JP6357997B2 - 噴射試験用装置 - Google Patents

Description

本発明は、噴射試験用装置に関するものである。

例えば、航空機から発射されるロケットモータを備えた飛しょう体から噴射される燃焼ガスを吸い込むことになるエンジンや、ロケットからの燃焼ガスを受ける発射台等のロケットモータからの燃焼ガスに晒される装置は、高温の燃焼ガスに晒されることによって特性が変化する場合がある。
そして、燃焼ガスに晒される装置の特性変化を求めるために、地上にて当該装置をロケットモータの燃焼ガスに晒す実験を行う場合がある（非特許文献１参照）。
このような実験は、例えば、ロケットモータを移動しないように固定し、後段に特性変化を求めるための装置を配置した状態でロケットモータに点火することで行われる。

ただし、上述の例から分かるように、実際にはロケットモータが点火されると、ロケットモータは自らの推進力によって燃焼ガスが噴射される対象から遠ざかる。地上で行う実験では、ロケットモータが固定されているため、上記対象からロケットモータが遠ざかることがない。このため、試験対象である装置が実際よりも長時間燃焼ガスに晒されることとなり、正確な特性変化を求めることが難しい。
ロケットモータは、一度点火すると、燃料を使い切るまで燃焼し続けるという特性を有している。このため、燃焼が燃え尽きるまでの間に燃焼ガスの発生を止めることはできない。

このため、従来の地上における噴射試験では、落下式のシャッタを備える噴射試験用装置を用い、ロケットモータの燃焼開始から一定時間の経過後に、シャッタを落下させて燃焼ガスの噴射経路を塞ぐことによって試験対象への燃焼ガスの噴射を強制的に停止する方法が採られている。

Thomas Breuer, Oliver Mertschat, Dr.Andreas Zeisberger, MTU Aero Engines GmbH, Dachauer Str.665, D-80995 Munchen, Germany,「Missile Firing simulation - hot gas ingestion experiments in engine bench testing」, ISABE-2005-1133

ところで、例えば、航空機から発射される飛しょう体に搭載されたロケットモータの燃焼ガスに晒されるエンジンを考えると、一般的にロケットモータは飛しょう体が発射されてから、エンジンの吸込口よりも後流側で着火する。このため、エンジンは、着火直後の燃焼ガスに晒されるのではなく、着火から一定時間経過した後の燃焼ガスに晒される。

上述の噴射試験用装置では、着火直後の燃焼ガスが試験対象の装置に到達することを防ぐことができず、さらには任意のタイミングでかつ任意の期間のみ燃焼ガスを試験対象に噴射することができない。
このため、従来の地上でおける噴射試験では、十分に実際の噴射環境を模擬することができない場合があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ロケットモータからの燃焼ガスを試験対象に対して噴射する噴射試験に用いられる噴射試験用装置であって、噴射対象物に噴射される燃焼ガスの噴射状態をより自由度を高く調節可能とし、より実際の噴射環境を再現可能とすることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、ロケットモータから噴射された燃焼ガスの噴射対象物に対する噴射状態を制御する噴射試験用装置であって、上記燃焼ガスの噴射経路途中に配置されると共に上記燃焼ガスを通過させる通過領域を一部に有する遮蔽部材と、上記通過領域が上記燃焼ガスの噴射経路を通る経路で上記遮蔽部材を移動する駆動手段と、上記駆動手段を制御することによって上記遮蔽部材の上記通過領域が上記燃焼ガスの噴射経路を通るタイミングを調節する制御手段とを備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記遮蔽部材が、上記噴射経路に沿った回転軸を中心として回転駆動されると共に上記通過領域となる開口を有する回転板であるという構成を採用する。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記回転板からなる上記遮蔽部材を２枚備え、
上記制御手段が、２枚の上記回転板の回転方向を逆方向とすると共に２枚の上記回転板の上記開口を上記噴射経路にて重ね合わせるという構成を採用する。

