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人工衛星用推進剤タンク

国内特許コード P04A006946
整理番号 KI000054
掲載日 2005年3月18日
出願番号 特願平09-266976
公開番号 特開平11-099996
登録番号 特許第3060007号
出願日 平成9年9月30日(1997.9.30)
公開日 平成11年4月13日(1999.4.13)
登録日 平成12年4月28日(2000.4.28)
発明者
  • 上杉 邦憲
  • 三島 弘行
  • 古川 克己
出願人
  • 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
発明の名称 人工衛星用推進剤タンク
発明の概要 【課題】 より厳しい加速度環境下で生じる推進剤のスロッシングを効果的に抑制する。
【解決手段】 機体軸方向に推進可能であって、この機体軸に平行に配置されたスピン軸5回りの回転により機体の姿勢を安定させるスピン安定型の人工衛星に用いられる推進剤タンクにおいて、スピン軸から離隔して配置された球部2と、円錐状に形成され、球部に底部が連結され、球部より外側でかつ後方に頂点が配置されたコーン部3とから形成された涙滴型の形状で構成され、その内部に貯蔵した推進剤10を排出する推進剤排出口7を前記コーン部の頂点部に配設し、コーン部の頂点近傍におけるタンク内部の空間を仕切る平板状のバッフル板9を、その板面がコーン部の軸心方向を向くように配設した。
従来技術、競合技術の概要


ロケット又は人工衛星等においては、機体の推進、若しくは姿勢の保持、変更のために装備しているスラスタに液体状の推進剤の供給を行う推進剤タンクが設けられている。この推進剤タンクには、回転を含む機体に発生する加速度やスラスタ作動時の衝撃によって、推進剤タンクに収容する推進剤が推進剤タンクと相対移動を起すことにより種々の不具合が発生する。
このため、従来からこれらを解消するための改善策が種々取られている。例えば、推進方向に設けられた機体軸と同軸状に又は平行に設けられたスピン軸まわりに機体を回転させて機体姿勢を保持したり、機体軸方向に推力を発生させるスラスタに対して推進剤を供給するスピン安定型人工衛星に搭載されている推進剤タンクにおいては、図3に示すように、スピン軸105から離隔して配置された球部102と、この球部102を形成する円弧にその底部が連結されて一体化され、スピン軸105に対して機体後方へ45°傾く軸心を持ち、球部102最側方より外側で、しかも球部102最後方より後側にその頂点104が設けられた円錐体で形成されるコーン部103とからなる涙滴型の推進剤タンク101を設け、図示しないスラスタにコーン部103の頂点104近傍に設けた推進剤排出口108から推進剤107を供給するようにしている。
このように、推進剤タンク101を涙滴型の形状にして前述したように配置することにより、推進剤タンク101内部に残留する推進剤107が少くなった時点においても、図3(a)に示すように機体のスピン運動により推進剤タンク101に働く加速度Fc によって推進剤107はスピン軸105より最も離れた推進剤タンク101の壁面上に押しつけられその推進剤107の液面がスピン軸105と平行になるように集積されるため、コーン部103の頂点104近傍に配置された推進剤排出口108からスラスタに対して偏移した推進剤107を確実に供給できる。
また、推進剤タンク101内部に残留する推進剤107が少い状態で、このスピン軸105まわりの回転状態からスピン軸105(機体軸)方向にスラスタ噴射などにより機体に推力が加えられ、図3(b)に示すようにスピン軸105方向の大きな加速度Fp が与えられた場合においても、推進剤タンク101内部に残留する推進剤107が加速度方向の推進剤タンク101の最後端に位置する壁面上に押つけられその推進剤107の液面が略90°移動してスピン軸105と直交するように集積されるため、図3(a)に示す場合と同様に推進剤排出口108からスラスタに対して偏移した推進剤107を確実に供給することができる。

産業上の利用分野


本発明は、機体姿勢の保持、変更、若しくは推進等のために装備しているスラスタに、内部に貯蔵している推進剤を供給する人工衛星用推進剤タンクに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
機体軸方向に推進可能であって、この機体軸に平行に配置されたスピン軸回りの回転により機体の姿勢を安定させるスピン安定型の人工衛星に用いられる推進剤タンクにおいて、
前記スピン軸から離隔して配置された球部と、円錐状に形成され前記球部に底部が連結され前記球部より外側でかつ後方に頂点が配置されたコーン部とから形成された涙滴型の形状で構成され、
その内部に貯蔵した推進剤を排出する推進剤排出口を前記コーン部の頂点部に配設し、
前記コーン部の頂点近傍におけるタンク内部の空間を仕切り、加速度で発生する推進剤のスロッシングを低減す平板状のバッフル板を、その板面が前記コーン部の軸心方向を向くように配設したことを特徴とする人工衛星用推進剤タンク。

【請求項2】
前記バッフル板は、推進剤の押しガスを通過させるガス通過孔を押しガスが通過するときに通過抵抗が大きくなるような位置に形成し、
かつ、前記推進剤を通過させる推進剤通過孔を推進剤が通過するときに通過抵抗が大きくなるとともに、前記推進剤のスロッシングの安定後に前記バッフル板よりも内側の推進剤が通過できるような位置に形成したことを特徴とする請求項1記載の人工衛星用推進剤タンク。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP1997266976thum.jpg
出願権利状態 登録
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