JPH0660600B2

JPH0660600B2 - ガスジェネレータ付きラムジェットエンジン

Info

Publication number: JPH0660600B2
Application number: JP26619490A
Authority: JP
Inventors: 凡生宮本
Original assignee: BOEICHO GIJUTSU KENKYU HONBUCHO
Current assignee: BOEICHO GIJUTSU KENKYU HONBUCHO
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH04143446A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ジェット推進高速飛しょうによって得られた
ラム空気を導入して燃料を燃焼させる際、予め、制御燃
料をガス化させるようにしたガスジェネレータ付きラム
ジェットエンジンに関するものである。

（従来の技術）一般にラムジェットエンジンに使用される燃料にはロケ
ットで使用されるような固体燃料と液体燃料とがある。
固体燃料を使用し、ジェット推進の高速飛しょう体から
得られたラム空気の導入で燃焼を促進する固体ラムジェ
ットエンジンは、一般に、その構造が簡単で推進エネル
ギー源の占有空間効率が高いという特性を持っている
が、反面、固体燃料の燃焼に起因する発生ガス量の制御
が難しいという課題が残されている。また、液体燃料を
使用し、導入されたラム空気で燃焼を促進する液体ラム
ジェットエンジンは、ガスタービンなどの圧縮機タービ
ンを必要としない利点および燃料供給制御が容易である
特性があるが、燃料ポンプやその駆動源などの燃料供給
系が複雑になる欠点があり、また、液体燃料を可燃ガス
化する場合にその燃焼安定領域が狭いという技術的課題
がある。

（発明が解決しようとする課題）そこで、固体ラムジェットエンジンが持つ効率的な高温
高圧ガス発生能力と、液体ラムジェットエンジンが持つ
制御性の利点を統合することができ、しかも、それぞれ
の機関の持つ技術的課題を補完できるようにしたラムジ
ェットエンジンの開発が要望されている。すなわち、構
造の簡素化、燃焼の高効率および安定化、推進出力制御
の容易化などの要求を同時に満足させることが、当面の
課題である。

（発明の目的）本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、ジェッ
ト推進の燃料としては液体燃料と固体燃料とを併用し、
固体燃料の燃焼で発生した高温高圧ガスの一部を利用し
て、液体燃料を、主燃焼室へ導出させる上記高温高圧ガ
ス内へ供給する供給圧力源とし、液体燃料のための燃料
供給系を簡素化すると共に、燃焼の安定化をはかり、し
かも、液体燃料の流量制御で、所要の推進出力制御を達
成できるようにしたガスジェネレータ付きラムジェット
エンジンを提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）このため、本発明では、図示の実施例でも明示している
ように、固体燃料室（１２）、液体燃料室（１３）、上
記固体燃料室（１２）に連通し点火機構（１４）を備え
た高温高圧ガス燃焼室（１５）、可燃ガス噴射口（２
７）を介して上記高温高圧ガス燃焼室（１５）に連通す
ると共にラム空気導入ダクト（３８）を連通させている
主燃焼室（３１）、上記高温高圧ガス燃焼室（１５）の
ガスの一部を加圧ガス源として上記液体燃料室に供給す
る加圧ガス供給手段（２１）、上記加圧ガス源で加圧さ
れた液体燃料室（１３）の液体燃料を上記可燃ガス噴射
口（２７）へ供給する液体燃料供給手段（２４）、上記
液体燃料供給手段（２４）で供給される液体燃料の流量
を制御する液体燃料制御手段（２４′）を具備してい
る。

（作用）したがって、液体燃料に関しては、固体燃料側で発生し
たガスが液体燃料の供給圧力源となるため、液体ラムジ
ェットエンジンで必要としているような燃料ポンプおよ
びその駆動源が不要で、燃料供給系の簡素化が達成され
る。また、液体燃料は可燃ガス噴射口（２７）に対して
導出され、固体燃料の燃焼で発生した高温高圧ガス流中
に引き込まれるため、可燃ガス化が達成され、燃焼が安
定である。このような複合形のラムジェットエンジン
は、固体燃料だけを使用する場合に比較して液体燃料の
ための占有空間を必要とするだけ、空間効率が低下する
けれども、液体燃料を使用する場合に比べて、構造の簡
素化、燃焼の高効率および安定化、推進力制御の容易化
などの多くの課題を解決する利点を生んでいる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。本発明に係るラムジェットエンジンは全体として
有頭円筒状の胴体によって外側を構成したもので、機能
的には固体燃料室１２、これを囲むようにして配置した
液体燃料室１３、これらを囲むシェル１１から構成され
るエンジン前部１１と、後述する圧力、流量制御および
可燃ガス発生機構を配置しているエンジン中央部２と、
発進時のブースタ機構を内蔵しかつ高速飛しょう時のラ
ムジェットエンジン主燃焼室３１を構成しているエンジ
ン後部３とに分けられる。

上記エンジン前部１において、エンジン中央部２寄りに
は、固体燃料室１２に連通する高温高圧ガス燃焼室１５
が構成されており、ここには点火機構１４が設けられて
いる。なお、上記高温高圧ガス燃焼室１５は固体燃料の
端面燃焼が進行するに従って、実質的に固体燃料室１２
内へと拡張されて行く。また、固体燃料の燃焼のために
は酸化剤の供給が必要であるが、これを固体燃料に混合
させた形態で自立燃焼する、いわゆる適正の高温高圧ガ
ス発生剤を使用する。