第４の発明は、上記第２または第３の発明において、上記遮蔽部材と別体で設けられ、上記燃焼ガスの噴射経路を塞ぐ経路閉塞部材を備えるという構成を採用する。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記経路閉塞部材が、上記燃焼ガスの流れ方向において上記遮蔽部材の下流側に配置されているという構成を採用する。

第６の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、上記燃焼ガスの噴射経路を除いて少なくとも上記遮蔽部材及びロケットモータを囲うチャンバと、当該チャンバ内に充満した上記燃焼ガスを上記燃焼ガスの噴射経路を避けてチャンバの外部に排気する排気流路とを備えるという構成を採用する。

本発明によれば、一部に燃焼ガスの通過領域が設けられた遮蔽部材が駆動手段によって移動され、さらに当該駆動手段が制御手段によって制御されている。
このため、遮蔽部材の移動（例えば、移動速度や移動タイミング）を制御することが可能となり、遮蔽部材の通過領域が燃焼ガスの噴射経路に重なるタイミングや期間を任意に設定することができる。
したがって、本発明によれば、ロケットモータからの燃焼ガスを試験対象に対して噴射する噴射試験に用いられる噴射試験用装置であって、噴射対象物に噴射される燃焼ガスの噴射状態をより自由度を高く調節可能とし、より実際の噴射環境を再現することが可能となる。

本発明の一実施形態における噴射試験用装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態における噴射試験用装置が備える第１回転板及び第２回転板を回転軸方向から見た矢視図である。 本発明の一実施形態における噴射試験用装置の一部を模式的に示した斜視図である。 図３に示す本発明の一実施形態における噴射試験用装置の分解斜視図である。 本発明の一実施形態における噴射試験用装置の電気的な接続を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における噴射試験用装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の一実施形態における噴射試験用装置の動作を説明するための第１回転板及び第２回転板と噴射用開口との関係を示す動作図である。 本発明の一実施形態における噴射試験用装置が備える開口の回転方向における両端及び噴射用開口の形状についての様々なケースについて例示する模式図である。 図８の各ケースにおける第１回転板と第２回転板との移動量と噴射用開口の開度との関係を示す図である。 本発明の一実施形態における噴射試験用装置が備えるチャンバの変形例を示す概略構成図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る噴射試験用装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１は、第１回転板１（遮蔽部材）と、第２回転板２（遮蔽部材）と、第１シャフト３と、第２シャフト４と、第１軸受５と、第２軸受６と、第１サーボモータ７（駆動手段）と、第２サーボモータ８（駆動手段）と、第１回転板用センサ９と、第２回転板用センサ１０と、ゲートシャッタ装置１１と、ゲートシャッタ開放検知センサ１２と、ゲートシャッタ閉鎖検知センサ１３と、チャンバ１４と、固定装置１５とを備えている。
なお、図２は、第１回転板１と第２回転板２とを回転軸方向から見た矢視図である。また、図３は、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１の一部を模式的に示した斜視図である。また、図４は、図３に示す本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１の分解斜視図である。

本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１は、ロケットモータＭから噴射される燃焼ガスを不図示の試験対象物（噴射対象物）に対して噴射する噴射試験を行う際に、燃焼ガスの噴射対象物に対する噴射状態を制御するためのものである。
具体的には、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１は、噴射対象物に対する燃焼ガスの噴射タイミングや、噴射時間を制御する。

第１回転板１は、図１、図３及び図４に示すようにロケットモータＭから噴射される燃焼ガスの噴射経路Ｘの途中に配置されており、図２、図４に示すように燃焼ガスを通過させる開口１ａ（通過領域）を一部に備えるものである。
より詳細には、第１回転板１は、噴射経路Ｘよりも下方において当該噴射経路Ｘに対して平行に沿った回転軸Ｌを回転中心として回転駆動される円板であり、ロケットモータＭ側に向く面において燃焼ガスを受けることによって燃焼ガスを遮蔽する遮蔽部材として機能するものである。
この第１回転板１には、図２に示すように、第１回転板１の回転によって噴射経路Ｘと重なる位置に、回転軸Ｌを中心とする円弧状に形状設定された開口１ａが形成されている。そして、第１回転板１は、当該開口１ａが噴射経路Ｘと重なった際には、燃焼ガスを試験対象側（図１における右側）に通過させる。

