls 22.
  • the inner cylinder 20 has a cooling groove 24 through which a cooling medium can pass.
  • the outer layer 30 is disposed on the outer peripheral surface 23 of the inner cylinder 20 so as to cover the cooling groove 24.
  • Various methods are known as a method for joining the inner cylinder 20 and the outer layer 30. Examples of the bonding method include a brazing method, an electroforming method, a powder metallurgy method, a diffusion bonding method, and the like.
  • the reinforcing layer 40 includes, for example, a first reinforcing component 40A and a second reinforcing component 40B.
  • the first reinforcing component 40A and the second reinforcing component 40B are joined together to form an annular body.
  • the first reinforcing component 40A and the second reinforcing component 40B are joined together by, for example, electron beam welding of a portion indicated by an arrow B in FIG. When the portion indicated by the arrow B is electron beam welded, the first reinforcing component 40A and the second reinforcing component 40B are also welded to the outer layer 30.
  • the inner cylinder 20 is made of a material having a high thermal conductivity in order to improve the cooling effect by the cooling medium passing through the cooling groove 24 (cooling flow path).
  • the material having high thermal conductivity is, for example, copper.
  • a hoop load F which is a tensile load, acts on the inner cylinder 20 due to heat and pressure generated with the combustion of fuel. Further, the pressure of the cooling medium passing through the groove 24 acts on the inner cylinder 20 and the outer layer 30.
  • a reinforcing layer 40 is provided to suppress deformation of the inner cylinder 20 and the outer layer 30 due to the hoop load F and deformation of the inner cylinder 20 and the outer layer 30 due to the pressure of the cooling medium.
  • the first reinforcing component 40A, the second reinforcing component 40B, and the like constituting the reinforcing layer 40 are generally manufactured by cutting a forged material. For this reason, adding the reinforcing layer 40 means a significant increase in manufacturing cost. This is because the procurement cost of the forging material itself is high and the cutting cost is high. Moreover, since many chips are generated by cutting, the yield of the material is poor. Furthermore, since the reinforcing layer 40 and the outer layer 30 are joined only in a part of the welding region (only in the vicinity of the portion indicated by the arrow B), the load transmission efficiency from the outer layer 30 to the reinforcing layer 40 is low.
  • the thickness of the outer layer 30 In order to suppress the deformation of the inner cylinder 20 and the outer layer 30 due to the hoop load F and the deformation of the inner cylinder 20 and the outer layer 30 due to the cooling medium, it is conceivable to increase the thickness of the outer layer 30.
  • the outer layer 30 is formed by electroforming (thick film electroplating). If the electroforming process time is increased, the thickness of the outer layer 30 can be increased. However, increasing the electroforming time means an increase in manufacturing cost.
  • the inventor has recognized as a problem to provide a method for manufacturing a combustor that can be manufactured at a lower cost, and to provide a combustor that is resistant to the hoop load and the pressure of the cooling medium.
  • FIGS. 1 and 2 are diagrams used for convenience in order to explain the problems recognized by the inventor, and do not indicate a known technique prior to the filing of the present application.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a rocket engine combustor.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the inner cylinder 20. In FIG. 4, the description of the cooling groove 24 is omitted. 5 is a cross-sectional view of FIG.
  • a combustor cylinder 20 having a cooling groove 24 is prepared.
  • the combustor inner cylinder 20 may be integral with the inner cylinder of the nozzle (see the nozzle 3 in FIG. 1 if necessary), or may be separate from the inner cylinder of the nozzle. There may be.
  • the combustor inner cylinder 20 will be described as a separate body from the inner cylinder of the nozzle.
  • the inner cylinder 20 includes a bottom wall 21 and a plurality of side walls 22. Further, the inner cylinder 20 includes a plurality of grooves 24. The groove 24 is a cooling groove through which the cooling medium can pass.
  • the inner cylinder 20 has an outer peripheral surface 23. More precisely, the outer peripheral surface 23 is the outer peripheral surface of the side wall 22.
  • the inner cylinder 20 is made of, for example, a copper alloy containing 99% by weight or more of copper.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the inner cylinder 20 showing a state after performing the second step (S2).
  • a method of laminating the outer layer 30 on the inner cylinder 20 for example, a brazing method, an electroforming method, a powder metallurgy method, a diffusion bonding method, or the like can be used.
  • the outer layer 30 includes an inner peripheral surface 31 and an outer peripheral surface 33.
  • the outer layer 30 may include a plurality of layers.
  • the innermost layer (in other words, the layer facing the groove 24) of the outer layer 30 may be a copper layer.
  • the outermost layer of the outer layer 30 may be a laser low reflectance layer.
  • the outer peripheral surface of the laser low reflectance layer becomes the outer peripheral surface 33 of the outer layer 30.
  • a laser low reflectance layer is defined as a layer with a low reflectance of the laser beam used by LMD processing compared with a copper layer. Note that the wavelength of the laser light used in the LMD processing is, for example, 0.6 ⁇ m or more and 12 ⁇ m or less.
  • the reflectance of the laser low reflectance layer with respect to the laser light of 0.6 ⁇ m or more and 12 ⁇ m or less is 0. It is lower than the reflectivity for laser light of 6 ⁇ m or more and 12 ⁇ m or less. More specifically, the reflectance of the laser low reflectance layer with respect to the laser light having at least one wavelength in the range of 0.6 ⁇ m to 12 ⁇ m is more than the reflectance of the copper layer with respect to the laser light having the at least one wavelength. Is also low.
  • the reflectance is a value obtained by dividing the reflected light intensity by the incident light intensity, for example.
  • the copper layer is a layer having high reflectivity of laser light (for example, laser light in a wavelength region of 0.6 ⁇ m or more) and high thermal conductivity, the copper layer is directly subjected to LMD treatment. Is difficult. Therefore, when the outer layer 30 includes a copper layer, it is preferable to laminate a laser low reflectance layer on the outer peripheral side of the copper layer. The laminating of the laser low reflectance layer may be performed by plating.
  • FIG. 7 is a plan view of the combustor 2, schematically showing a state in which the LMD process is being executed.
  • a region D indicated by diagonal lines is irradiated with laser light and supplied with powder of a material constituting the LMD layer 50.
  • the surface layer portion of the outer layer 30 and the powder are melted by the laser light.
  • a bead 52 a ridge-like raised portion
  • the LMD layer 50 is formed by forming the beads 52 along the surface of the outer layer 30 without any gaps.
  • the LMD layer 50 functions as a reinforcing layer that suppresses deformation of the inner cylinder 20 and the outer layer 30 due to a hoop load.
  • the LMD layer 50 functions as a reinforcing layer that suppresses deformation of the inner cylinder 20 and the outer layer 30 due to the pressure of the cooling medium.
  • the bead 52 is formed in a spiral shape.
  • the bead 52 may be formed in an annular shape.
  • the region D laser light irradiation position and powder supply position
  • the annular bead 52-1 is formed, the region D (laser light irradiation position and powder supply position) is in the X direction, which is the direction of the longitudinal axis of the combustor 2.
  • the annular bead 52-2 is formed.
  • annular beads 52-3, 52-4, 52-5, and 52-6 are formed.
  • 9 is a cross-sectional view taken along the line FF in FIG.
  • the LMD layer 50 which is a reinforcing layer, is formed by the LMD process. For this reason, the manufacturing cost of a reinforcement layer is reduced compared with the case where a reinforcement layer is formed using cutting of a forging material and welding to the outer layer of a forging material. Further, the LMD layer 50 and the outer layer 30 are bonded over the entire boundary surface by LMD processing. For this reason, the transmission efficiency of the load from the outer layer 30 to the LMD layer 50 (reinforcing layer) is high.
  • LMD processing there are conventionally applied examples for repairing a member or forming a corrosion-resistant layer.
  • a member having a high thermal conductivity such as a combustor of a rocket engine reverses the technical common sense of the LMD process.
  • the main material of the rocket engine combustor is copper or copper alloy with high laser light reflectivity
  • applying LMD treatment using laser light to the rocket engine combustor It reverses the technical common sense of processing.
  • high temperature and high stress act on the combustor of the rocket engine. Production of a structural material on which high temperature and high stress act is performed using LMD processing overturns the common general knowledge of LMD processing.
  • the formation of the reinforcing material layer (outer cylinder) of the rocket engine combustor by LMD processing overturns the common general knowledge that the reinforcing material layer (outer cylinder) of the rocket engine combustor is formed by forging.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a method for manufacturing a rocket engine combustor.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of the inner cylinder 20. In FIG. 11, the description of the cooling groove 24 is omitted. 12 is a cross-sectional view of FIG.
  • a combustor inner cylinder 20 having a cooling groove 24 is prepared.
  • the combustor inner cylinder 20 may be integral with the inner cylinder of the nozzle (see the nozzle 3 in FIG. 1 if necessary), or may be separate from the inner cylinder of the nozzle. There may be.
  • the combustor inner cylinder 20 will be described as a separate body from the inner cylinder of the nozzle.
