JPS6015880B2 - 排気ガスの流れを制御する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排気ガスの流れを制御する装置に関し、特に複
数個のロケットステーショと、これに結合された共通排
気ガスマニホルドとの間の排気ガスの流れを制御する装
置に関する。

多くの軍事的施設において、多数のロケットは極〈接近
して配置された保管庫や発射管などに保管されており、
これらを以下総称して部屋と呼ぶこ，とにする。

意図された又は予期せぬロケット点火時に発生するロケ
ット排気ガスを保管庫や発射管などから安全な所に導く
ために排気ガス出口が通常設けられている。例えば船な
ど、利用出来る場所が貴重である場合、多くの部屋を共
通の排気ダクト別ち管に集めることがいまいま必要であ
る。部屋を共通排気マニホルドーこ結合するダクトが何
時も、即ち通常は開いている場合には明らかに問題があ
る。

１個（又はそれ以上）のロケットが意図れ又は予期せず
に点火された時に発生する‘ま）、３３１５ＣＣ（６０
００Ｆ）の排気ガスの少くとも一部は共通マニホルドを
通って開いている結合ダクトを経て他の部屋に流入する
。これらの他の部屋にあるロケット及びロケット弾頭は
、この熱い排気ガスによってほゞ確実に点火又は爆発す
る。これら他の部屋が発射管や保管庫のようにその上端
が開いていると、結合ダクトを経て部屋に入る排気ガス
は開放端から流出して附近の施設に高価な熱損害を与え
る。このような事が起らないようにするため、通常は或
る種の安全ドアー又はガス弁が、各ロケット保管庫の出
口閉口又は排気マニホルドへの結合ダクトの何れかに設
けられている。

ロケットが予期せずに又予期された通りに′点火された
時、このロケットが収納されていた部屋の安全ドアー又
はガス弁は、通常排出する爆風によって排気ガスをマニ
ホルド内に案内するように開く、他の部屋のドアー又は
弁は、排気ガスの流入を防ぐために閉じたま）に維持さ
れる。しかし、今までに利用出釆た、又は発表された装
置はかなりの欠点を持っている。

例えば、先行技術の一つは、多数のロケット保管庫の各
区分室の底部に、ヒンヂ付けされていない噴出ドアーの
設置を有している。これらのドアーは結合ダクトを介し
て共通排気マニホルドーこ蓮適している。保管庫内のロ
ケットのどれかが予期せずに点火（例えば通弾等で）さ
れた時は、この保管庫のドアーの上面に生じたロケット
排気ガスによって働らく力はドアーをその開く方に爆破
し、ガスをマニホルド内に入らせる。関連する消火装置
は、加圧水をこの開□を通して導き、ロケットを消火す
るように設計されている。しかし、主な欠点は、ロケッ
トが消火されたあとでドァーを自動的に再び閉じる装置
が設けられていないことである。噴出ドアーを手動で再
び設置しない限り、一このため僅かな装置が設けられて
はいるように見えるが−他のロケットのその后の予期し
ない点火による熱い排気ガスがこの保管庫に入り、ロケ
ットが再点火され、消火が遅れた場合には弾頭の爆発が
起り得る。その上、もし保管庫の上部領域がシールされ
てないと、一そのようになってるようには見えない一次
の点火されたロケットからの熱い排気ガスが既に点火さ
れロケットを収容する保管庫のどれかを経て、保管庫の
すぐ上に位置するロケット発射台に直接導かれる。前述
の先行技術及び他の同様な装置における他の極めて重要
な問題は、ロケットが部屋の中で点火している時にこの
排気ガスがこの部屋に逆流することを防ぐための考慮が
殆んどされていないことである。

どんな形の排気流制御ドァーは弁が使われようとも、こ
れらは、放出され排気マニホルドに入った排気ガスがこ
の排気流のまわりを通ってロケット保管庫に逆流しない
ようにすることができるような適当な形状でなければな
らない。もしこの逆流が起ると、ガスはロケットの構造
の一部を破損したり、他の推進装置を点火したり（ロケ
ットが何段かに分れている時）又はロケット弾頭の爆発
を起したりする。これら他の推進装置の点火又は弾頭の
爆発は近接するロケット及び弾頭を点火又は爆発させ、
悲惨な連鎖反応を始める。従って、ロケット排気ガス流
制御ドァ−を単に正しく開閉すること丈では不十分であ
り、排気ガスが部屋内に逆流するのを防ぐために、ドア
ーは、ロケットの排気流の状態に係りなく、常に排気流
が流れるのに必要な量だけ開くような形状でなければな
らない。多数のロケットを保管る他の先行技術の例では
、ロケットの排気ノズルは、共通排気マニホルド‘こ導
かれる短かし、ダクト又はノズル延長部上にシール関係
に乗せられている。