また、図２に示すように、開口１ａは、円弧状の長孔とされており、回転方向における両端が外側に向けて湾曲されている。そして、第１回転板１は、開口１ａと回転軸Ｌを挟んだ反対側に周縁領域に配置されるセンサ検出板１ｂを備えている。
このセンサ検出板１ｂは、第１回転板用センサ９によって検出されるものであり、両端が開口１ａの端部と回転軸Ｌとを結んだ直線上に配置されている。そして、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、このセンサ検出板１ｂを検出することによって、開口１ａの位置検出が可能とされている。
また、第１回転板１は、センサ検出板１ｂとの対称位置に第１回転板１の重心を回転軸Ｌに合わせるための調芯用錘１ｃを備えている。

第２回転板２は、図１、図３及び図４に示すようにロケットモータＭから噴射される燃焼ガスの噴射経路Ｘの途中に配置されており、図２、図４に示すように燃焼ガスを通過させる開口２ａ（通過領域）を一部に備えるものである。
より詳細には、第２回転板２は、第１回転板１と同様に、回転軸Ｌを回転中心として回転駆動される円板である。なお、第２回転板２は、第１回転板１よりも小径の円板とされている。ただし、第２回転板２を第１回転板１と同じ径の円板、あるいは、第１回転板１を第２回転板２よりも小径の円板としても良い。
この第２回転板２には、図２に示すように、第２回転板２の回転によって噴射経路Ｘと重なる位置に、回転軸Ｌを中心とする円弧状に形状設定された開口２ａが形成されている。そして、第２回転板２は、当該開口２ａが噴射経路Ｘと重なった際には、燃焼ガスを試験対象側（図１における右側）に通過させる。
ただし、第２回転板２は、図１に示すように、燃焼ガスの噴射方向において第１回転板１の下流側に配置されている。このため、開口２ａが噴射経路Ｘと重なった場合であっても、第１回転板１の開口１ａが噴射経路Ｘと重なっていない場合には、燃焼ガスは、第２回転板２を通過することはない。

また、図２に示すように、開口２ａは、円弧状の長孔とされており、回転方向における両端が外側に向けて湾曲されている。そして、第２回転板２は、開口２ａと回転軸Ｌを挟んだ反対側に周縁領域に配置されるセンサ検出板２ｂを備えている。
このセンサ検出板２ｂは、第２回転板用センサ１０によって検出されるものであり、両端が開口２ａの端部と回転軸Ｌとを結んだ直線上に配置されている。そして、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、このセンサ検出板２ｂを検出することによって、開口２ａの位置検出が可能とされている。
また、第２回転板２は、センサ検出板２ｂとの対称位置に第２回転板２の重心を回転軸Ｌに合わせるための調芯用錘２ｃを備えている。

図１に戻り、第１シャフト３は、第１回転板１を回転駆動するためのシャフトであり、第１回転板１の中央に固定されている。
第２シャフト４は、第２回転板２を回転駆動するためのシャフトであり、第２回転板２の中央に固定されている。
第１軸受５は、第１シャフト３を軸支するための軸受である。また、第２軸受６は、第２シャフト４を軸支するための軸受である。

第１サーボモータ７は、第１回転板１を回転駆動するための動力源であり、第１回転板１を開口１ａが噴射経路Ｘを通る経路で回転駆動する。なお、第１サーボモータ７は、第１シャフト３の端部と接続されており、第１シャフト３を介して第１回転板１に回転動力を伝達する。