  • the inner cylinder 20 includes, for example, an axially symmetric bottom wall 21 with respect to the longitudinal center axis O of the inner cylinder 20.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal center axis O of the bottom wall 21 is, for example, a circle.
  • the size of the inner diameter (the inner diameter of the bottom wall 21) or the outer diameter (the outer diameter of the bottom wall 21) of the circle may vary along the direction of the central axis O in the longitudinal direction.
  • the inner cylinder 20 includes a plurality of side walls 22 connected to the bottom wall 21.
  • the bottom wall 21 and the plurality of side walls 22 are, for example, one member formed integrally.
  • a groove 24 is formed by two adjacent side walls 22 and the bottom wall 21 among the plurality of side walls 22.
  • the inner cylinder 20 includes a plurality of grooves 24 along the circumferential direction of the bottom wall 21.
  • the groove 24 is a cooling groove through which the cooling medium can pass.
  • the cooling medium is a low-temperature fluid such as liquid hydrogen, for example.
  • the inner cylinder 20 has an outer peripheral surface 23. More precisely, the outer peripheral surface 23 is the outer peripheral surface of the side wall 22.
  • the inner cylinder 20 is made of, for example, a copper alloy containing 99% by weight or more of copper.
  • a method for providing the outer layer 30 on the outer peripheral surface 23 of the inner cylinder 20 will be described.
  • a brazing method an electroforming method (thick film electroplating method), a powder metallurgy method, a diffusion bonding method, or the like can be employed.
  • the method of providing the outer layer on the outer peripheral surface of the inner cylinder may be a method other than the above method.
  • the outer layer may be provided on the outer peripheral surface of the inner cylinder by directly forming the cooling holes by a method such as electrolytic processing.
  • adopting a brazing method it may be requested
  • the thickness of the outer layer 30 can be set freely.
  • the second step (S102) and the third step (S103) are preparatory steps before performing electroplating.
  • the cooling groove 24 of the inner cylinder 20 is filled with the filler 60.
  • the filler 60 is a low melting point material having a melting point lower than that of copper.
  • the filler 60 is, for example, a wax.
  • Filling the groove 24 with the filler 60 is performed, for example, by immersing the entire inner cylinder 20 in a molten filler bath.
  • a portion of the inner cylinder 20 that does not need to be filled with the filler 26 may be previously provided with a masking material.
  • the groove 60 is filled with the filler 60. After filling the groove 24 with the filler 60, excess filler 60 adhering to the inner cylinder 20 is removed from the inner cylinder 20.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the inner cylinder 20 showing a state after performing the second step (S102).
  • FIG. 13 shows the state after excess filler 60 has been removed.
  • the outer peripheral surface 63 of the filler 60 and the outer peripheral surface 23 of the inner cylinder are flush with each other.
  • the outer peripheral surface 23 of the inner cylinder (that is, the outer peripheral surface 23 of the side wall 22) is not covered with the filler 60.
  • the base material copper or copper alloy or the like
  • the third step (S103) is a step of applying the conductive material 70 to the surface of the filler 60. Note that when the filler 60 is a conductive material, the third step (S103) can be omitted.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the inner cylinder 20 showing a state after performing the third step (S103).
  • the fourth step (S104) is an electroplating step.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the inner cylinder 20 and the outer layer 30 showing a state in which the fourth step (S104) is being performed.
  • the outer layer 30 is electroplated on the outer peripheral surface 23 of the inner cylinder and the outer peripheral surface 63 of the filler.
  • the fourth step (S104) is performed, for example, by immersing the inner cylinder 20 filled with the filler 60 in the plating bath 80.
  • the inner cylinder 20 functions as the first electrode 82.
  • the inner cylinder 20 is connected to the wiring 82 on the cathode side, for example.
  • the plating material 84 functions as a second electrode.
  • the plating material 84 is connected to the anode-side wiring 86, for example.
  • a voltage between the first electrode and the second electrode in other words, by applying a voltage between the inner cylinder 20 and the plating material 84
  • the outer peripheral surface 23 of the inner cylinder 20 is applied.
  • the outer layer 30 is laminated, and the outer layer 30 is laminated on the outer peripheral surface 63 of the filler 60.
  • a masking material may be applied in advance to a portion of the surface of the inner cylinder 20 that does not require electroplating.
  • the outer layer 30 may include a plurality of layers.
  • the first layer 30-1 (innermost layer) is laminated on the outer peripheral surfaces of the inner cylinder 20 and the filler 60 by electroforming, and then the outer peripheral surface of the first layer by electroforming.
  • a second layer 30-2 (outermost layer) may be laminated thereon.
  • one or more intermediate layers may be disposed between the first layer 30-1 and the second layer 30-2.
  • the material of the intermediate layer may be the same as that of the first layer 30-1, or may be different from the material of the first layer 30-1.
  • the material of the intermediate layer may be the same as the material of the second layer 30-2, or may be a material different from the material of the second layer 30-2.
  • the first layer 30-1, the second layer 30-2, and the intermediate layer are formed by electroplating.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the inner cylinder 20 after the outer layer 30 including the first layer 30-1 and the second layer 30-2 is laminated.
  • the inner peripheral surface of the first layer 30-1 is joined to the outer peripheral surface 23 of the inner cylinder 20, and the inner peripheral surface of the second layer 30-2 is joined to the outer peripheral surface of the first layer 30-1.
  • the first layer 30-1 (innermost layer) is a copper layer (including a copper alloy layer)
  • the second layer 30-2 (outermost layer) is a nickel layer (nickel alloy layer). Included).
  • One or more intermediate layers may be disposed between the first layer 30-1 and the second layer 30-2.
  • the inner peripheral surface of the first layer 30-1 (the surface facing the groove 24), the side surface of the side wall 22 of the inner cylinder (the surface facing the groove 24), and the outer surface of the bottom wall 21 (the surface facing the groove 24).
  • the cooling flow path through which the cooling medium passes is formed.
  • the first layer 30-1 (innermost layer) is made of a corrosion-resistant material against the cooling medium.
  • the first layer 30-1 is, for example, a copper layer (including a copper alloy layer) that is a corrosion-resistant material.
  • the first layer 30-1 is a copper electroformed layer.
  • the copper layer has higher corrosion resistance to the cooling medium than the nickel layer.
  • the tensile strength of the copper layer (the tensile strength of the copper or copper alloy constituting the copper layer) is relatively small. For this reason, when the hoop load is supported by the copper layer, it is necessary to increase the thickness of the copper layer.
  • the electroforming time may be increased.
  • an increase in electroforming processing time means an increase in manufacturing cost.
  • a high strength layer having a high tensile strength may be disposed as the intermediate layer or the second layer.
  • the high-strength layer means a layer composed of a material having a tensile strength larger than that of copper.
  • the thickness of the copper layer that is the first layer 30-1 can be reduced.
  • the thickness of the outer layer 30 as a whole can be reduced by arranging the high-strength layer. By reducing the thickness of the outer layer 30 as a whole, an increase in electroforming time is suppressed.
  • the high-strength layer is, for example, a nickel layer (including a nickel alloy layer).
  • the nickel layer is a low reflectance layer with low reflectance of laser light used in the LMD processing. For this reason, it is preferable to make a nickel layer into the outermost layer of the outer layer 30 from a viewpoint of the LMD process mentioned later.
  • the nickel layer which is a high-strength layer, is used as the outermost layer of the outer layer 30, the overall thickness of the outer layer 30 can be reduced, and a synergistic effect is achieved that the LMD process is facilitated.
  • the thickness of the copper layer that is the first layer 30-1 can be, for example, not less than 0.5 mm and not more than 4 mm.
  • the outer peripheral surface of the outermost layer (second layer 30-2) of the outer layer is surface treated to smooth the outer peripheral surface of the outermost layer. May be used.
  • the filler 60 may be removed from the cooling groove 24 after the fourth step and before the fifth step.
  • the removal of the filler 60 is performed, for example, by heating the inner cylinder 20 and melting the filler 60.
  • the molten filler 60 is removed from the cooling groove 24.
  • the removal of the filler 60 may be performed before smoothing the outer peripheral surface of the outermost layer of the outer layer 30, or may be performed after smoothing the outer peripheral surface of the outermost layer of the outer layer 30.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the combustor 2 after the filler 60 has been removed.
  • the fifth step (S105) is an LMD processing step.
  • the fifth step is a step of laminating the LMD layer 50, which is a high-strength layer, on the outer peripheral surface of the outermost layer (second layer 30-2) of the outer layer 30.
  • the tensile strength of the LMD layer 50 is larger than the tensile strength of the copper layer that is the first layer 30-1 of the outer layer 30.
  • FIG. 18 is a side view showing a state in which the LMD process which is the fifth step (S105) is being executed.
  • the combustor 2 is supported by the support device 100.
  • the combustor 2 is supported by the support device 100 so as to be rotatable around the central axis O in the longitudinal direction of the combustor 2.