保管庫内のロケットの鼻部を保持するのにトグルクラン
プが使われ、実質的に区画された部屋は形成されていな
い。各ノズルの延長部の下端に、通常閉じた状態にばね
押圧されている一対のヒンヂドアーが設けられている。
予期せずに点火されたロケットからの排気ガス圧力はノ
ズル延長部のドアーをそのばねに抗して開くように押圧
揺動し、それにつてガスをマニホルド‘こ流入させ、こ
）から遠い所に排出する。マニホルド内に生じたガス圧
力は他の閉じたドアーの下側に作用し、これらを密閉す
るように押し、熱い排気ガスが他のノズル延長部に逆流
するのを防止している。しかし、ドアーヒンヂと押圧ば
ねとは、先に点火された他のロケットからの熱い排気ガ
ス流の通路中に位置しており、この排気によって加熱さ
れ且つ腐蝕される。

熱及び腐蝕破損の結果、点火されたロケットの直ぐ下に
あるドアーは、例え、完全に曲がる程燃えていなくても
、点火后に閉じた状態に戻ることはおそらく出来ない。
又マニホルドを経て流れる熱い排気ガスからの熱は他の
ドァーの押圧ばねを破損する可能性が大きい。もしこれ
らのドアーがこの特定の点火の時マニホルド内の圧力で
閉じるように保持されていても、ドアーは結果として曲
がってしまう。従って、次の予期せぬロケットの点火の
時に、マニホルドを通るガス流は曲つたドアーを閉じる
のではなくむしろ押し関し、熱ガスを上方のノズル延長
部に流入し、その結果このロケットを点火してしまう。
ばね押圧の流動制御ドアーが、小型ロケットの保管、一
この場合点火はおそらくなく、あっても点火時間は短か
し、一に関連して使われる場合には満足出釆ても、この
ドアーは、これらが繰返し、又は持続するロケット排気
ガス流を受けるような場合には全く不満足である。

従って、このようなドァーは大型ロケットの保管又は発
射又は多数の小型ロケットが点火される発射管と関連し
て使うには不満足である。上記及びその他の理由のため
、複数個のロケットステーション及び共通排気ガスマニ
ホルドのロケツト排気ガス流の制御を改善することは望
ましい丈でなく必要なことである。

本発明による排気ガスの流れを制御する装置は、複数個
の高速、加圧流体源と、この流体源の下方に位置して複
数個の流体入口関口及び共通の流体排出閉口を持つ共通
マニホルドと、流体源を該当するマニホルドの入口開□
に結合する結合装置と、流体源とマニホルドとの間の流
体流を制御するため結合装置内に設けられた流動制御装
置とを有する。

結合装置は複数個の流体移行部を有し、この移行部の各
々は流体源とマニホルドとを結合し、移行部の少くとも
一部は通常ほゞ垂直である。流動制御装置は各華部に置
かれた一対の流動制御ドアーを有する。独立して運動す
るためその対向上部に沿って回動装架されているドアー
は、重力で押圧され、該当する流体源又はマニホルド入
口に流体圧が無い時はその下端が垂直から互に少くとも
僅かに内方に懐斜するように吊り下げられている。ドア
ーは、流体源の流体圧より大きいマニホルド入口の流体
圧に応答して全開まで回動して閉じられ、そのままに維
持される。これらは又、ドアーの流体源側に作用する流
体源の圧力とドアーのマニホルド側に作用するマニホル
ドの圧力との差によって発生するモーメントに応じて色
々な平衡開度に回動する。特に、流体源はロケット保管
用の小さな部屋、発射管などを有し、流体は熱いロケッ
ト排気ガスを有する。

ドアーのヒンヂ部は移行部を通る熱い排気ガスの直後流
路の外に位置し、ドア−の少くとも一部は絶縁材料又は
奪熱材料で熱保護されている。ヒンヂ領域を熱絶縁物で
包んでさらにヒンヂを保護することも出来る。高温シー
ルがドアーの緑部に沿って設けられ、マニホルドからの
ガスがドアーを通り、保管庫や発射管などに流れるのを
防いでいる。ロケットが点火されるドア−は、ドアーの
内外面のモーメントの釣合で決められる平衡位置に開く
よう回動され、この平衡位置は排気ガス流の変化と共に
変化する。

ドアーと移行部とは、各平衡位置で排気ガスが通るだけ
ドアーが開くので、排気ガス流がドアーを通って部屋、
発射管などに逆流することがないような形状である。流
動制御ドアーは、重力の作用下で、静的状態で全部又は
ほゞ全部閉ぢて吊下るように釣合わされるのが好ましく
、この閉ぢた状態のドアーは垂直から約３０ｏより４・
さな角度にあるのが好ましい。

細長いガス偏向装置がマニホルドの入口関口の位置でマ
ニホルドの内面に固定されている。

マニホルド内で外向きに突出し且つ上向きに凹んだ下部
偏向面が設けられて排気ガスを偏向するようになってお
り、マニホルドの底部から上方に流れる排気ガスをマニ
ホルド入口閉口から遠ざけるように偏向する。ドアーと
移行要素とを望ましい形状にするために、移行部の端部
はマニホルドの軸線方向に外向きに傾斜し、そしてこの
移行部の側部は内向きに傾斜している。