第２サーボモータ８は、第２回転板２を回転駆動するための動力源であり、第２回転板２を開口２ａが噴射経路Ｘを通る経路で回転駆動する。なお、第２サーボモータ８は、第２シャフト４の端部と接続されており、第２シャフト４を介して第２回転板２に回転動力を伝達する。

第１回転板用センサ９は、第１回転板用センサ検出板１ｂの有無を検出するものであり、第１回転板１の下部に配置されている。
第２回転板用センサ１０は、第２回転板用センサ検出板２ｂの有無を検出するものであり、第２回転板２の下部に配置されている。
これらの第１回転板用センサ９及び第２回転板用センサ１０は、回転軸Ｌを中心として噴射経路Ｘから１８０°ずれた位置に配置されている。

ゲートシャッタ装置１１は、第１回転板１及び第２回転板２とは別に燃焼ガスを遮蔽するためのものであり、噴射経路Ｘを塞ぐゲートシャッタ１１ａ（経路閉塞部材）と、ゲートシャッタ１１ａを噴射経路Ｘの上方から落下させるためのアクチュエータ１１ｂとを備えている。
なお、ゲートシャッタ１１ａは、燃焼ガスの噴射方向において第１回転板１及び第２回転板２の下流側において噴射経路Ｘを塞ぐように配置されている。

ゲートシャッタ開放検知センサ１２は、ゲートシャッタ１１ａが開放していることを検知するためのセンサであり、ゲートシャッタ１１ａが噴射経路Ｘの上方に位置していることを検知するために噴射経路Ｘの上方に配置されている。
ゲートシャッタ閉鎖検知センサ１３は、ゲートシャッタ１１ａが閉鎖していることを検知するためのセンサであり、ゲートシャッタ１１ａが噴射経路Ｘを塞いでいることを検知するために噴射経路Ｘの下方に配置されている。

チャンバ１４は、噴射経路Ｘを除いて第１回転板１、第２回転板２及びロケットモータＭを囲んで設けられており、噴射経路Ｘに対応した噴射用開口１４ａを備えている。このチャンバ１４は、ロケットモータＭから噴射された燃焼ガスの一部であって、本来の噴射経路Ｘと通らずに第１回転板１及び第２回転板２を回り込んで試験対象に到達しようとするガスを閉じ込めるためのものである。
噴射用開口１４ａは、噴射経路Ｘを中心とする円形状の開口であり、第１回転板用センサ９及び第２回転板用センサ１０に対して、回転軸Ｌを中心として１８０°ずれた位置に配置されている。

なお、図３及び図４に示すように、チャンバ１４に対して、チャンバ１４の内部に充満した燃焼ガスを、噴射経路Ｘを避けてチャンバ１４の外部に排気するためのダクト１６（排気流路）が接続されている。そして、ダクト１６は、排気された燃焼ガスが試験対象に対して影響を与えない位置（例えば、燃焼ガスの噴射方向において試験対象の下流側の位置）まで延在されており、排気された燃焼ガスが試験対象に対して影響を与えない位置にチャンバ１４内に充満した燃焼ガスを排気する。

図１に戻り、固定装置１５は、ロケットモータＭを固定するためのものであり、チャンバ１４内部に配置されている。そして、固定装置１５は、ロケットモータＭを噴射経路Ｘに向けて姿勢設定して固定する。

図５は、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１の電気的な接続を示すためのブロック図である。この図に示すように、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１は、上述した構成に加えて、制御装置１７（制御手段）と、操作スイッチ表示パネル１８とを備えている。