  • the support device 100 includes a base 110 and a rotating body 120, for example.
  • the base 110 supports the combustor 2 via the rotating body 120.
  • the rotating body 120 holds the combustor 2 by an appropriate fixing mechanism (for example, a chuck).
  • the rotation axis of the rotating body 120 coincides with the longitudinal central axis O of the combustor 2.
  • the support device 100 includes a drive source 130 such as a motor.
  • the rotating body 120 is rotated by the power of the drive source 130.
  • the LMD process is executed by the LMD device 200.
  • the LMD device 200 is attached to the LMD device moving device 300.
  • the LMD device moving device 300 can move the LMD device 200 at least in the direction along the longitudinal center axis O of the combustor 2. Additionally, the LMD device moving device 300 may be capable of moving the LMD device 200 in the radial direction of the combustor 2 (Z direction in FIG. 18).
  • the LMD device moving device 300 is a manipulator.
  • the manipulator includes, for example, a plurality of arms (310-1, 310-2, 310-3) and at least one pivot (320-1, 320-2) for rotatably connecting the plurality of arms.
  • the combustor 2 is rotated around the longitudinal central axis O, and the LMD device 200 is moved in a direction along the longitudinal central axis O, whereby a spiral bead 52 is formed on the outer peripheral surface of the outer layer 30. It is possible to form.
  • the combustor 2 is rotated about the longitudinal central axis O, and the position of the LMD device 200 is maintained, so that an annular bead (if necessary, on the outer peripheral surface of the outer layer 30 is 8 annular beads 52) can be formed.
  • the outer peripheral surface of the outer layer 30 is moved by moving the LMD device 200 in the direction along the central axis O in the longitudinal direction while the position of the rotating body 120 is fixed during the LMD processing.
  • a linear bead 52 in a direction along the longitudinal central axis O may be formed on the upper side. From the viewpoint of supporting a hoop load (a load in a direction along the circumferential direction of the combustor 2), it is more preferable to form a spiral bead or an annular bead than to form a linear bead. Further, from the viewpoint that the speed of moving the LMD device 200 can be zero or low, it is preferable to form a spiral bead or an annular bead rather than a linear bead.
  • the LMD apparatus 200 has an irradiation port for irradiating the laser beam 210, an injection port for injecting the powder 220, and a supply port for supplying the shield gas 230.
  • the laser beam 210 applies energy for melting the surface layer portions of the powder 220 and the outer layer 30 to the surface layer portions of the powder 220 and the outer layer 30.
  • the powder 220 is a raw material for forming the LMD layer.
  • the shield gas 230 is an inert gas supplied to suppress oxidation of the molten material (in other words, the powder 220 and a molten material formed by melting the surface layer portion of the outer layer 30).
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the LMD device 200 (a cross-sectional view taken along the line HH in FIG. 18).
  • an irradiation port 212 for irradiating laser light and a plurality of injection ports 222 for injecting powder 220 are arranged concentrically.
  • the plurality of injection ports 222 are arranged so as to surround the irradiation port 212.
  • a plurality of injection ports 222 for injecting the powder 220 and a supply port 232 for supplying a shielding gas are arranged concentrically.
  • the plurality of supply ports 232 are arranged so as to surround the plurality of injection ports 222.
  • the plurality of supply ports 232 may be replaced by one annular supply port.
  • Shielding gas (for example, argon gas) such as inert gas is supplied from the supply port 232 of the LMD device 200 so as to surround the irradiation region of the laser light.
  • the LMD apparatus 200 irradiates the laser beam 210 toward the outer layer 30.
  • the laser beam 210 is focused on the outer layer 30 or the vicinity of the outer layer 30.
  • the wavelength of the laser beam may be selected according to the material of the powder 220, the material of the outermost layer of the outer layer 30, and the like.
  • the wavelength of the laser light is, for example, not less than 1030 nm and not more than 1100 nm.
  • the LMD device 200 injects the powder 220 toward the region irradiated with the laser light 210.
  • the powder 220 existing in the region irradiated with the laser beam 210 and the surface layer portion of the outer layer 30 are melted by the energy of the laser beam 210.
  • the bead 52 is formed by solidification of the molten material (in other words, the molten material formed by melting the powder 220 and the surface layer portion of the outer layer 30).
  • the outermost layer of the outer layer 30 (in other words, the surface layer portion of the outer layer 30) is a copper layer
  • the transmission of energy to the outermost layer may be insufficient due to reflection of laser light.
  • the outermost layer of the outer layer 30 is a copper layer
  • the energy transmitted to the outermost layer diffuses outside the laser irradiation region due to the copper layer being a high thermal conductive material. For this reason, it was thought that it was difficult to use LMD processing for the manufacturing process of the combustor 2 which uses copper as a main material.
  • the outermost layer of the outer layer 30 is a laser low reflectance layer, so that LMD processing can be effectively performed.
  • the LMD layer 50 is a layer of beads 52 formed by LMD processing.
  • the LMD layer 50 is a high strength layer.
  • the high strength layer means a layer composed of a material having a tensile strength larger than that of copper.
  • the LMD layer 50 that is a high-strength layer is, for example, a nickel-based alloy layer.
  • the nickel-based alloy layer is, for example, a nickel-based heat-resistant alloy layer such as Inconel 625 (“Inconel” is a registered trademark), Inconel 718 (“Inconel” is a registered trademark), and the like. .
  • the LMD layer 50 can be a nickel-based alloy layer.
  • the LMD layer 50 is formed by a mixture of the powder 220 and the material of the surface layer portion of the outer layer 30.
  • the amount of impurities in the LMD layer 50 can be reduced.
  • a decrease in the strength of the LMD layer is suppressed.
  • the amount of impurities in the LMD layer 50 can be reduced by making the laser low reflectance layer a nickel layer and making the powder 220 a nickel-based alloy.
  • the nickel layer is a laser low reflectance layer and a high strength layer.
  • the step of laminating the LMD layer 50 is a step of laminating a plurality of LMD layers, for example.
  • FIG. 21 is a side view showing a state in which the LMD process which is the fifth step (S105) is being executed.
  • FIG. 21 shows a state in which the second LMD layer 50-2 is laminated on the first LMD layer 50-1 after the first LMD layer 50-1 is laminated on the outer layer 30.
  • the bead of the second LMD layer 50-2 may be formed in a valley 50-B between the peak 50-A and the peak 50-A of the first LMD layer bead.
  • a bead of the next LMD layer in other words, a bead of another LMD layer
  • a valley between the beads of the LMD layer it is possible to reduce the unevenness (bumpiness) on the surface of the LMD layer. is there.
  • the bead width of the second LMD layer 50-2 is made larger than the bead width of the first LMD layer 50-1, and the bead height of the second LMD layer 50-2 is increased.
  • the height of the bead of the first LMD layer 50-1 can be made larger.
  • the material of the second LMD layer 50-2 is substantially the same as the material of the first LMD layer 50-1.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the combustor 2 after the LMD layer is formed by the LMD process.
  • the combustor 2 includes an inner cylinder 20 having a cooling groove 24.
  • An outer layer 30 is arranged on the outer peripheral surface of the combustor inner cylinder 20 so as to cover the groove 24 of the inner cylinder 20.
  • the first layer 30-1 that is the innermost layer of the outer layer is a copper layer
  • the second layer 30-2 that is the outermost layer of the outer layer is a laser low reflectance layer.
  • the laser low reflectance layer is a thin layer, the laser low reflectance layer may be melted during the LMD processing and integrated with the LMD layer 50 in some cases.
  • the outer layer 30 does not include a laser low reflectance layer.
  • the LMD layer 50 is disposed on the outer peripheral surface of the outer layer 30.
  • the LMD layer 50 is a plurality of layers including a first LMD layer 50-1 and a second LMD layer 50-2.
  • the number of LMD layers is an arbitrary integer of 1 or more.
  • the number of LMD layers may be unknown in the combustor 2 after the LMD layer is formed.
  • FIG. 23 is a side view of the combustor 2 after the LMD layer 50 is formed by the LMD process.
  • the LMD layer 50 is not properly formed on the first end 2-1 and the second end 2-2 of the combustor 2.
  • the first end 2-1 and the second end 2-2 of the combustor 2 may be cut or smoothed.
  • LMD layer 50 is characterized by the presence of beads 52. However, when the surface of the LMD layer 50 is smoothed, the presence of the beads 52 may be unknown.
  • the LMD layer 50 that is a high-strength layer is laminated on the outer peripheral surface of the outer layer 30 of the combustor by LMD processing. For this reason, compared with the case where a high intensity
  • the LMD process is a process for locally irradiating a laser, the thermal deformation of the material to be processed is small as compared with a general welding process.
  • the outer layer 30 and the LMD layer 50 are integrated over the whole contact surface of both layers by LMD processing. For this reason, the load transmission efficiency from the outer layer to the LMD layer is high.
  • the LMD layer functions as a load support layer, the thickness of the outer layer can be reduced.