この排気ガスの流れを制御する装置は「ばね押圧が使わ
れておらず且つヒンジ部とドアーがとが熱保護されてい
るので、ドア−が熱い排気ガス流に繰り返し露出される
複数個のロケット発射管を有するものにも効果的に使用
することが可能であり、予期しない点火時に関連するド
アーが熱い排気ガスの長い流れを受ける複数個のロケッ
ト保管庫に大型ロケットが裾付けられている場合にも効
果的に使用することができる。

次に、添付図面を参照して本発明の好適実施例を説明す
る。

第１図を参照して簡単に言えば、ロケット保管又は発射
ステーション１川ま、ロケット２２を収容する部屋２０
、排気ガス流を移行するダクト即ち移行ダクト２６及び
排気マニホルド２８を有し、移行ダクト２６は部屋２０
とマニホルド２８とを結合している。

ロケット２２と部屋２０とは、ロケットエンジンが点火
した時、高速加圧流体源、特にロケット排気ガス線とし
て機能する。ロケット保管庫、発射管、試験点火台など
を意味する部屋２０はその頂部や側部が閉じていても開
いても良い。部屋２０内で、ロケット２２は普通の方法
（図示なし）で支持され、ロケット２２は部屋２０の鞠
線に沿っている必要もげれば正しく平行に置かれる必要
もない。部屋２０の底部には、出口閉口３０があり、こ
れは、点火されたロケット２２からの排気ガスが移行ダ
クト２６に流れるようにしている。流動制御装置３２が
移行ダクト２６内に置かれ、以下に詳しく述べるように
こ〉を通る排気ガス流を制御している。入口関口３４は
移行ダクト２６の底部からマニホルド２８の上部へ入る
所に設けられている。

マニホルド２８とその入口関口３４とは、流動制御装置
を移行ダクト２６の通常垂直な部分内に置くことを可能
にするために部屋の出口関口３０よりも十分下方に位置
している。その理由はやがて明らかとなるであろう。し
かし部屋２０は図示のようにマニホルド２８の上から垂
直に配置する必要はなく、部屋２川ま垂直からかなりの
角度で煩け、移行ダクトは相互結合のため適当に額いた
部分を持つようにしても良い。こ）に記載する装置は、
複数個のステーション１０が共通のマニホルド２８に結
合されて、マニホルド‘こ出入りするロケット排気ガス
を制御する必要のある場合の例である。

例えば第２図は３個のステーション１０がマニホルド２
８１こ沿って離隔して配置されたものを示しているが、
３個以上のステーションを使うことが出来る。ステーシ
ョン１０はほゞ同一であり、且説明の目的のため（図面
の左から右へ）ステーション１，２，３として示される
。第１図を再び参照すると、流動制御装置３２は一対の
対向する流動制御ドア‐即ち第１のドア−４０と第２の
ドアー４２とを有し、両ドアーはほぼ同一である。

ドアー４０はその上方内側の綾部４４に沿って移行ダク
ト２６の内方に突出る第１の縁部４８にヒンジ４６によ
って回動的に取付けられ、同様にドアー４２はその対向
する上方内側の緑部５０‘こ沿って、移行ダクトの対向
する内方に突出する第２の緑部５４にヒンジ５２によっ
て回動的に取付けられている。ドアー４０と４２とは、
以下でより詳しく述べるようにマニホルド２８内の圧力
の作用で回動的に閉じ他のロケットステーション１０の
ロケット２２が点火した時排気ガスがマニホルド２８か
ら移行ダクト２６を通って上方に部屋２０内に流れない
ようにしている〔第２図のステーション２のドアー４０
，４２の状態〕。

ドアー４０と４２とはロケット２２が点火した時放出さ
れる排気ガスの圧力によって開放される。そして、その
量は、開いたドアーの間から排出流５６〔第２図のステ
ーションー及び２〕が下向きに流れるのに必要なだけで
ある。従って、この排気流５６は、マニホルド２８から
ドアーを通って排気が部屋２川こ上向きに逆流すること
を防ぐことができる。第１図、第２図及び第４図乃至第
７図に示されるように、ドアー４０と４２とは夫々ドア
ーの上外部に固定された錘５８７ ６０で釣合わされて
いる。

