特開 2021-154953 多段ロケット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-154953(P2021-154953A)

(43)【公開日】2021年10月7日

(54)【発明の名称】多段ロケット

(51)【国際特許分類】

   B64G 1/00 20060101AFI20210910BHJP

   B64G 1/40 20060101ALI20210910BHJP

   B64G 1/64 20060101ALI20210910BHJP

【ＦＩ】

   B64G1/00 H

   B64G1/40 Z

   B64G1/64 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-59221(P2020-59221)

(22)【出願日】2020年3月28日

(71)【出願人】

【識別番号】720000937

【氏名又は名称】須田 広志

(72)【発明者】

【氏名】須田 広志

(57)【要約】

【課題】 多段ロケットにおいて、地上から所定の軌道までの飛行中にロケットエンジンを始動させることを不要にする。
【解決手段】 多段ロケットは、最下端に配置される最下段ロケット機体２９と、最下段ロケット機体の上端に切り離し可能に取付けられる上段側ロケット機体４９と、を備える。ロケットエンジン装置５０は、最下段ロケット機体２９の下端にのみ配置されている。そして、最下段ロケット機体２９が地上から目標軌道まで飛行する一方、上段側ロケット機体４９は最下段ロケット機体２９が目標軌道まで到達する前に、最下段ロケット機体２９から切り離される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

最下端に配置される最下段ロケット機体と、
前記最下段ロケット機体の上端に切り離し可能に取付けられる上段側ロケット機体部と、を備える多段ロケットであって、
ロケットエンジン装置が前記最下段ロケット機体の下端にのみ配置されており、
前記最下段ロケット機体が地上から目標軌道まで飛行する一方、前記上段側ロケット機体部は前記最下段ロケット機体が前記目標軌道まで到達する前に前記最下段ロケット機体から切り離される、多段ロケット。

【請求項2】

前記上段側ロケット機体部は、上段側燃料タンクと上段側酸化剤タンクを有しており、
前記上段側ロケット機体部は、前記上段側燃料タンクの燃料が無くなり、かつ、前記上段側酸化剤タンクの酸化剤が無くなったときに、前記最下段ロケット機体から切り離される、請求項１に記載の多段ロケット。

【請求項3】

前記最下段ロケット機体は、最下段燃料タンクと最下段酸化剤タンクを有しており、
前記最下段ロケット機体から前記上段側ロケット機体部が切り離された後は、前記ロケットエンジン装置は、前記最下段燃料タンクの燃料と前記最下段酸化剤タンクの酸化剤を使用する、請求項２に記載の多段ロケット。

【請求項4】

前記上段側ロケット機体部は、互いに分離可能とされた複数のロケット機体を備えており、
前記複数のロケット機体のそれぞれは、燃料タンクと酸化剤タンクを有しており、
前記複数のロケット機体の燃料タンクと酸化剤タンクは、先端側の燃料タンク及び酸化剤タンクから使用され、
前記複数のロケット機体は、先端側から切り離される、請求項２又は３に記載の多段ロケット。

【請求項5】

前記最下段ロケット機体は、衛星を格納する衛星格納部を有しており、
前記衛星格納部に格納された衛星は、前記最下段ロケットが前記目標軌道に到達した後で、前記最下段ロケット機体から分離される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の多段ロケット。

【請求項6】

前記ロケットエンジン装置は、複数のロケットエンジンを備えており、
前記複数のロケットエンジンの一部は、前記最下段ロケット機体が地上から前記目標軌道に到達する前に前記最下段ロケット機体から切り離される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多段ロケット。

【請求項7】

前記最下段ロケット機体は、最下段燃料タンクと最下段酸化剤タンクを有しており、
前記上段側ロケット機体部は、上段側燃料タンクと上段側酸化剤タンクを有しており、
前記多段ロケットは、
前記上段側燃料タンクと前記最下段燃料タンクとを接続する第１燃料配管と、
前記最下段燃料タンクと前記ロケットエンジン装置とを接続する第２燃料配管と、
前記上段側酸化剤タンクと前記最下段酸化剤タンクとを接続する第１酸化剤配管と、
前記最下段酸化剤タンクと前記ロケットエンジン装置とを接続する第２酸化剤配管と、をさらに備えており、
前記上段側燃料タンクの燃料は、前記第１燃料配管を介して前記最下段燃料タンクに供給され、
前記上段側酸化剤タンクの酸化剤は、前記第１酸化剤配管を介して前記最下段酸化剤タンクに供給され、
前記最下段燃料タンクの燃料は、前記第２燃料配管を介して前記ロケットエンジン装置に供給され、
前記最下段酸化剤タンクの酸化剤は、前記第２酸化剤配管を介して前記ロケットエンジン装置に供給される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多段ロケット。