  • the outer layer is formed by electroforming, the thickness of the outer layer can be reduced, thereby shortening the processing time of electroforming (electroplating). It is.
  • the thickness of the entire outer layer by making a part of the outer layer an electroformed layer having high strength.
  • By reducing the thickness of the entire outer layer it is possible to shorten the processing time of the electroforming process (electroplating process).
  • the LMD process is effectively performed by making the outermost layer of the outer layer a laser low reflectance layer.
  • the manufacturing cost and manufacturing time when forming the outer layer can be reduced.
  • the manufacturing cost and manufacturing time when forming the outer layer can be reduced.

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Abstract

　ロケットエンジンの燃焼器の製造方法は、冷却用の溝（２４）を有する燃焼器内筒（２０）を準備する工程と、冷却用の溝（２４）を覆うように、燃焼器内筒（２０）の外周面上に外層（３０）を設ける工程と、外層（３０）の外周面上に、ＬＭＤ処理によって、ＬＭＤ層（５０）を積層する工程とを具備する。

Description

ロケットエンジンの燃焼器の製造方法、ロケットエンジンの燃焼器、および、ロケットエンジン
　本発明は、ロケットエンジンの燃焼器の製造方法、ロケットエンジンの燃焼器、および、ロケットエンジンに関する。
　ロケットエンジンの燃焼室の壁は、燃料の燃焼に伴って発生する熱によって高温となる。燃焼室の壁が、燃料の燃焼に伴って発生する熱によって損傷しないようにするために、燃料室に隣接して冷却機構が設けられる場合がある。冷却機構は、冷却媒体が通過する冷却流路を備える。
　ロケットエンジンの燃焼室の壁には、燃料の燃焼に伴って発生する熱および圧力によって、フープ荷重（燃焼室の壁の周方向に沿って作用する引っ張り荷重）が作用する。また、ロケットエンジンの燃焼室の壁には、冷却流路を流れる冷却媒体の圧力が作用する。よって、ロケットエンジンの燃焼室の壁は、フープ荷重および冷却媒体の圧力に耐え得る構造であることが要請される。
　関連する技術として、特許文献１には、ロケット燃焼器の外筒の製作法が記載されている。特許文献１に記載の方法では、第１に、内筒の冷却用溝に充填剤が充填される。第２に、充填剤充填後の内筒の周囲には、銅粉を含む混合粉の圧縮成形体層が形成される。第３に、圧縮成形体層が焼結される。第４に、焼結された圧縮成形体層の外側に、ニッケル電鋳層が補強層として形成される。
　また、特許文献２には、燃焼室の外筒の製造法が記載されている。特許文献２に記載の方法では、第１に、冷却路を有する内筒の外周側に、電鋳法によってめっき層が形成される。第２に、内筒を被うように補強外筒が配置される。第３に、内筒と補強外筒との間にろう材および金属粉末が充填される。第４に、ろう付け炉中での加熱により、内筒と補強外筒とが接合される。
　また、特許文献３には、ロケット燃焼器の製作法が記載されている。特許文献３には、内筒と外筒とを接合する方法として、ろう付け法、電鋳法、粉末冶金法、拡散接合法等が知られていることが記載されている。
特開昭６０－８２６０２号公報 特開昭６２－２５０１０４号公報 特開昭６０－８２６０３号公報
　本発明の目的は、より低コストで作製可能であり、かつ、フープ荷重および冷却媒体の圧力に対して耐力のあるロケットエンジンの燃焼器、ロケットエンジン、および、ロケットエンジンの燃焼器の製造方法を提供することにある。
　いくつかの実施形態のロケットエンジンの燃焼器の製造方法は、冷却用の溝を有する燃焼器内筒を準備する工程と、前記燃焼器内筒の前記冷却用の溝を覆うように、前記燃焼器内筒の外周面上に外層を設ける工程と、前記外層の外周面上に、ＬＭＤ処理によって、ＬＭＤ層を積層する工程とを具備する。
　いくつかの実施形態のロケットエンジンの燃焼器は、冷却用の溝を有する燃焼器内筒と、前記燃焼器内筒の外周面上に、前記燃焼器内筒の前記冷却用の溝を覆うように配置される外層と、前記外層の外周面上に配置されるＬＭＤ層とを具備する。
　いくつかの実施形態のロケットエンジンは、上記段落に記載の燃焼器を備えたロケットエンジンである。
　本発明により、より低コストで作製可能であり、かつ、フープ荷重および冷却媒体の圧力に対して耐力のあるロケットエンジンの燃焼器、ロケットエンジン、および、ロケットエンジンの燃焼器の製造方法が提供できる。
　添付の図面は、実施形態の説明を助けるために本明細書に組み込まれる。なお、図面は、本発明を、図示された例および説明された例に限定するものとして解釈されるべきではない。
図１は、ロケットエンジンの概略斜視図である。 図２は、面Ａにおける図１の断面図である。 図３は、ロケットエンジンの燃焼器の製造方法を示すフローチャートである。 図４は、燃焼器内筒の概略斜視図である。 図５は、面Ｃにおける図４の断面図である。 図６は、外層が積層された後の状態を示す内筒および外層の断面図である。 図７は、燃焼器の平面図であり、ＬＭＤ処理を実行中の状態を模式的に示す図である。 図８は、燃焼器の平面図であり、ＬＭＤ処理を実行中の状態を模式的に示す図である。 図９は、図８のＦ－Ｆ矢視断面図である。 図１０は、ロケットエンジンの燃焼器の製造方法を示すフローチャートである。 図１１は、燃焼器内筒の概略斜視図である。 図１２は、面Ｇにおける図１１の断面図である。 図１３は、冷却用の溝に充填剤が充填された後の状態を示す内筒の断面図である。 図１４は、導電性材料が充填剤の表面に適用された後の状態を示す内筒の断面図である。 図１５は、電気めっき処理を実行中の状態を示す内筒および外層の断面図である。 図１６は、外層を積層後の内筒および外層の断面図である。 図１７は、充填剤が除去された後の燃焼器の断面図である。 図１８は、ＬＭＤ処理を実行中の状態を示す側面図である。 図１９は、ＬＭＤ処理を実行中の状態を示す側面図である。 図２０は、図１８のＨ－Ｈ矢視断面図である。 図２１は、ＬＭＤ処理を実行中の状態を示す側面図である。 図２２は、ＬＭＤ層が形成された後の燃焼器の断面図である。 図２３は、ＬＭＤ層が形成された後の燃焼器の側面図である。
　以下の詳細な説明においては、実施形態の包括的な理解を提供するために、説明の目的で多くの詳細な特定事項が開示される。しかし、一又は複数の実施形態は、これらの詳細な特定事項なしで実行可能であることが明らかである。以下、ロケットエンジンの燃焼器の製造方法、ロケットエンジンの燃焼器、および、ロケットエンジンに関して、添付図面を参照して説明する。
（用語の定義）
　本明細書において、「ＬＭＤ」は、「Ｌａｓｅｒ　Ｍｅｔａｌ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ」、すなわち、レーザーを用いた金属材料の積層を意味する。
　本明細書において、「ＬＭＤ層」は、ＬＭＤ処理を用いて積層された層を意味する。
　本明細書において、「銅層」は、銅の含有率が９０重量％以上の銅層あるいは銅合金層を意味する。
　本明細書において、「ニッケル層」は、ニッケルの含有率が９０重量％以上のニッケル層あるいはニッケル合金層を意味する。
　本明細書において、「ニッケル基合金層」は、ニッケルの含有率が５０重量％以上のニッケル合金層を意味する。
　本明細書において、「引っ張り強度」は、材料が耐え得る最大の引張応力（Ｎ／ｍｍ２）を意味する。
（発明者によって認識された課題）
　図１および図２を参照して、発明者によって認識された課題について説明する。図１は、ロケットエンジンの概略斜視図である。図２は、面Ａにおける図１の断面図である。
　図１に示されるように、ロケットエンジン１は、燃焼器２、および、ノズル３を備える。燃焼器２は、燃焼室４を備える。燃焼室４の内部では、燃料が燃焼する。燃料の燃焼により生じた燃焼ガスは、ノズル３の後方に向けて放出される。ロケットエンジンは、燃焼ガスがノズルの後方に放出されることに対する反作用によって、推力を得る。