錘５８と６０とは、部屋２０と移行ダクト２６とが垂直
に位置している時、ドアー４０と４２とが重力作用丈で
静的な即ち非点火状態で全閉（第１図）又はほゞ全閉状
態に吊下るような形状であることが好ましい。ほぼ全閉
状態とは、ドアー４０と４２及び錘５８と６０の組合せ
重量と「ヒンジ４６と６２の位置とが、ドア−４０と４
２の下縁６４，６６がドァーのどちらの側にも排気ガス
圧力が作用しない静的状態で軽く接触してかろうじて閉
じると言うことである。ドアー４０と４２とはその全閉
時に、垂直に対して約３０ｏ又はそれ以下の角度をなす
ことが好ましいが、ドアーは９０ｏほどに大きな閉じ角
、（即ちこれらが閉じた時に水平となる）でも正しく機
能する。静的状態でドアー４０と４２とを密閉するよう
に押し付ける釣合錘は必要なく、且望ましい事ではない
。その理由は次の説明で明らかとなるであろう。ドアー
４０と４２とは静的状態で全閉又はほ）、全閉となるよ
う釣合わす必要はない。ドアー４０と４２とをこれらが
静的状態で移行ダクト２６の長手方向の垂直軸線に向っ
て内方に僅かに傾くよう吊下る形状にさえする限り、こ
れらの作動は全く満足である事が実験から判明している
。例えば、ドアー４０と４２とは、これらが静的状態で
第３図に示すようにほゞ垂直に吊下っていてさえすれば
正しく作動する。もしドアー４０と４２とがこのように
静的状態でほゞ垂直に吊下る時は、ドァーが上方内側の
緑部４４と４５の外側に位置するように吊下げれば錘５
８と６０とはほとんど不必要になる。静的状態で閉じた
状態で吊下るようにドアｍ４０と４２とを釣合わせるこ
とによってそれでもなお重要な利点が考えられる。

多くの場合、特に船上で使う場合は、全ロケットステー
ション１０‘ま少くとも時々、水平状態から懐けられる
（第４図）。もしドアー４０と４２とは釣合錘が使用さ
れておらず、水平状態でほゞ垂直に吊下げられている時
（第３図）は、ドアーの一方は、ステーション１０が僅
かに懐いた時でも移行ダクトの長手軸線に向かうよりむ
しろ遠ざかるように傾く。従つて、ドアー４０，４２の
両方は、別のロケット２２が点火した時マニホルド圧力
で正しく閉じず、外方に懐いているドアーはさらに開く
ように揺動して排出流５６は排気ガスがマニホルド２８
から部屋２川こ逆流することを防止できなくなる。ステ
ーション１０が水平の時ドアー４０と４２とを閉じた又
はほぼ）、閉じた静的状態に釣合うようにしておけば、
ステーション１０が煩いて一方のドアーが開く状態に向
いで回動する時でも、両ドアーがステーション１０（第
４図）の実際的な煩斜角のすべての場合に両方のドアー
が移行ダクトの軸線に向って煩いたま）の状態に維持さ
れる（たゞし対称ではない）ので正しく機能することが
できる。

額斜状態におけるドアーの作動は止め６８によってさら
に確実にされ、この止めは移行ダクト２６の内側に固定
された、ドアー４０又は４２の何れかが通常の全閉位置
を過ぎて揺動せぬようにしている。ドアー４０と４２と
を静的状態で閉じるように釣合わせることはステーショ
ン１０が傾斜されなくても心理的な利点がある。

実際には、ドアー４０と４２とは静的状態でほゞ垂直に
開くよう吊下げられてし、ても正しく機能するけれども
、マニホルド内の圧力で非点火ステーションの開いてい
る吊下りドアーを閉じることが出来るかどうか不安に見
える。従って「ドアー４０と４２とが静的状態で閉じる
よう釣合わされていればより安心感を与えることができ
る。しかし、釣合鍵を使用ることにより、ドアー４０，
４２を静的開き状態から回動して閉じることを妨るよう
な機械的不調を防止し確実にドア−を閉じることができ
る。ロケット２２が点火された或る状態においては、以
下に詳述するように、ドアー４０と４２とは排気ガス圧
力で第２図のステーション１で示すような部分的に開い
た平衡位置に押し開かれる。

他の平衡状態ではドアー４０と４２とは、垂直に向くよ
りむしろこれから遠ざかるよう傾かねばならない（第２
図のステーション３）全開状態に押し開かれる。このよ
うな全開状態を得るため、移行ダクト２６は台形に形成
され、移行部の端壁７２と７４との下部は、第１図第２
図に示すようにマニホルドの鞄線に沿って垂直から外方
に煩斜している。ドアー４０と４２とが全開出来るため
、そしてドアーの外面７６と７８とが端整７２と７４と
の該当する内面８０と８２とに接触出来ため、端整の上
方の部分９０と９２とは鐘５８と６０とを妨害せぬよう
外方に形成される。排気ガスの洩れを妨ぐためのドアー
４０，４２の緑部のシールは、両ドアーの下縁６４，６
６（第１図）の一方に沿って取付けられた耐熱ガスシー
ル９４によって行われる。