制御装置１７は、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１の動作全体を制御するものであり、第１サーボモータ７、第２サーボモータ８、第１回転板用センサ９、第２回転板用センサ１０、ゲートシャッタ装置１１のアクチュエータ１１ｂ、ゲートシャッタ開放検知センサ１２、ゲートシャッタ閉鎖検知センサ１３、操作スイッチ表示パネル１８と電気的に接続されている。
より詳細には、制御装置１７は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１７ａと、第１サーボアンプ１７ｂと、第２サーボアンプ１７ｃとを有している。そして、ＰＬＣが第１回転板用センサ９、第２回転板用センサ１０、ゲートシャッタ装置１１のアクチュエータ１１ｂ、ゲートシャッタ開放検知センサ１２、ゲートシャッタ閉鎖検知センサ１３、操作スイッチ表示パネル１８と電気的に接続されている。また、第１サーボアンプ１７ｂが第１サーボモータ７に対する制御を行い、第２サーボアンプ１７ｃが第２サーボモータ８に対する制御を行う。

そして、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１において、制御装置１７は、第１サーボモータ７及び第２サーボモータ８を制御することによって、第１回転板１の開口１ａと第２回転板２の開口２ａとが噴射経路Ｘを通るタイミングや通過速度を調節する。
より詳細には、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１は、第１回転板１と第２回転板２との回転方向を逆回転とし、開口１ａと開口２ａとが噴射経路Ｘにおいて重なり合うように第１回転板１の回転と第２回転板２の回転とを制御する。

なお、図５に示すように、制御装置１７は、電源Ｄと接続されており、電源Ｄから電力を供給されている。
また、制御装置１７のＰＬＣ１７ａは、ロケットモータＭの点火装置Ｍａと電気的に接続されており、点火装置Ｍａを制御することによってロケットモータＭへの点火が可能とされている。なお、点火装置Ｍａは、ロケットモータＭの点火部に電流を流して点火するものであり、制御装置１７と共にチャンバ１４の外部に配置されている。

操作スイッチ表示パネル１８は、操作スイッチを表示及び操作可能なマンマシンインターフェイスであり、例えば、入力装置と出力装置とを兼ね備えたタッチパネルによって構成されている。なお、操作スイッチ表示パネル１８に換えて、入力装置と表示装置とを別々に設けても良い。

次に、このように構成された本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１の動作について、図６のタイミングチャートを参照しながら説明する。
なお、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、図６のタイミングチャートに示す動作を行うよりも前に、第１回転板１及び第２回転板２が予め設定された回転速度でかつ開口１ａと開口２ａとが噴射経路Ｘにて重なるように、第１回転板１及び第２回転板２を同期させて回転させる動作を行う。なお、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、噴射用開口１４ａにおける全閉と全開との間の必要時間が０．１秒で、噴射用開口１４ａの全開時間が０．１秒となるように第１回転板１及び第２回転板２の回転を制御する。

具体的には、ＰＬＣ１７ａが第１回転板用センサ９から検出信号を受け、第１サーボアンプ１７ｂが第１サーボモータ７の回転を制御することによって第１回転板１の制御を行う。また、ＰＬＣ１７ａが第２回転板用センサ１０から検出信号を受け、第２サーボアンプ１７ｃが第２サーボモータ８の回転を制御することによって第２回転板２の制御を行う。
ここで、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、回転軸Ｌを中心として開口１ａとセンサ検出板１ｂが１８０°ずれて配置され、さらに回転軸Ｌを中心として噴射用開口１４ａと第１回転板用センサ９とが１８０°ずれて配置されている。このため、第１サーボアンプ１７ｂは、第１回転板用センサ９にてセンサ検出板１ｂを検出したタイミングが開口１ａの回転方向先端が噴射用開口１４ａの中心（噴射経路Ｘ）に掛かったタイミングであると認識し、例えば、当該タイミングが第１サーボモータ７の回転角度が０°となるように制御を行うことによって第１サーボモータ７（すなわち第１回転板１）をフィードバック制御する。
また、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、回転軸Ｌを中心として開口２ａとセンサ検出板２ｂが１８０°ずれて配置され、さらに回転軸Ｌを中心として噴射用開口１４ａと第２回転板用センサ１０とが１８０°ずれて配置されている。このため、第２サーボアンプ１７ｃは、第２回転板用センサ１０にてセンサ検出板２ｂを検出したタイミングが開口２ａの回転方向先端が噴射用開口１４ａの中心（噴射経路Ｘ）に掛かったタイミングであると認識し、例えば、当該タイミングが第２サーボモータ８の回転角度が０°となるように制御を行うことによって第２サーボモータ８（すなわち第２回転板２）をフィードバック制御する。