【請求項8】

前記最下段ロケット機体は、最下段燃料タンクと最下段酸化剤タンクを有しており、
前記上段側ロケット機体部は、上段側燃料タンクと上段側酸化剤タンクを有しており、
前記多段ロケットは、
前記上段側燃料タンクと前記ロケットエンジン装置とを接続する第３燃料配管と、
前記最下段燃料タンクと前記第３燃料配管とを接続する第４燃料配管と、
前記上段側酸化剤タンクと前記ロケットエンジン装置とを接続する第３酸化剤配管と、
前記最下段酸化剤タンクと前記第３酸化剤配管とを接続する第４酸化剤配管と、をさらに備えており、
前記上段側燃料タンクの燃料は、前記第３燃料配管を介して前記ロケットエンジン装置に供給され、
前記上段側酸化剤タンクの酸化剤は、前記第３酸化剤配管を介して前記ロケットエンジン装置に供給され、
前記最下段燃料タンクの燃料は、前記第４燃料配管及び前記第３燃料配管を介して前記ロケットエンジン装置に供給され、
前記最下段酸化剤タンクの酸化剤は、前記第４酸化剤配管及び前記第３酸化剤配管を介して前記ロケットエンジン装置に供給される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多段ロケット。

【請求項9】

前記最下段ロケット機体は、最下段燃料タンクと最下段酸化剤タンクを有しており、
前記上段側ロケット機体部は、上段側燃料タンクと上段側酸化剤タンクを有しており、
前記最下段燃料タンクの上端部と前記上段側燃料タンクの下端部とが直接接続されており、
前記最下段酸化剤タンクの上端部と前記上段側酸化剤タンクの下端部とが直接接続されており、
前記多段ロケットは、
前記最下段燃料タンクと前記ロケットエンジン装置とを接続する第５燃料配管と、
前記最下段酸化剤タンクと前記ロケットエンジン装置とを接続する第５酸化剤配管と、をさらに備えており、
前記上段側燃料タンクの燃料は、前記最下段燃料タンクに直接供給され、
前記上段側酸化剤タンクの酸化剤は、前記最下段酸化剤タンクに直接供給され、
前記最下段燃料タンクの燃料は、前記第５燃料配管を介して前記ロケットエンジン装置に供給され、
前記最下段酸化剤タンクの酸化剤は、前記第５酸化剤配管を介して前記ロケットエンジン装置に供給される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多段ロケット。

【請求項10】

前記ロケットエンジン装置は、ロケットエンジンで発生する燃焼ガスを排気するロケットエンジンノズルを備えており、
前記ロケットエンジンノズルは、燃焼ガスの膨張比が調整可能となっている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の多段ロケット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、多段ロケットに関する。

【背景技術】

【0002】

公知の多段ロケットの一例を図１に示す。図１に示す衛星打ち上げロケットでは、第１段ロケット１３と、第２段ロケット３と、大気から収容する衛星２を保護するフェアリング１とからなる２段ロケットである。第１段ロケット１３は、第１段ロケットエンジン１９と、第１段燃料タンク１４と、第１段酸化剤タンク１５と、第１段燃料タンク１４から第１段ロケットエンジン１９に燃料を送る第１段燃料配管１７と、第１段酸化剤タンク１５から第１段ロケットエンジン１９に酸化剤を送る第１段酸化剤配管１８と、第１段ロケット機体１６と、から構成される。第２段ロケット３も第１段ロケット１３と同様に構成される。このようなロケットでは、第１段ロケット１３に第１段ロケットエンジン１９が、第２段ロケット３には第２段ロケットエンジン９が必要となる。図４に前記ロケットの飛行状況を示す。打ち上げ時１０１には、第１段ロケットエンジン１９により推力を発生させ上昇する。ある高度に達した段階１０２にて、衛星２を保護していたフェアリング１を分離する。その後、第１段ロケットエンジン１９は推力を発生し続けるが、第１段ロケット１３内の燃料及び酸化剤がなくなった段階１０３で、第１段ロケット１３を分離する。分離後、真空および無重力環境で、第２段ロケットエンジン９を始動させる。第２段ロケット３は飛行を続け、所定の軌道（位置および速度）に達した時１０４に、第２段ロケット３の前方に取り付けてある衛星２を分離する。これによって、衛星２は所定の軌道に投入される。上述の説明から明らかなように、第２段ロケット３は、飛行中ほぼ真空中で無重力状態の環境下で、第２段ロケットエンジン９の始動を行うことになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特願２０２０−２０２１３号