移行ダクト２６の壁７０が全体として内方に懐いている
おり（第４図、第６図及び以下に詳しく述べる）且つド
アーＺ４０と４２とが正しい四角形でないから、ドアー
の側縁９８に沿ってやわらかい、又は滑ることの出来る
耐熱シール９６が設けられている。壁７０の内面１００
と接触するシール９６はドアー４０，４２に沿って内方
に捺み又は滑り、ドアーのＺ位置に無関係に側緑シール
を形成している。ドアー４０と４２との少くとも内面１
０２と１０４（第１図）とはロケット排気ガス等の高温
による影響から保護するため熱絶縁材料の層又は被覆（
図示せず）で絶縁されている。絶縁材料の厚さは、良く
知られている原理によって、最大排気ガス流速及び全排
気質量流の如何によって決定される。別法として、少く
ともドアーの内面１０２と１０４とは適当な奪熱材料で
被覆するのが良い。ヒンジ４６と５２とは排気ガス流の
通路の外側に設けられており、更に移行ダクトの縁４８
と５４とに形成された下方に延びるフランヂ１１０，１
１２で遮蔽された排気ガスの温度から保護されている。

例えば、ヒンジ領域を普通の熱絶縁材で図示（第３図、
第４図）のようにカバー即ち包んで別の熱保護を設ける
ことも出来る。特にマニホルド２８の直径がロケット排
気量５６の超音速波長に比べて小さい時は、マニホルド
入口関口３４を通ってマニホルド２８の底部に下向きに
衝突する排気ガスは、ガスが方向に反転してマニホルド
の内壁１１４に沿って上向きに流れて移行ダクト２６内
に逆流するほどの高圧を発生する。

細長い長手方向の流体転換装置１ １６がこの逆流を防
ぐために入口関口３４の領域内のマニホルドの両方の壁
１１４に沿って向き合った関係で固定されており、この
流体変換装置の両端は入口開□３４の鞠線方向の端部を
越えて延びている。入口閉口３４が大体水平と仮定する
と、流体変換装置１１６はその下部のアーチ形の面１１
８がマニホルド２８（第６図）のほぼ中心を通る水平面
にあるように置かれる。上方に凹み且つ壁１１４から外
方に突出する面１１８は壁に沿って上方に流れる排気ガ
スを転換し、このガスが関口３４内に向って上方に流れ
ることを防止し、マニホルド２８に沿って藤線方向に流
す作用をする。作動いづれかのステーション１０のロケ
ット２２が点火されるとマニホルド２８に流れる排気ガ
スはマニホルドを加圧する。

他のステーションのドアー４０，４２に加えられる、ド
アーを閉じようとする合成モーメント〔マニホルド圧力
とドアー外面７６，７８の面積との積に等しい〕は、も
しドアーが始めから開いた状態で吊下っているならばこ
れらのドアーを全閉状態に強制的に回動し、マニホルド
圧力が上方の部屋２０内の圧力より僅かに高い間はこの
ドアーを閉じたま）保持する。点火ロケット２２が部屋
から上昇し始める前、そして強制点火の間（第２図のス
テーション１）、その部屋の下のドアー４０と４２とは
これに衝突する排気ガスの力によって回動して開こうと
する。もし錘５８と６０との重量がドアー４０と４２と
を丁度閉じるのに必要なものより大きければ、余分な釣
合に打ち勝つまでドアー上に圧力が蓄積される。このよ
うに圧力が蓄積される間、中の排気ガスはロケット２２
及びその周辺を破損するのでこの余分な釣合は避けねば
ならい。ドアー４０と４２とが回動して開く時、ドア−
の内面１０２，１０４上に働らく。ケット排気の衝突力
によって起る開きモーメントが、ドアーの外面７６，７
８上に働らくマニホルド圧力によって起る閉じモーメン
トに丁度等しい時、ドア−は通常、平衡した全開でない
位置に到達する。ロケットの排気流は時間と共に変り、
例えば発射されたロケットの場合、衝突力とマニホルド
圧力との両方は時間と共に変り、ドアー４０と４２とは
絶えず新しい平衡位置に回動する。発射されたロケット
２２が上昇して部屋（第２図のステーション３）の上部
閉口１２０から外に出ると、排出流５６は膨張し、部屋
の横断面を部屋の下部領域で完全に充満する。

このような状態で排気ガス流が抑制されるのを防ぐため
、移行ダクト２６とマニホルド２８とを通る流動断面積
は部屋２０の流動断面積より少くとも大でなければなら
ない。マニホルド２８は特定の部屋の直径が与えられる
ならば、通常の所要流動断面積を持つように構成するこ
とが出来る。ロケット２２が閉口３０から遠ざかると、
排気ガスが直接衝突するドアー内面１０２，１０４の面
積が順次増加し、ドアーを結局全開に回動させる。