このようにして第１回転板１及び第２回転板２が同期して回転されると、図７（ａ）〜（ｊ）に示すように、噴射用開口１４ａは、開口１ａ，２ａの移動に伴って中心から開口された後、中心に向けて閉鎖される。

そして、第１回転板１及び第２回転板２が同期して回転された後、操作スイッチ表示パネル１８から噴射試験の開始信号が入力されると、ＰＬＣ１７ａは、図６に示すように、予め設定されたカウントダウンタイムＴのカウントを開始する。
そして、ＰＬＣ１７ａは、カウントダウンタイムＴが０となる直前における第１回転板用センサ９からの検出波形Ａ１と第２回転板用センサ１０からの検出波形Ｂ１とを比較して第１回転板１及び第２回転板２との同期が正確に取れているかの最終確認を行う。なお、ここで、同期が取れていないと判断した場合には、ＰＬＣ１７ａは、噴射試験を中止する。例えばＰＬＣ１７ａは、検出波形Ａ１と検出波形Ｂ１との立上がりタイミングを比較し、その差が０．０１秒以内である場合には同期が取れていると判定する。

第１回転板１及び第２回転板２との同期が正確に取れている場合には、ＰＬＣ１７ａは、検出波形Ａ１に続く検出波形Ａ２の立下りのタイミング（検出波形Ｂ１に続く検出波形Ｂ２の立下りのタイミング）にて点火装置Ｍａに入力している点火信号の出力電圧を上げて点火装置を作動させ、これによってロケットモータＭの点火部に電流を流すことによってロケットモータＭに点火する。

そして、ロケットモータＭの点火後の次の検出波形Ａ３と検出波形Ｂ３とが検出されている間（すなわち開口１ａと開口２ａとが噴射経路Ｘにおいて重なっている間）の約０．２秒間、ロケットモータＭからの燃焼ガスが噴射用開口１４ａから試験対象に向けて噴射される。
つまり、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、ロケットモータＭが点火されてから一定時間が経過した後の燃焼ガスが試験対象に噴きつけられる。

またＰＬＣ１７ａは、検出波形Ａ３の立下りのタイミングに合わせてゲートシャッタ装置１１のアクチュエータ１１ｂに入力している指令信号の出力電圧を上げ、これによってアクチュエータ１１ｂを稼動させてゲートシャッタ１１ａにて噴射経路Ｘを塞ぐ。
そして、ＰＬＣ１７ａは、ゲートシャッタ開放検知センサ１２からの検出信号及びゲートシャッタ閉鎖検知センサ１３からの検出信号に基づいてゲートシャッタ１１ａの動作を確認した後、動作を完了する。

このように本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１によれば、ロケットモータＭに点火されて以降においては、検出波形Ａ３と検出波形Ｂ３が出力されている間を除いた期間（図６のαで示す領域）では、噴射経路Ｘが閉じられて燃焼ガスが遮蔽された状態となる。
そして、検出波形Ａ３と検出波形Ｂ３が出力されている間のみ、燃焼ガスが試験対象に噴きつけられる。