【特許文献2】特開平７−１３９４３１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図１に示す従来の多段ロケットでは、地上から所定の軌道まで飛行している途中の第１段ロケット１３の切り離し後に、第２段ロケットエンジン９の始動が必要となる。しかしながら、真空中かつ無重力環境での第２段ロケットエンジン９の始動は技術的な難易度が高く、失敗する可能性がある。また、第２段ロケットエンジン９を始動するための制御システムが第２段ロケット３に必要となり、ロケットが複雑な仕組みとなっていた。また、各段毎に異なったロケットエンジンが必要になり、段数を増やすことは容易ではなかった。

【0005】

本明細書は、多段ロケットにおいて、地上から所定の軌道まで飛行しているときにロケットエンジンの始動をすることを不要とする技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書に開示する多段ロケットは、最下端に配置される最下段ロケット機体と、最下段ロケット機体の上端に切り離し可能に取付けられる上段側ロケット機体部と、を備える。この多段ロケットは、ロケットエンジン装置が最下段ロケット機体の下端にのみ配置されている。そして、最下段ロケット機体が地上から目標軌道まで飛行する一方、上段側ロケット機体部は最下段ロケット機体が目標軌道まで到達する前に、最下段ロケット機体から切り離される。

【0007】

上記の多段ロケットでは、最下段ロケット機体の下端にのみロケットエンジン装置が配置される。そして、最下段ロケット機体が地上から目標軌道まで飛行する間に、最下段ロケット機体から上段側ロケット機体部が切り離される。すなわち、最下段ロケット機体の下端に配置されたロケットエンジン装置は、最下段ロケット機体が地上から目標軌道に到達するまで停止することなく作動し、多段ロケットの推力を発生する。したがって、地上からの打ち上げ時にロケットエンジン装置を始動するだけでよく、飛行中にロケットエンジン装置を始動する必要はない。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】公知の多段ロケットを示した図である。

【図2】実施例１に係る多段ロケットを示した図である。

【図3】実施例２に係る多段ロケットを示した図である。

【図4】公知の多段ロケットの飛行状況を示した図である。

【図5】実施例１に係る多段ロケットの飛行状況を示した図である。

【図6】実施例３に係る多段ロケットの飛行状況を示した図である。

【図7】実施例４に係る多段ロケットの配管構成図を示した図である。

【図8】実施例５に係る多段ロケットを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書に開示する多段ロケットでは、上段側ロケット機体部は、上段側燃料タンクと上段側酸化剤タンクを有しており、上段側ロケット機体部は、上段側燃料タンクの燃料が無くなり、かつ、上段側酸化剤タンクの酸化剤が無くなったときに、最下段ロケット機体から切り離されてもよい。このような構成を備えることで、最下段ロケットの下端に配置したロケットエンジン装置に燃料及び酸化剤が供給され、多段ロケットを構成することができる。

【0010】

また、本明細書に開示する多段ロケットでは、最下段ロケット機体は、最下段燃料タンクと最下段酸化剤タンクを有しており、最下段ロケット機体から上段側ロケット機体部が切り離された後は、ロケットエンジン装置は、最下段燃料タンクの燃料と最下段酸化剤タンクの酸化剤を使用してもよい。このような構成を備えることで、上段側ロケット機体部が切り離された後もロケットエンジン装置に燃料及び酸化剤が供給され、最下段ロケットは目標軌道に到達することができる。

【0011】

また、本明細書に開示する多段ロケットでは、上段側ロケット機体部は、互いに分離可能とされた複数のロケット機体を備えていてもよい。この場合に、複数のロケット機体のそれぞれは、燃料タンクと酸化剤タンクを有しており、複数のロケット機体の燃料タンクと酸化剤タンクは、先端側の燃料タンク及び酸化剤タンクから使用されてもよい。そして、複数のロケット機体は、先端側から切り離されてもよい。このように構成することで、３段以上のロケットを構成することができる。

【0012】

また、本明細書に開示する多段ロケットでは、最下段ロケット機体は、衛星を格納する衛星格納部を有していてもよい。そして、衛星格納部に格納された衛星は、最下段ロケットが目標軌道に到達した後で、最下段ロケット機体から分離されてもよい。このような構成によると、最下段ロケット機体に格納した衛星を目標軌道に投入することができる。