　図２は、面Ａにおける図１の断面図である。燃焼器２は、燃焼器内筒２０（以下、単に、「内筒２０」という場合がある。）と、外層３０と、補強層４０とを含む。
　内筒２０は、底壁２１と、複数の側壁２２とを備える。また、内筒２０は、冷却媒体が通過可能な冷却用の溝２４を有する。
　外層３０は、冷却用の溝２４を覆うように、内筒２０の外周面２３上に配置される。内筒２０と外層３０との接合方法としては、種々の方法が知られている。接合方法は、例えば、ろう付け法、電鋳法、粉末冶金法、拡散接合法等である。
　補強層４０は、例えば、第１補強部品４０Ａと、第２補強部品４０Ｂとを含む。第１補強部品４０Ａと第２補強部品４０Ｂとは、互いに接合されることにより、環状体を形成する。第１補強部品４０Ａと第２補強部品４０Ｂとは、例えば、図２において、矢印Ｂで示される部分を電子ビーム溶接することによって、接合される。矢印Ｂで示される部分を電子ビーム溶接する時、第１補強部品４０Ａおよび第２補強部品４０Ｂは、外層３０に対しても溶接される。
　ところで、内筒２０は、冷却用の溝２４（冷却流路）を通過する冷却媒体による冷却効果を向上させるために、熱伝導率の高い材料によって構成される。熱伝導率の高い材料は、例えば、銅である。また、内筒２０には、燃料の燃焼に伴って発生する熱および圧力によって、引っ張り荷重であるフープ荷重Ｆが作用する。また、内筒２０および外層３０には、溝２４を通過する冷却媒体の圧力が作用する。
　図２に記載の例では、フープ荷重Ｆによる内筒２０および外層３０の変形、並びに、冷却媒体の圧力による内筒２０および外層３０の変形を抑制するために、補強層４０が設けられている。補強層４０を構成する第１補強部品４０Ａ、第２補強部品４０Ｂ等は、一般的には、鍛造材を切削することにより製造される。このため、補強層４０を追加することは、製造コストの大幅な上昇を意味する。鍛造材自体の調達コストが高く、かつ、切削加工費が高いためである。また、切削加工によって多くの切粉が発生することから、材料の歩留りが悪い。さらに、補強層４０と外層３０とは、一部の溶接領域のみ（矢印Ｂで示される部分の近傍領域のみ）で接合されるため、外層３０から補強層４０への荷重の伝達効率が低い。
　フープ荷重Ｆによる内筒２０および外層３０の変形、並びに、冷却媒体による内筒２０および外層３０の変形を抑制するために、外層３０の厚さを厚くすることも考えられる。例えば、外層３０を電鋳（厚膜電気めっき）により形成する場合を考える。電鋳処理の時間を長くすれば、外層３０の厚さを厚くすることが可能である。しかし、電鋳処理の時間を長くすることは、製造コストの上昇を意味する。
　発明者は、より低コストで作製可能な燃焼器の製造方法を提供すること、および、フープ荷重および冷却媒体の圧力に対して耐力のある燃焼器を提供することを課題として認識した。
　なお、図１および図２は、発明者によって認識された課題を説明するために、便宜的に用いた図であって、本願出願前における公知技術を示すものではない。
（ロケットエンジンの燃焼器の製造方法の概要）
　図３乃至図９を参照して、実施形態によるロケットエンジンの燃焼器の製造方法の概要について説明する。なお、図３乃至図９において、図１および図２に記載の部材と同じ機能を有する部材については、同一の図番が付されている。
　図３は、ロケットエンジンの燃焼器の製造方法を示すフローチャートである。図４は、内筒２０の概略斜視図である。なお、図４において、冷却用の溝２４の記載は省略されている。図５は、面Ｃにおける図４の断面図である。
　第１工程（Ｓ１）において、冷却用の溝２４を有する燃焼器内筒２０が準備される。燃焼器内筒２０は、ノズル（必要であれば、図１のノズル３を参照。）の内筒等と一体のものであってもよいし、ノズルの内筒等とは別体のものであってもよい。ここでは、燃焼器内筒２０は、ノズルの内筒等と別体であるとして説明する。
　内筒２０は、底壁２１と、複数の側壁２２とを備える。また、内筒２０は、複数の溝２４を備える。溝２４は、冷却媒体が通過可能な冷却用の溝である。内筒２０は、外周面２３を有する。外周面２３は、より厳密には、側壁２２の外周面である。内筒２０は、例えば、銅を９９重量％以上含む銅合金によって構成される。
　第２工程（Ｓ２）において、内筒２０の冷却用の溝２４を覆うように、内筒２０の外周面２３上に外層３０が積層される。図６は、第２工程（Ｓ２）を実行後の状態を示す内筒２０の断面図である。内筒２０上に外層３０を積層する方法としては、例えば、ろう付け法、電鋳法、粉末冶金法、拡散接合法等を用いることができる。外層３０は、内周面３１と、外周面３３とを備える。
　外層３０は、複数の層を備えていてもよい。外層３０の最内層（換言すれば、溝２４に面する層）は、銅層であってもよい。外層３０の最外層は、レーザー低反射率層であってもよい。この場合、レーザー低反射率層の外周面が、外層３０の外周面３３となる。レーザー低反射率層は、銅層と比較して、ＬＭＤ処理で使用するレーザー光の反射率が低い層として定義される。なお、ＬＭＤ処理で使用するレーザー光の波長は、例えば、０．６μｍ以上１２μｍ以下である。よって、ＬＭＤ処理で使用するレーザー光の波長が、０．６μｍ以上１２μｍ以下である場合には、レーザー低反射率層の０．６μｍ以上１２μｍ以下のレーザー光に対する反射率は、銅層の０．６μｍ以上１２μｍ以下のレーザー光に対する反射率よりも低い。より具体的には、レーザー低反射率層の０．６μｍ以上１２μｍ以下の範囲のうちの少なくとも１つの波長のレーザー光に対する反射率は、銅層の当該少なくとも１つの波長のレーザー光に対する反射率よりも低い。反射率は、例えば、反射光強度を入射光強度で除して得られる値である。銅層は、レーザー光（例えば、０．６μｍ以上の波長域のレーザー光）の反射率が高い層であり、かつ、熱伝導率の高い層であるため、銅層に直接ＬＭＤ処理を施すことが困難である。したがって、外層３０が銅層を含む場合には、銅層の外周側に、レーザー低反射率層を積層することが好ましい。なお、レーザー低反射率層の積層は、めっきを施すことにより行ってもよい。
　第３工程（Ｓ３）において、外層３０の外周面３３上に、ＬＭＤ処理によって、ＬＭＤ層５０が積層される。図７は、燃焼器２の平面図であり、ＬＭＤ処理を実行中の状態を模式的に示す図である。図７において、斜線で示される領域Ｄには、レーザー光が照射されるとともに、ＬＭＤ層５０を構成する材料の粉体が供給される。レーザー光によって、外層３０の表層部分と粉体とが溶融する。領域Ｄ（レーザー光の照射位置および粉体の供給位置）を矢印Ｅに沿って徐々に移動させることにより、ビード５２（畝状の盛り上がり部分）が形成される。
　ビード５２の形成を外層３０の表面に沿って隙間なく行うことにより、ＬＭＤ層５０が形成される。ＬＭＤ層５０は、フープ荷重による内筒２０および外層３０の変形を抑制する補強層として機能する。また、ＬＭＤ層５０は、冷却媒体の圧力による内筒２０および外層３０の変形を抑制する補強層として機能する。
　なお、図７に記載の例では、ビード５２の形成は、螺旋状に行われている。代替的に、図８に示されるように、ビード５２の形成は、環状に行われてもよい。図８に記載の例では、環状ビード５２－１が形成された後、領域Ｄ（レーザー光の照射位置および粉体の供給位置）は、燃焼器２の長手方向軸の方向であるＸ方向に沿って移動される。領域Ｄを、燃焼器２の周方向であるＲ方向に沿って移動させることにより、環状ビード５２－２が形成される。同様にして、環状ビード５２－３、５２－４、５２－５、５２－６が形成される。なお、図９は、図８のＦ－Ｆ矢視断面図である。
　図３乃至図９に記載の例では、補強層であるＬＭＤ層５０が、ＬＭＤ処理によって、形成される。このため、鍛造材の切削、および、鍛造材の外層への溶接を用いて補強層を形成する場合と比較して、補強層の製造コストが低減される。また、ＬＭＤ層５０と、外層３０とは、ＬＭＤ処理により全境界面にわたって結合されている。このため、外層３０からＬＭＤ層５０（補強層）への荷重の伝達効率が高い。
　なお、ＬＭＤ処理については、従来、部材の補修、あるいは、耐食層の形成等への適用例が存在する。しかし、ロケットエンジンの燃焼器のように熱伝導率の高い部材に、ＬＭＤ処理を施すことは、ＬＭＤ処理の技術常識を覆すものである。また、ロケットエンジンの燃焼器の主たる材料が、レーザー光の反射率の高い銅あるいは銅合金であることを考慮すると、レーザー光を用いるＬＭＤ処理を、ロケットエンジンの燃焼器に適用することは、ＬＭＤ処理の技術常識を覆すものである。さらに、ロケットエンジンの燃焼器には、高温と高応力とが作用する。高温と高応力とが作用する構造材の製造を、ＬＭＤ処理を用いて行うことは、ＬＭＤ処理の技術常識を覆すものである。特に、ロケットエンジン燃焼器の補強材層（外筒）をＬＭＤ処理により形成することは、ロケットエンジン燃焼器の補強材層（外筒）は鍛造によって形成されるという技術常識を覆すものである。
（ロケットエンジンの燃焼器の製造方法のより詳細な説明）