以上のような本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１によれば、一部に燃焼ガスの通過領域である開口１ａ，２ａが設けられた第１回転板１及び第２回転板２が第１サーボモータ７及び第２サーボモータ８によって移動され、さらに第１サーボモータ７及び第２サーボモータ８が制御装置１７によって制御されている。
このため、第１回転板１及び第２回転板２の回転移動を制御することが可能となり、第１回転板１及び第２回転板２の開口１ａ，２ａが燃焼ガスの噴射経路Ｘに重なるタイミングや期間を任意に設定することができる。
したがって、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１によれば、噴射対象物である試験対象に噴射される燃焼ガスの噴射状態をより自由度を高く調節可能とし、より実際の噴射環境を再現することが可能となる。

また、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、本発明における遮蔽部材が回転板である構成を採用している。
このため、燃焼ガスを噴射されるまでの間に十分な時間を掛けて遮蔽部材の速度を速めることができ、出力の小さな第１サーボモータ７及び第２サーボモータ８を用いることができる。さらに、燃焼ガスを遮蔽する際に、燃焼ガスに晒される領域が常に変化するため、第１回転板１と第２回転板２の表面温度上昇が抑えられ、第１回転板１と第２回転板２の寿命を長く確保することができ、また第１回転板１と第２回転板２を特殊な耐熱材料で形成する必要がなくなる。

また、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、第１回転板１と第２回転板２とを逆方向に回転させて、開口１ａ，２ａを噴射経路Ｘにて重ね合わせる構成を採用している。このため、噴射用開口１４ａの全閉から全開までの時間を短縮することができる。さらには中央から開口させることが可能となり、噴射用開口１４ａから噴射される燃焼ガスが偏ることを抑止することが可能となる。

また、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、第１回転板１と第２回転板２と別体で、噴射経路Ｘを塞ぐゲートシャッタ１１ａを備えている。
このため、噴射用開口１４ａから燃焼ガスを噴射させた後は、第１回転板１と第２回転板２とを回転させ続けた場合であっても、噴射用開口１４ａから燃焼ガスが噴射されることを防止することができる。

また、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、ゲートシャッタ１１ａが燃焼ガスの流れ方向において第１回転板１と第２回転板２の下流側に配置されている。
このため、ゲートシャッタ１１ａに直接燃焼ガスが噴射されるタイミングは、開口１ａと開口２ａとが重なり合うタイミングのみであり、限定的である。このため、ゲートシャッタ１１ａの表面温度上昇が抑えられ、寿命を長く確保することができる。またゲートシャッタ１１ａを特殊な耐熱材料で形成する必要がなくなる。

また、本実施形態の噴射試験用装置Ｓ１においては、第１回転板１、第２回転板２及びロケットモータＭを囲うチャンバ１４を備え、当該チャンバ１４内に充満した燃焼ガスを噴射経路Ｘを避けて排気するダクト１６を備えている。
このため、燃焼ガスが第１回転板１及び第２回転板２を回り込んで試験対象に噴射されることを抑止することが可能となる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、遮蔽部材が第１回転板１及び第２回転板２である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽部材が回転板である必要はない。例えば、遮蔽部材として開口を有すると共に上下方向あるいは水平方向にスライドされるスライド板を用いることも可能である。
さらには、遮蔽部材が、燃焼ガスの流路を試験対象に向かう流路と試験対象から外れる流路とに切替ることができる切替機構である構成を採用することもできる。また、遮蔽部材が燃料ガスを通過可能な貫通孔を有する球体部材によって構成することもできる。また、遮蔽部材を扉体とすることも可能である。また、遮蔽部材をロケットモータＭを囲うと共にスリットが形成された円筒部材とすることも可能である。
このように遮蔽部材を他の構成とする場合には、駆動手段も遮蔽部材に合わせて変更されることとなる。例えば、スライド板を遮蔽部材として用いる場合には駆動手段はスライド装置とされる。

また、上記実施形態においては、開口１ａの回転方向における両端及び開口２ａの回転方向における両端が外側に向けて湾曲された円弧状であり、噴射用開口１４ａが円形である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、開口１ａの回転方向における両端、開口２ａの回転方向における両端及び噴射用開口１４ａの形状を変更しても良い。