上記高温高圧ガス燃焼室１５には、主燃焼室３１に向け
て延びる４本の管状体よりなる可燃ガス噴射口２７があ
り、エンジン中央部２を貫通している。また、上記高温
高圧ガス燃焼室１５には、そのガスの一部を加圧ガス源
として上記液体燃料室１３に供給するための加圧ガス供
給手段２１がそのガス流通管２２を連通している。該加
圧ガス供給手段２１は、また、そのガス供給管２３を上
記液体燃料室１３内に形成されている加圧部１６に連通
してあって、上記高温高圧ガス燃焼室１５からのガスを
温度、圧力制御した上で、上記加圧部１６に供給してい
る。

上記液体燃料室１３には、上記加圧部１６に対して、実
質的に最も離れている個所即ち重力方向の底部で液体燃
料供給手段２４の流通管２５を連通している。そして、
上記液体燃料供給手段２４には、液体燃料制御手段２
４′が備えられていて、流量制御された液体燃料をその
供給管２６を介して前述の可燃ガス噴射口２７へと導出
している。上記可燃ガス噴射口２７は、第３図および第
４図に示されているように、高温高圧ガス燃焼室１３か
らの燃焼ガスを導出する高温ガス流路２８を囲むように
して、液体燃料流路２６を備えていて、上記高温ガス流
路２８の管壁に穿った注入ポート２９を介し、液体燃料
をエゼクタ効果で上記高温ガス流路２８内へと導出でき
るように構成してある。

前記エンジン後部３には、エンジン中央部２側寄りにラ
ム空気導入ダクト３８が配置してあって、可燃ガス噴射
口２７の吐出部に対応する主燃焼室３１の空間に連通し
ている。そして、この空間内には安定燃焼用に燃焼ガス
を空間内へ拡散するデフレクタ３９が設けられている。

上記主燃焼室３１の後端にはラムジェット用のノズル系
３７が設けてあり、そこには更にブースタ燃焼終了後に
放出されるノズル系３５が装備してある。そして、上記
空間より後方に位置して、上記主燃焼室３１にはブース
タ用隔壁３６がブースタ燃焼終了後、放出できるような
仕方で取付けてあり、該隔壁３６とノズル系３５との間
で、ブースタ用推進薬３２が円筒状に充填してあり、中
央に燃焼用空間３４を残している。そして、ジェットエ
ンジンの発進時には上記推進薬３２が、上記空間３４に
設けた点火機構３３で着火されるようにしてある。

このような構成では、発進後、ブースタ燃焼が終了して
隔壁３６、ノズル系３５が外部に放出されると、固体燃
料は自立燃焼し、これによって発生した高温高圧ガスは
高温高圧ガス燃焼室１５から可燃ガス噴射口２７へと噴
出される。同時に、このガスの一部は加圧ガス供給手段
２１を介して液体燃料室１３に入り、液体燃料に対して
ガス圧で供給圧を加える。上記液体燃料室１３の液体燃
料はその供給圧をうけて、液体燃料供給手段２４に送ら
れ、そこで流量制御された状態で上記可燃ガス噴射口２
７へと供給される。そして、ポート２９を介して高温ガ
ス流路２８中に導入された段階で可燃ガス化され、主燃
焼室に導かれ、ガス化固体燃料ともども、ラム空気によ
って混合及び燃焼され、ジェット推進力として活用され
るのである。このシステムでは、気化をさせる液体燃料
はエンジン作動に適切な量に流量制御することができ
る。一方、固体燃料は一定の時間、一定の温度、圧力で
一定ガス流量を発生させることができる。このようにし
て、全体として、ラム燃焼に最適な燃料成分を含んだ燃
え易い高温可燃ガスを主燃焼室３１に供給できるのであ
る。

（発明の効果）本発明は以上詳述したようになり、固体燃料の燃焼によ
って発生した高温高圧ガスの一部を利用して液体燃料の
供給圧を得ることで、液体燃料の供給系を大幅に簡素化
でき、また、固体燃料の高温高圧ガス中に液体燃料を導
入して、可燃ガス化を確実かつ安定に行なえることで、
高効率、安定燃焼が実現され、しかも、液体燃料の流量
制御で推進力制御が容易に実現できるという多くの利益
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略縦断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は同Ｂ−Ｂ線
に沿う断面図、第４図は第３図のＣ−Ｃ線に沿う断面図
である。１２……固体燃料室、１３……液体燃料室、１４……点火機構、１５……高温高圧ガス燃焼室、２１……加圧ガス供給手段、２４……液体燃料供給手段、２４′……液体燃料制御手段、２７……可燃ガス噴射口、３１……主燃焼室、３８……ラム空気導入ダクト。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体燃料室、液体燃料室、上記固体燃料室
と共有連通し点火機能を備えた高温高圧ガス燃焼室、可
燃ガス噴射口を介して上記高温高圧ガス燃焼室に連通す
ると共にラム空気導入ダクトを連通させている主燃焼
室、上記高温高圧ガス燃焼室のガスの一部を加圧ガス源
として上記液体燃料室に供給する加圧ガス供給手段、上
記加圧ガス源で加圧された液体燃料室の液体燃料を上記
可燃ガス噴射口へ供給する液体燃料供給手段、上記液体
燃料供給手段で供給される液体燃料の流量を制御する液
体燃料制御手段を具備していることを特徴とするガスジ
ェネレータ付きラムジェットエンジン。