従って、移行ダクト２６のドアー４０と４２とがある部
分は流れの抑制を防ぐためほゞ一様な流動断面（ドアー
間）を持たねばならない。点火時、点火ステーションに
おけるドアー４０，４２上の空気とガスは排出流５６に
乗せられて、流出するので部屋２０内の圧力を減少し、
且つ外側の空気を部屋の上部閉口１２０内に引き入れる
（第２図のステーション１）。特に部屋２０の上端が閉
じていれば、部屋内に部分的な真空が生ずる。制御ドア
ー４０，４２との移行ダクト２６との代表的な設計は、
次の助変数を考慮する必要がある。

即ちロケットモーターの弾道学的数値（部屋の圧力、流
速、燃焼温度及び喉部直径を含む）、部屋２０の流動断
面積、通常発射時の最大設計部屋圧力、マニホルド２８
の流動断面積、最大排気流速から生ずるマニホルド内の
圧力、移行ダクトの許容高さ、及び時間、軸線方向及び
半径方向の関数としてのロケット排気流領域の硫論的又
は実験的数値、〔必要な流動要素は、ピトー圧力、瀞圧
又は局部周辺圧力（Ｐ＾ＭＢ）、静的温度、速度、マッ
ハ数、ガス常数及び比熱である〕。設計は次の方法で大
体進められる。

ドアー４０，４２と移行ダクト２６との頂部寸法は部屋
２０の端部寸法及び又は部屋の流速で決められる。もし
部屋が円形断面ならば、四角寸法への移行がなされる。
下部ドァー緑６４，６６の寸法は、この下緑を横切る開
〇が排気ピトー圧ＰＲで完全に吸い込まれねばならない
と言う要求で決められ、このピトー圧は少くともマニホ
ルド２８内の静圧ほどの大きさである。排気流５６（又
は流動領域）のどの特定断面も、第８図に示す一連の同
じのりングＰＲとしてはゞ述べることが出来、こ）でＰ
Ｒは排出流５６の軸線に向って増加し、ＰＲ，はＰＲ２
より大、ＰＲ２はＰＲ３より大、これは順にＰＲ４より
大でＰＲ４はＰ＾ＭＢに等しい。マニホルド２８内の静
圧は、排気の質量流速及び静的特性から及びマニホルド
断面積から普通のよく知られている方法で決められる。
第９図に示すように、特定の点火状態でドア−４０，４
２の平衡開き位置で決められた直径１２２の内側のＰＲ
は、マニホルド内のガスが部屋２０内に流れ戻るのを防
ぐため少くともマニホルド静圧ほどの大きさでなければ
ならない。もしロケットモーターの腔内弾道特性 （畑１１ｉｓｔｉｃｓ）が時間と共に変わるならば、排
気圧領域もそのよう変化し、そしてマニホルド断面流動
面積が一定であると仮定するとマニホルド２８内の圧力
もそのように変化する。

初期設計は最大予期ロケット流速（そして腔内弾道特性
）を基として行い、マニホルド圧力が新しい平衡ドアー
位置で排気ピトー圧を越えないことを確めるためにより
低い流速で調べられる。これがなされれば、次に逆流を
防ぐためドアーの下緑６４，６６の寸法を、より高い排
気ピトー圧がドアーの底部開ロに生ずるよう、より小さ
く作る必要がある。マニホルド２８に沿って比較的多数
の部屋２０を設ける場合には、マニホルド入口閉口の長
さは最づ・にされる。マニホルド２８に入る流動面積は
、通常の発射の時即ちドア−が全開に揺動した時、部屋
２０の流動面積に少くとも等しくなければならぬから、
ドアーの下縁６４，６６の寸法は上の制限内で出来るだ
け大きい事が望ましい。ドアー４０，４２の頂部と底部
との寸法が前述の規準によって決められてから、ドアー
の長さ（又は高さ）が各ドアーの内外面１０２，１０４
と７６，７８もこ作用するモーメント間の平衡を基とし
て決められる。マニホルド２８内の圧力はドアー外面７
６，７８にほゞ一様に鰯らいて閉じモーメントを生ずる
と考えられ、このモーメントに対してドア−内面１０２
，１０４上に集積される排気の流れ即ち一様でない衝突
圧力が対抗する。ドア−４０，４２の頂部及び底部の寸
法とマニホルド２８内の圧力とが決められると、これら
モーメントの釣合は、ドアー面積、ドアー長さ、ドアー
内面１０２，１０４に関する排気衝突角、そして排気流
５６内の衝突領域、（これは排気の特定の音速以下又は
超音速マッハ数における回復圧を決める）の関数となり
、衝突の強さはドア−が閉じ位置から開くよう揺動する
につれて小となる。モーメントを釣合せる最終の形状も
またドアー下緑６４，６６の寸法を決めるのに使われた
規準と一致しなければならない。このようにならぬ場合
は設計をし直さなければならない。移行部壁７０の角度
及び移行ダクト２６の高さはドアー４０，４２の最終図
形に従う。

排気流５６の中心線と、ドアー４０，４２及び、移行部
壁７０との間の角度は、ドア−が如何なる平衡にあって
も常に約３０ｏより小であることが望ましく、それによ
って、高熱を伴う直角方向の圧力衝撃がドアー又は側壁
に与えられることを防止することができる。