　図１０乃至図２１を参照して、ロケットエンジンの燃焼器の製造方法についてより詳細に説明する。図１０乃至図２１において、図１乃至図９に記載の部材と同じ機能を有する部材については、同一の図番が付されている。
　図１０は、ロケットエンジンの燃焼器の製造方法を示すフローチャートである。図１１は、内筒２０の概略斜視図である。なお、図１１において、冷却用の溝２４の記載は省略されている。図１２は、面Ｇにおける図１１の断面図である。
　第１工程（Ｓ１０１）において、冷却用の溝２４を有する燃焼器内筒２０が準備される。燃焼器内筒２０は、ノズル（必要であれば、図１のノズル３を参照。）の内筒等と一体のものであってもよいし、ノズルの内筒等とは別体のものであってもよい。ここでは、燃焼器内筒２０は、ノズルの内筒等と別体であるとして説明する。
　内筒２０は、例えば、内筒２０の長手方向中心軸Ｏに対して、軸対称な底壁２１を備える。底壁２１の長手方向中心軸Ｏに垂直な断面形状は、例えば、円である。当該円の内径（底壁２１の内径）または外径（底壁２１の外径）の大きさは、長手方向中心軸Ｏの方向に沿って、変化してもよい。内筒２０は、底壁２１に接続された複数の側壁２２を備える。底壁２１と複数の側壁２２とは、例えば、一体に成形された１つの部材である。複数の側壁２２のうちの隣接する２つの側壁と底壁２１とによって溝２４が形成される。内筒２０は、底壁２１の円周方向に沿って、複数の溝２４を備える。溝２４は、冷却媒体が通過可能な冷却用の溝である。冷却媒体は、例えば、液体水素等の低温流体である。内筒２０は、外周面２３を有する。外周面２３は、より厳密には、側壁２２の外周面である。内筒２０は、例えば、銅を９９重量％以上含む銅合金によって構成される。
　次に、内筒２０の外周面２３上に、外層３０を設ける方法について説明する。外層３０を設ける方法としては、ろう付け法、電鋳法（厚膜電気めっき法）、粉末冶金法、拡散接合法等を採用することが可能である。また、内筒の外周面上に外層を設ける方法は、上記の方法以外の方法であってもよい。例えば、冷却穴を電解加工等の方法により直接形成することにより、内筒の外周面上に外層を設けてもよい。なお、ろう付け法を採用する場合には、被接合表面にろう材を均一に塗布することが要請される場合がある。粉末冶金法を採用する場合には、粉末の圧縮成形時に、内筒２０等が変形しないようにすることに注意を要する。拡散接合法を採用する場合には、被接合面同士が密着するように、被接合面の寸法に高い精度が求められる点に注意を要する。ここでは、ろう付け法、粉末冶金法、拡散接合法と比較して、制約条件の少ない電鋳法（電気めっき法）について、より詳細に説明する。
　電気めっき法では、外層３０の厚さを自由に設定可能である。
　第２工程（Ｓ１０２）および第３工程（Ｓ１０３）は、電気めっきを実行する前の準備工程である。
　第２工程（Ｓ１０２）において、内筒２０の冷却用の溝２４に、充填剤６０が充填される。充填剤６０は、銅よりも融点が低い低融点材料である。充填剤６０は、例えば、ワックスである。溝２４への充填剤６０の充填は、例えば、内筒２０の全体を、溶融状態の充填剤の浴に浸漬することにより実施される。内筒２０のうち、充填剤２６の充填が不要な部分（例えば、底壁２１のうち、燃焼室４に面する内周面）には、予め、マスキング材が施されてもよい。内筒２０の全体を充填剤の浴に浸漬する工程と、内筒２０を充填剤の浴から取り出す工程とを繰り返すことにより、溝２４に充填剤６０が充填される。溝２４への充填剤６０の充填後、内筒２０に付着した余剰な充填剤６０は、内筒２０から取り除かれる。
　図１３は、第２工程（Ｓ１０２）を実行後の状態を示す内筒２０の断面図である。図１３は、余剰な充填剤６０が取り除かれた後の状態を示す。図１３において、充填剤６０の外周面６３と、内筒の外周面２３（すなわち、側壁２２の外周面２３）とは、面一である。内筒の外周面２３（すなわち、側壁２２の外周面２３）は、充填剤６０で覆われていない。換言すれば、内筒の外周面２３において、母材（銅または銅合金等）が露出している。
　充填剤６０が、非導電性材料である場合、充填剤６０の表面に導電性材料７０を適用する必要がある。非導電性材料の表面に、電気めっきすることは困難であるからである。導電性材料７０の適用は、例えば、充填剤６０の表面に、銀粉を適用することにより実行される。なお、内筒の外周面２３（すなわち、側壁２２の外周面２３）には、銀粉が適用されてもよいし、銀粉が適用されなくてもよい。第３工程（Ｓ１０３）は、導電性材料７０を充填剤６０の表面に適用する工程である。なお、充填剤６０が、導電性材料である場合には、第３工程（Ｓ１０３）を、省略することができる。図１４は、第３工程（Ｓ１０３）を実行後の状態を示す内筒２０の断面図である。
　第４工程（Ｓ１０４）は、電気めっき工程である。図１５は、第４工程（Ｓ１０４）を実行中の状態を示す内筒２０および外層３０の断面図である。第４工程（Ｓ１０４）では、内筒の外周面２３上および充填剤の外周面６３上に、外層３０が電気めっきされる。第４工程（Ｓ１０４）は、例えば、充填剤６０が充填された内筒２０をめっき浴８０に浸漬することにより実行される。内筒２０は、第１電極８２として機能する。内筒２０は、例えば、陰極側の配線８２に接続される。めっき材料８４は、第２電極として機能する。めっき材料８４は、例えば、陽極側の配線８６に接続される。第１電極と第２電極との間に電圧を印加することにより（換言すれば、内筒２０とめっき材料８４との間に電圧を印加することにより）、内筒２０の外周面２３上には外層３０が積層され、充填剤６０の外周面６３上には外層３０が積層される。なお、内筒２０の表面のうち、電気めっきが不要な部分には、予め、マスキング材が適用されてもよい。
　外層３０は、複数の層を含んでいてもよい。第４工程（Ｓ１０４）において、電鋳により、内筒２０および充填剤６０の外周面上に第１層３０－１（最内層）を積層し、その後、電鋳により、第１層の外周面上に第２層３０－２（最外層）を積層してもよい。なお、第１層を積層した後、第２層を積層する前に、第１層の外周面を表面処理することにより、第１層の外周面を平滑化してもよい。
　なお、第１層３０－１と第２層３０－２との間に、単数または複数の中間層が配置されてもよい。中間層の材質は、第１層３０－１の材質と同一であってもよいし、第１層３０－１の材質と異なる材質であってもよい。中間層の材質は、第２層３０－２の材質と同一であってもよいし、第２層３０－２の材質と異なる材質であってもよい。第１層３０－１、第２層３０－２、中間層は、電気めっきにより形成される。
　図１６は、第１層３０－１および第２層３０－２を含む外層３０を積層後の内筒２０の断面図である。第１層３０－１の内周面は、内筒２０の外周面２３に接合され、第２層３０－２の内周面は、第１層３０－１の外周面に接合されている。図１６に記載の例では、第１層３０－１（最内層）が、銅層（銅合金層を含む）であり、第２層３０－２（最外層）が、ニッケル層（ニッケル合金層を含む）である。なお、第１層３０－１と第２層３０－２との間に、単数または複数の中間層が配置されてもよい。
　第１層３０－１の内周面（溝２４に面する面）と、内筒の側壁２２の側面（溝２４に面する面）と、底壁２１の外面（溝２４に面する面）とによって、冷却媒体が通過する冷却流路が構成される。冷却媒体に対する耐食の観点から、第１層３０－１（最内層）は、冷却媒体に対する耐食材料によって構成される。第１層３０－１は、例えば、耐食材料である銅層（銅合金層を含む）である。換言すれば、第１層３０－１は、銅電鋳層である。銅層は、例えば、ニッケル層と比較して、冷却媒体に対する耐食性が高い。
　銅層の引っ張り強度（銅層を構成する銅または銅合金の引っ張り強度）は、比較的小さい。このため、銅層によってフープ荷重を支持する場合には、銅層の厚さを厚くする必要がある。銅層の厚さを厚くするためには、電鋳処理の時間を長くすればよい。しかし、電鋳処理時間の増加は、製造コストの上昇を意味する。電鋳処理時間の増加を抑制するために、中間層あるいは第２層として、引っ張り強度が大きな高強度層を配置してもよい。本明細書において、高強度層は、銅の引っ張り強度よりも大きな引っ張り強度を有する材料によって構成される層を意味する。高強度層を配置することにより、第１層３０－１である銅層の厚さを薄くすることができる。また、高強度層を配置することにより、外層３０全体の厚さを薄くすることができる。外層３０全体の厚さが薄くされることにより、電鋳処理時間の増加が抑制される。
　高強度層は、例えば、ニッケル層（ニッケル合金層を含む）である。なお、ニッケル層は、ＬＭＤ処理で用いるレーザー光の反射率が低い低反射率層である。このため、後述のＬＭＤ処理の観点から、ニッケル層を、外層３０の最外層とするのが好ましい。高強度層であるニッケル層を外層３０の最外層とする場合、外層３０の全体の厚さを薄くできるとともに、ＬＭＤ処理が容易になるとの相乗効果を奏する。