図８及び図９は、開口の回転方向における両端及び噴射用開口の形状についての様々なケースの検証について説明するための図である。
図８は、開口の回転方向における両端及び噴射用開口の形状についての様々なケースについて例示する模式図である。また、図９は、図８の各ケースにおける第１回転板と第２回転板との移動量と噴射用開口の開度との関係を示す図である。
本検証においては、図８に示すように、噴射用開口が円形のケース、正方形のケース、４５度回転させた正方形のケース、及び、第１回転板と第２回転板の開口の両端が円弧のケース、一直線のケース、直角に屈曲したケースを組み合わせて行った。
この結果、いずれのケースであっても噴射用開口の中央から開口することが確認され、ＣＡＳＥ４（上記実施形態のケース）が図９に示す最も理想状態に近いことが確認された。

また、上記実施形態においては、単一のチャンバ１４にてロケットモータＭ、第１回転板１及び第２回転板２を囲う構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１０に示すように、チャンバ１４の内部に、噴射経路Ｘを避けて、ロケットモータＭの燃焼ガスの噴射領域を囲うサブチャンバ１４Ａと、第１回転板１及び第２回転板２を囲うサブチャンバ１４Ｂとをさらに設置しても良い。このような場合には、図１０（ｂ）に示すように、各サブチャンバ１４Ａ，１４Ｂに対してダクト１６Ａを接続する。
このような構成を採用することによって、第１回転板１及び第２回転板２によって遮蔽された燃焼ガスが他の機器等（第１サーボモータ７、第２サーボモータ８、及びロケットモータＭ）に触れることを抑制することができる。

１……第１回転板（遮蔽部材）、１ａ……開口（通過領域）、２……第２回転板（遮蔽部材）、２ａ……開口（通過領域）、７……第１サーボモータ（駆動手段）、８……第２サーボモータ（駆動手段）、１１ｂ……ゲートシャッタ（経路閉塞部材）、１４……チャンバ、１４ａ……噴射用開口、１６……ダクト（排気流路）、１７……制御装置（制御手段）、Ｌ……回転軸、Ｘ……噴射経路、Ｍ……ロケットモータ

Claims (6)

1. ロケットモータから噴射された燃焼ガスの噴射対象物に対する噴射状態を制御する噴射試験用装置であって、
   前記燃焼ガスの噴射経路途中に配置されると共に前記燃焼ガスを通過させる通過領域を一部に有する遮蔽部材と、
   前記通過領域が前記燃焼ガスの噴射経路を通る経路で前記遮蔽部材を移動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御することによって前記遮蔽部材の前記通過領域が前記燃焼ガスの噴射経路を通るタイミングを調節する制御手段と
   を備えることを特徴とする噴射試験用装置。
2. 前記遮蔽部材は、前記噴射経路に沿った回転軸を中心として回転駆動されると共に前記通過領域となる開口を有する回転板であることを特徴とする請求項１記載の噴射試験用装置。
3. 前記回転板からなる前記遮蔽部材を２枚備え、
   前記制御手段は、２枚の前記回転板の回転方向を逆方向とすると共に２枚の前記回転板の前記開口を前記噴射経路にて重ね合わせることを特徴とする請求項２記載の噴射試験用装置。
4. 前記遮蔽部材と別体で設けられ、前記燃焼ガスの噴射経路を塞ぐ経路閉塞部材を備えることを特徴とする請求項２または３記載の噴射試験用装置。
5. 前記経路閉塞部材は、前記燃焼ガスの流れ方向において前記遮蔽部材の下流側に配置されていることを特徴とする請求項４記載の噴射試験用装置。
6. 前記燃焼ガスの噴射経路を除いて少なくとも前記遮蔽部材及びロケットモータを囲うチャンバと、当該チャンバ内に充満した前記燃焼ガスを前記燃焼ガスの噴射経路を避けてチャンバの外部に排気する排気流路とを備えることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の噴射試験用装置。

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