そして、上述の角度が大きいと、移行ダクト２６の上部
からの排気ガスの幾分は部屋２０内に逆流する可能性が
増加する。本発明が有利に使われる方法を示す目的のた
め本発明によるロケット排気室流動制御装置の特定の配
置が上に示されたけれども、本発明はこれに限定される
ものではない。それゆえ、当業者によってなされるどん
な修正、変更又は同等の装置も特許請求の範囲内にある
と考えるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はロケット排気流制御装置の垂直断面図で全閉位
置に釣合わされている流動制御ドアーを示しており、第
２図は共通排気マニホルド‘こ結合された３個の発射ス
テーションを示す垂直断面図で、２種の異なるロケット
点火状態を示しており、第３図は排気ガス流制御装置の
垂直断面図で、流動制御ドアーは釣合わされず開いてほ
ゞ垂直状態に吊下っているものを示しており、第４図は
第１図の装置の垂直断面図で全発射ステーションは預け
られ、流動制御ドアーのその影響を示しており、第５図
は第１図の線５−５における断面図で流動制御ドアーの
一つの上部を示しており、第６図は第１図の線６−６に
おける断面図で装置の他の特徴を示しており、第７図は
第１図の線７−７における水平断面図で流動制御ドアー
の全閉状態を示しており、第８図は第２図の線８−８に
おける水平断面図で排気流の同Ｄピトー圧リングを示し
ており、第９図は第７図の面における水平断面図で流動
制御ドアーは部分的に開いて平衡位魔にあるものを示し
ている。 １０・・・・・・ステーション、２０・・・・・・部屋
、２２・・・…ロケット、２６……移行ダクト、２８・
・・…マニホルド、３０・・・・・・開口、３２…・・
・制御装置、３４……開□、４０，４２……ドアー、４
４……縁部、４６・・・・・・ヒンジ、４８，５０・・
・・・・緑部、５２．．・．・・ヒンジ、５４・・・・
・・縁部、５６・・・・・・排出流、６８，６０・…・
・鍵、６４，６６・・・・・・下緑、６８・・・・・・
止め、７０，７２，７４・・・・・・壁、１１６・・・
・・・転換装置、１１８・・・・・・面。 広凶，で 布り，Ｊ Ｚ勢．チ Ｚ玉夕‐２ Ｚ万ツ．６ 抗ツフ 拘り，ご 打？，ｙ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排ガスの流れを制御する装置において、複数個のガ
   ス流要素と、共通マニホルドと、前記ガス流要素を前記
   マニホルドに交換関係に結合する結合装置とを有し、前
   記結合装置は前記ガス流要素から前記マニホルド内に加
   圧ガスの流れを別々に導くようにされた複数個の移行部
   を有し、さらに前記移行部を通る前記加圧ガスの流れを
   制御する制御装置を有し、前記制御装置３２は複数対の
   流れ制御ドアー４０，４２と、前記ドアー４０，４２を
   前記移行部２６の該当する部分内で、対向関係に回動的
   に対を為して吊下る装置４６，５２とを有し、前記各対
   のドアーは重力のみが作用している時は互いに近づく方
   向に少くとも僅かに傾くように吊下げる形状であり、そ
   して加圧ガスが関連のない移行部２６のどれかを通つて
   前記マニホルド内に流れる時は関連する前記移行部内の
   背圧に応じて全閉位置に回動するよう作動し、且加圧ガ
   スが前記の関連する移行部分を通つて前記マニホルド内
   に流れる時は流体の逆流を防ぐのに必要な開度だけ回動
   するように作動する排気ガスの流れを制御する装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の排気ガスの流れを制御
   する装置において、前記ドアー４０，４２を回動的に吊
   下げる前記装置４６，５２は前記移行部２６を通る前記
   熱い排気ガスの直接流路の外にあるよう位置している排
   気ガスの流れを制御する装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の排気ガスの流れを制御
   する装置において、前記ドアーを回動的に吊下げる前記
   装置を前記熱い排気ガスの影響から保護する装置１１０
   ，１１２を有する排気ガスの流れを制御する装置。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１
   項に記載の排気ガスの流れを制御する装置において、前
   記ドアーの少なくとも一部を前記熱い排気ガスの影響か
   ら保護する装置を有する排気ガスの流れを制御する装置
   。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の排気ガスの流れを制御
   する装置において、前記保護装置は前記ドアー４０，４
   ２の部分に適用された奪熱材料を有する排気ガスの流れ
   を制御する装置。 ６ 特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１
   項に記載の流れを制御する装置において、前記ガス流要
   素２０はロケツト保管ステーシヨンを有する排気ガスの
   流れを制御する装置。 ７ 特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１