　外層３０が、高強度層を含む場合、第１層３０－１である銅層の厚さは、例えば、０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下とすることが可能である。
　任意付加的に、第４工程の実施後、第５工程を実施する前に、外層の最外層（第２層３０－２）の外周面を表面処理することにより、最外層の外周面を平滑化してもよい。
　任意付加的に、第４工程の実施後、第５工程を実施する前に、冷却用の溝２４から、充填剤６０が除去されてもよい。充填剤６０の除去は、例えば、内筒２０を加熱して、充填剤６０を溶融させることによって行われる。溶融状態の充填剤６０は、冷却用の溝２４から除去される。なお、充填剤６０の除去は、外層３０の最外層の外周面の平滑化よりも前に実行されてもよいし、外層３０の最外層の外周面の平滑化よりも後に実行されてもよい。図１７は、充填剤６０が除去された後の燃焼器２の断面図である。
　第５工程（Ｓ１０５）は、ＬＭＤ処理工程である。第５工程は、外層３０の最外層（第２層３０－２）の外周面上に、高強度層であるＬＭＤ層５０を積層する工程である。ＬＭＤ層５０の引っ張り強さは、外層３０の第１層３０－１である銅層の引っ張り強さよりも大きい。図１８は、第５工程（Ｓ１０５）であるＬＭＤ処理を実行中の状態を示す側面図である。
　ＬＭＤ処理に際して、燃焼器２は、支持装置１００によって支持される。燃焼器２は、支持装置１００によって、燃焼器２の長手方向中心軸Ｏまわりに回転自在に支持される。支持装置１００は、例えば、基台１１０および回転体１２０を備える。基台１１０は、回転体１２０を介して、燃焼器２を支持する。回転体１２０は、適宜の固定機構（例えば、チャック）によって、燃焼器２を保持する。回転体１２０の回転軸は、燃焼器２の長手方向中心軸Ｏと一致する。支持装置１００は、モータ等の駆動源１３０を備える。駆動源１３０の動力により、回転体１２０は回転する。
　ＬＭＤ処理は、ＬＭＤ装置２００によって実行される。ＬＭＤ装置２００は、ＬＭＤ装置移動装置３００に取り付けられている。ＬＭＤ装置移動装置３００は、少なくとも、燃焼器２の長手方向中心軸Ｏに沿う方向にＬＭＤ装置２００を移動させることが可能である。付加的に、ＬＭＤ装置移動装置３００は、燃焼器２の径方向（図１８のＺ方向）に、ＬＭＤ装置２００を移動させることが可能であってもよい。図１８に記載の例では、ＬＭＤ装置移動装置３００は、マニピュレータである。マニピュレータは、例えば、複数のアーム（３１０－１、３１０－２、３１０－３）、および、複数のアーム同士を回転自在に連結する少なくとも１つのピボット（３２０－１、３２０－２）を備える。
　ＬＭＤ処理に際して、燃焼器２を長手方向中心軸Ｏまわりに回転させるとともに、ＬＭＤ装置２００を長手方向中心軸Ｏに沿う方向に移動させることにより、外層３０の外周面上に螺旋状のビード５２を形成することが可能である。代替的に、ＬＭＤ処理に際して、燃焼器２を長手方向中心軸Ｏまわりに回転させるとともに、ＬＭＤ装置２００の位置を保持することにより、外層３０の外周面上に環状ビード（必要であれば、図８の環状ビード５２を参照）を形成することが可能である。
　代替的に、図１９に示されるように、ＬＭＤ処理に際して、回転体１２０の位置を固定した状態で、ＬＭＤ装置２００を長手方向中心軸Ｏに沿う方向に移動させることにより、外層３０の外周面上に長手方向中心軸Ｏに沿う方向の直線状のビード５２を形成してもよい。なお、フープ荷重（燃焼器２の周方向に沿う方向の荷重）を支持する観点からは、直線状のビードを形成するよりも、螺旋状のビードまたは環状のビードを形成する方が好ましい。また、ＬＭＤ装置２００を移動させる速さをゼロまたは低速にできる観点から、直線状のビードを形成するよりも、螺旋状のビードまたは環状のビードを形成する方が好ましい。
　ＬＭＤ装置２００は、レーザー光２１０を照射する照射口と、粉体２２０を噴射する噴射口と、シールドガス２３０を供給する供給口とを有する。レーザー光２１０は、粉体２２０および外層３０の表層部分を溶融するエネルギを、粉体２２０および外層３０の表層部分に付与する。粉体２２０は、ＬＭＤ層を形成するための原料である。シールドガス２３０は、溶融材料（換言すれば、粉体２２０、および、外層３０の表層部分が溶融することにより形成された溶融材料）の酸化を抑制するために供給される不活性ガスである。
　図２０は、ＬＭＤ装置２００の断面図（図１８におけるＨ－Ｈ矢視断面図）である。図２０に記載の例では、レーザー光を照射する照射口２１２と、粉体２２０を噴射する複数の噴射口２２２とが、同心状に配置されている。図２０に記載の例では、複数の噴射口２２２が、照射口２１２を囲むように配置されている。照射口２１２と噴射口２２２とが同心状に配置されることにより、レーザー光２１０の照射領域に向けて粉体２２０が安定的に供給される。その結果、形成されるビードの形状が安定する。
　また、図２０に記載の例では、粉体２２０を噴射する複数の噴射口２２２と、シールドガスを供給する供給口２３２とが、同心状に配置される。図２０に記載の例では、複数の供給口２３２が、複数の噴射口２２２を囲むように配置されている。複数の供給口２３２は、１つの環状の供給口によって代替されてもよい。不活性ガス等のシールドガス（例えば、アルゴンガス）は、レーザー光の照射領域を囲むように、ＬＭＤ装置２００の供給口２３２から供給される。
　ＬＭＤ装置２００は、レーザー光２１０を、外層３０に向けて照射する。レーザー光２１０は、外層３０または外層３０の近傍に焦点を結ぶ。レーザー光の波長は、粉体２２０の材質、外層３０の最外層の材質等に応じて選択されてもよい。レーザー光の波長は、例えば、１０３０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である。ＬＭＤ装置２００は、レーザー光２１０が照射される領域に向けて、粉体２２０を噴射する。レーザー光２１０が照射される領域内に存在する粉体２２０、および、外層３０の表層部分は、レーザー光２１０のエネルギによって、溶融する。溶融材料（換言すれば、粉体２２０、および、外層３０の表層部分が溶融することにより形成された溶融材料）が凝固することにより、ビード５２が形成される。
　なお、外層３０の最外層（換言すれば、外層３０の表層部分）が、銅層である場合には、レーザー光が反射されることによって、最外層へのエネルギの伝達が不十分となるおそれがある。また、外層３０の最外層が銅層である場合には、銅層が高熱伝導材料であることに起因して、最外層に伝達されたエネルギがレーザー照射領域外に拡散する。このため、銅を主材料とする燃焼器２の製造工程に、ＬＭＤ処理を用いることは、困難であると考えられていた。
　本実施形態では、外層３０の最外層をレーザー低反射率層とすることにより、ＬＭＤ処理を効果的に実施することが可能である。
　ＬＭＤ層５０は、ＬＭＤ処理によって形成されたビード５２の層である。ＬＭＤ層５０は、高強度層である。高強度層は、銅の引っ張り強度よりも大きな引っ張り強度を有する材料によって構成される層を意味する。高強度層であるＬＭＤ層５０は、例えば、ニッケル基合金層である。ニッケル基合金層は、例えば、インコネル６２５（なお、「インコネル」は、登録商標である。）、インコネル７１８（なお、「インコネル」は、登録商標である。）等のニッケル基耐熱合金層である。粉体２２０を、ニッケル基合金の粉体とすることにより、ＬＭＤ層５０を、ニッケル基合金層とすることが可能である。
　ＬＭＤ層５０の主材料（ＬＭＤ層のうち最も重量含有率の大きな元素）と、レーザー低反射率層の主材料（レーザー低反射率層のうち最も重量含有率の大きな元素）とを同一の材料とすることで、ＬＭＤ層５０における不純物の量を低減することが可能である。すなわち、ＬＭＤ層５０は、粉体２２０と外層３０の表層部分の材料との混合物によって形成される。表層部分を構成するレーザー低反射率層の材質の一部と、粉体２２０の材質の一部とを一致させることにより、ＬＭＤ層５０における不純物の量を低減することが可能である。その結果、ＬＭＤ層の強度の低下が抑制される。例えば、レーザー低反射率層をニッケル層とし、粉体２２０の材質を、ニッケル基合金とすることにより、ＬＭＤ層５０における不純物の量を低減することが可能である。なお、ニッケル層は、レーザー低反射率層であるとともに、高強度層である。
　ＬＭＤ層５０を積層する工程は、例えば、複数のＬＭＤ層を積層する工程である。図２１は、第５工程（Ｓ１０５）であるＬＭＤ処理を実行中の状態を示す側面図である。図２１は、第１ＬＭＤ層５０－１を外層３０上に積層した後、第２ＬＭＤ層５０－２を第１ＬＭＤ層５０－１上に積層中の状態を示す。第２ＬＭＤ層５０－２のビードは、第１ＬＭＤ層のビードの山部５０－Ａと山部５０－Ａの間の谷部５０－Ｂに形成されてもよい。ＬＭＤ層のビード間の谷部に、次層のＬＭＤ層のビード（換言すれば、他のＬＭＤ層のビード）を形成することにより、ＬＭＤ層表面の凸凹（でこぼこ）を小さくすることが可能である。
　代替的に、あるいは、付加的に、第２ＬＭＤ層５０－２のビードの幅を、第１ＬＭＤ層５０－１のビードの幅よりも大きくし、第２ＬＭＤ層５０－２のビードの高さを、第１ＬＭＤ層５０－１のビードの高さよりも大きくすることが可能である。第２ＬＭＤ層５０－２の材質は、第１ＬＭＤ層５０－１の材質と実質的に同じである。第２ＬＭＤ層５０－２のビードの大きさを大きくする（換言すれば、ビードの幅および高さを大きくする）ことによって、所定厚のＬＭＤ層を形成するのに要する時間を短縮することが可能である。
　図２２は、ＬＭＤ処理によってＬＭＤ層が形成された後の燃焼器２の断面図である。燃焼器２は、冷却用の溝２４を有する内筒２０を備える。燃焼器内筒２０の外周面上には、内筒２０の溝２４を覆うように、外層３０が配置されている。図２２に記載の例では、外層の最内層である第１層３０－１は、銅層であり、外層の最外層である第２層３０－２は、レーザー低反射率層である。なお、レーザー低反射率層が薄層である時、レーザー低反射率層は、ＬＭＤ処理時に溶融して、ＬＭＤ層５０と一体化される場合がある。この場合、ＬＭＤ層が形成された後の燃焼器２において、外層３０は、レーザー低反射率層を含まない。
　外層３０の外周面上には、ＬＭＤ層５０が配置されている。図２２に記載の例では、ＬＭＤ層５０は、第１ＬＭＤ層５０－１と第２ＬＭＤ層５０－２とを含む複数の層である。ＬＭＤ層の層数は、１以上の任意の整数である。なお、１つのＬＭＤ層と隣接するＬＭＤ層とは、ＬＭＤ処理により一体化されるため、ＬＭＤ層が形成された後の燃焼器２において、ＬＭＤ層の層数が不明となる場合がある。
　図２３は、ＬＭＤ処理によってＬＭＤ層５０が形成された後の燃焼器２の側面図である。図２３に記載の例において、燃焼器２の第１端部２－１および第２端部２－２には、ＬＭＤ層５０が適切に形成されていない。燃焼器２の第１端部２－１および第２端部２－２は、切除または平滑化されてもよい。ＬＭＤ層５０は、ビード５２の存在によって特徴づけられる。しかし、ＬＭＤ層５０の表面を平滑化処理した場合、ビード５２の存在が不明となる場合がある。
　実施形態では、燃焼器の外層３０の外周面上に、ＬＭＤ処理によって、高強度層であるＬＭＤ層５０が積層される。このため、鍛造材によって高強度層を設ける場合と比較して、製造コストおよび製造時間が低減される。また、鍛造材の切削により高強度層を作製する場合と比較して、材料の歩留まりがよい。
　また、ＬＭＤ処理は、局所的にレーザーを照射するものであるため、一般的な溶接処理と比較して、被処理材の熱変形が小さい。また、ＬＭＤ処理によって、外層３０とＬＭＤ層５０とが、両層の接触面の全体にわたって一体化される。このため、外層からＬＭＤ層への荷重の伝達効率が高い。また、ＬＭＤ層が荷重支持層として機能するため、外層の厚さを薄くすることが可能である。任意付加的に、外層が電鋳処理によって形成される場合には、外層の厚さを薄くすることが可能であることにより、電鋳処理（電気めっき処理）の処理時間を短縮することが可能である。
　任意付加的に、外層の一部を、高強度を有する電鋳層とすることによって、外層全体の厚さを薄くすることが可能である。外層全体の厚さを薄くできることにより、電鋳処理（電気めっき処理）の処理時間を短縮することが可能である。
　任意付加的に、外層の最外層を、レーザー低反射率層とすることにより、ＬＭＤ処理が効果的に実行される。
　任意付加的に、レーザー低反射率層を高強度層とすることにより、外層の層数を少なくすること、あるいは、外層の厚さを小さくすることが可能である。外層の層数を少なくすることにより、外層を形成する際の製造コストおよび製造時間を低減することができる。外層の厚さを小さくすることにより、外層を形成する際の製造コストおよび製造時間を低減することができる。
　本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態又は変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態又は変形例にも適用可能である。
　本出願は、２０１５年１月２３日に出願された日本国特許出願第２０１５－１１７８７号を基礎とする優先権を主張し、当該基礎出願の開示の全てを引用により本出願に取り込む。

Claims (16)

  1. 　冷却用の溝を有する燃焼器内筒を準備する工程と、
    　前記燃焼器内筒の前記冷却用の溝を覆うように、前記燃焼器内筒の外周面上に外層を設ける工程と、
    　前記外層の外周面上に、ＬＭＤ処理によって、ＬＭＤ層を積層する工程と
    　を具備する
    　ロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  2. 　前記燃焼器内筒の外周面上に外層を設ける工程は、
    　　前記燃焼器内筒の外周面上に第１層を積層する工程と、
    　　前記外層の最外層としてレーザー低反射率層を積層する工程と
    　を含み
    　前記レーザー低反射率層は、前記第１層と比較して、前記ＬＭＤ処理で使用するレーザー光の反射率が低い層である
    　請求項１に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  3. 　前記レーザー低反射率層の引っ張り強度は、前記第１層の引っ張り強度よりも大きい
    　請求項２に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  4. 　前記外層の最外層としてレーザー低反射率層を積層する工程は、電気めっきにより前記レーザー低反射率層を積層する工程である
    　請求項２又は３に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  5. 　前記レーザー低反射率層は、ニッケル層である
    　請求項２乃至４のいずれか一項に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  6. 　前記レーザー低反射率層の主材料と、前記ＬＭＤ層の主材料とは、同じ材料である
    　請求項２乃至５のいずれか一項に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  7. 　前記燃焼器内筒の外周面上に第１層を積層する工程は、電鋳法により前記燃焼器内筒の外周面上に前記第１層を積層する工程である
    　請求項２乃至６のいずれか一項に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  8. 　前記第１層は、銅層である
    　請求項２乃至７のいずれか一項に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  9. 　前記ＬＭＤ層を積層する工程は、
    　前記外層の外周面上に、ＬＭＤ処理によって、第１ＬＭＤ層を積層する工程と、
    　前記第１ＬＭＤ層上に第２ＬＭＤ層を積層する工程と
    　を備える
    　請求項１乃至８のいずれか一項に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  10. 　前記ＬＭＤ層は、螺旋状ビード、または、環状ビードを含む
    　請求項１乃至９のいずれか一項に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  11. 　前記ＬＭＤ層は、ニッケル基合金層である
    　請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のロケットエンジンの燃焼器の製造方法。
  12. 　冷却用の溝を有する燃焼器内筒と、
    　前記燃焼器内筒の外周面上に、前記燃焼器内筒の前記冷却用の溝を覆うように配置される外層と、
    　前記外層の外周面上に配置されるＬＭＤ層と
    　を具備する
    　ロケットエンジンの燃焼器。
  13. 　前記外層は、
    　　前記燃焼器内筒の外周面上に配置される第１層と、
    　　前記ＬＭＤ層の内周面に接触配置され、前記第１層よりも引っ張り強度の大きな高強度層と
    　を含む
    　請求項１２に記載のロケットエンジンの燃焼器。
  14. 　前記第１層は、銅層であり、
    　前記高強度層は、ニッケル層である
    　請求項１３に記載のロケットエンジンの燃焼器。
  15. 　前記高強度層の主材料と、前記ＬＭＤ層の主材料とは、同じ材料である
    　請求項１３又は１４に記載のロケットエンジンの燃焼器。
  16. 　請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載のロケットエンジンの燃焼器を備えたロケットエンジン。
     
     
     
     
     
     
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