   項に記載の排気ガスの流れを制御する装置において、前
   記ガス流要素２０はロケツト発射管を有する排気ガスの
   流れを制御する装置。 ８ 特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１
   項に記載の排気ガスの流れを制御する装置において、前
   記マニホルド２８の長手軸線に沿う垂直断面において前
   記移行部分２６はほゞ台形であり、その対向端部は前記
   移行部２６を前記ガス流要素２０に取付けている領域で
   外方に傾斜した対向する第１及び第２の壁７０を有し、
   それによつて、前記ドアー４０，４２の対が全開位置即
   ち前記ドアーの一部がほぼ前記外方に傾斜する部分の内
   側に沿つて横たわる位置に回動された時、前記ドアー４
   ０，４２の下部はその上部よりも離隔される排気ガスの
   流れを制御する装置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の排気ガスの流れを制御
   する装置において、前記移行部２６の対向する第３及び
   第４の壁７０を有する下部の独特の対向側部は互に内方
   に傾斜しており、前記ドアー４０，４２が前記全開位置
   にある時、少くとも前記全開ドアー４０，４２と前記移
   行部２６の隣接する側部とで囲まれる部分を通る流体の
   流れる水平断面積を前記ドアー４０，４２に沿うすべて
   の高さにおいてほゞ等しくさせている排気ガスの流れを
   制御する装置。 １０ 特許請求の範囲第８項又は第９項記載の排気ガス
   の流れを制御する装置において、前記ドアー４０，４２
   が回動される角度に関係なくドアーの側縁９８と前記移
   行部２６の前記隣接する側部との間に流体シールをさせ
   るため前記ドアー４０，４２の前記側縁９８に沿つて置
   かれたシール装置９６を有する排気ガスの流れを制御す
   る装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載の排気ガスの流れを
   制御する装置において、前記シール装置９６は前記移行
   部２６の側部に向つて内方に撓むシール要素を有する排
   気ガスの流れを制御する装置。 １２ 特許請求の範囲第１項から第１１項までのいずれ
   か１項に記載の排気ガスの流れを制御する装置において
   、前記ドアー４０，４２の両側に前記加圧ガスが無い時
   重力の作用丈で前記ドアー４０，４２の対を前記全閉位
   置に吊下げさせるため釣合装置５８，６０を有する排気
   ガスの流れを制御する装置。 １３ 特許請求の範囲第１項から第１２項までのいずれ
   か１項に記載の排気ガスの流れを制御する装置において
   、前記ドアー４０，４２は、前記全閉位置にある時前記
   移行部２６の関連する垂直部分の長手軸線に約３０°よ
   り小なる角度で傾いている排気ガスの流れを制御する装
   置。 １４ 特許請求の範囲第１項から第１３項までのいずれ
   か１項に記載の排気ガスの流れを制御する装置において
   、前記マニホルド２８の内側壁部１１４の周辺のまわり
   を前記入口開口３４に向つて流れる高速加圧ガスを転換
   させ、そして前記マニホルド２８に沿つて軸線方向に前
   記開口３４から離れるように流れさせるため、前記マニ
   ホルドの入口開口３４の領域で前記マニホルド２８の対
   向する内側壁部１１４に沿つて軸線方向に置かれた偏向
   装置１１６を有する排気ガスの流れを制御する装置。 １５ 特許請求の範囲第１４項記載の排気ガスの流れを
   制御する装置において、前記偏向装置１１６は前記内壁
   １１４に取付けられ且半径方向内方に突出する下面１１
   ８を持つ細長い偏向要素を有し、前記下面１１８は前記
   入口開口３４に向つてほゞ上方に凹んだ断面を持つてい
   る排気ガスの流れを制御する装置。 １６ 特許請求の範囲第１項から第１５項までのいずれ
   か１項に記載の排気ガスの流れを制御する装置において
   、前記移行部２６は、前記ドアーを前記全閉位置で止め
   させるため前記対のドアーの各ドアーの回動運動を制限
   する装置を有し、それによつて前記ドアーは、開き位置
   から回動される時対称的に閉じるようにされ、そしてそ
   れによつて前記ドアーの何れも前記ドアーの他方より以
   上に閉じることがない排気ガスの流れを制御する装置。 １７ 特許請求の範囲第１３項から第１６項までのいず
   れか１項に記載の排気ガスの流れを制御する装置におい
   て、前記移行部の前記垂直部分は前記マニホルドのすぐ
   上に置かれている排気ガスの流れを制御する装置。１８
   特許請求の範囲第１項から第１７項までのいずれか１
   項に記載の排気ガスの流れを制御する装置において、前
   記排気ガスが前記の関連する移行部２６を通つてその上
   方の点火されたガス流要素２２から流れる時前記ドアー
   ４０，４２の対は、前記ドアーの前記下部を通る流動圧
   力が前記マニホルド２８の隣接部内の圧力より大きくな
   るように部分的に開く状態に揺動するように形作られ且
   作動し、それによつて前記ドアーを通るガスの逆流が阻
   止される排気ガスの流れを制御する装置。