【0013】

また、本明細書に開示する多段ロケットでは、ロケットエンジン装置は、複数のロケットエンジンを備えており、複数のロケットエンジンの一部は、最下段ロケット機体が地上から目標軌道に到達する前に最下段ロケット機体から切り離されてもよい。このような構成によると、ロケットエンジン装置を構成する複数のロケットエンジンの一部を切り離すことで、ロケットエンジン装置で発生する推力を適切な大きさに調整することができる。

【0014】

また、本明細書に開示する多段ロケットでは、最下段ロケット機体は、最下段燃料タンクと最下段酸化剤タンクを有していてもよい。上段側ロケット機体部は、上段側燃料タンクと上段側酸化剤タンクを有していてもよい。多段ロケットは、上段側燃料タンクと最下段燃料タンクとを接続する第１燃料配管と、最下段燃料タンクとロケットエンジン装置とを接続する第２燃料配管と、上段側酸化剤タンクと最下段酸化剤タンクとを接続する第１酸化剤配管と、最下段酸化剤タンクとロケットエンジン装置とを接続する第２酸化剤配管と、をさらに備えていてもよい。そして、上段側燃料タンクの燃料は、第１燃料配管を介して最下段燃料タンクに供給され、上段側酸化剤タンクの酸化剤は、第１酸化剤配管を介して最下段酸化剤タンクに供給され、最下段燃料タンクの燃料は、第２燃料配管を介してロケットエンジン装置に供給され、最下段酸化剤タンクの酸化剤は、第２酸化剤配管を介してロケットエンジン装置に供給されてもよい。このような構成によると、各燃料タンクからロケットエンジン装置に燃料を供給することができ、また、各酸化剤タンクからロケットエンジン装置に酸化剤を供給することができる。

【0015】

また、本明細書に開示する多段ロケットでは、最下段ロケット機体は、最下段燃料タンクと最下段酸化剤タンクを有していてもよい。上段側ロケット機体部は、上段側燃料タンクと上段側酸化剤タンクを有していてもよい。多段ロケットは、上段側燃料タンクとロケットエンジン装置とを接続する第３燃料配管と、最下段燃料タンクと第３燃料配管とを接続する第４燃料配管と、上段側酸化剤タンクとロケットエンジン装置とを接続する第３酸化剤配管と、最下段酸化剤タンクと第３酸化剤配管とを接続する第４酸化剤配管と、をさらに備えていてもよい。そして、上段側燃料タンクの燃料は、第３燃料配管を介してロケットエンジン装置に供給され、上段側酸化剤タンクの酸化剤は、第３酸化剤配管を介してロケットエンジン装置に供給され、最下段燃料タンクの燃料は、第４燃料配管及び第３燃料配管を介してロケットエンジン装置に供給され、最下段酸化剤タンクの酸化剤は、第４酸化剤配管及び第３酸化剤配管を介してロケットエンジン装置に供給されてもよい。このような構成によっても、各燃料タンク及び各酸化剤タンクからロケットエンジン装置に燃料及び酸化剤を供給することができる。

【0016】

また、本明細書に開示する多段ロケットでは、最下段ロケット機体は、最下段燃料タンクと最下段酸化剤タンクを有しており、上段側ロケット機体部は、上段側燃料タンクと上段側酸化剤タンクを有していてもよい。最下段燃料タンクの上端部と上段側燃料タンクの下端部とが直接接続されており、最下段酸化剤タンクの上端部と上段側酸化剤タンクの下端部とが直接接続されていてもよい。多段ロケットは、最下段燃料タンクとロケットエンジン装置とを接続する第５燃料配管と、最下段酸化剤タンクとロケットエンジン装置とを接続する第５酸化剤配管と、をさらに備えていてもよい。そして、上段側燃料タンクの燃料は、最下段燃料タンクに直接供給され、上段側酸化剤タンクの酸化剤は、最下段酸化剤タンクに直接供給され、最下段燃料タンクの燃料は、第５燃料配管を介してロケットエンジン装置に供給され、最下段酸化剤タンクの酸化剤は、第５酸化剤配管を介してロケットエンジン装置に供給されてもよい。このような構成によっても、各燃料タンク及び各酸化剤タンクからロケットエンジン装置に燃料及び酸化剤を供給することができる。

【0017】

また、本明細書に開示する多段ロケットでは、ロケットエンジン装置は、ロケットエンジンで発生する燃焼ガスを排気するロケットエンジンノズルを備えており、ロケットエンジンノズルは、燃焼ガスの膨張比が調整可能となっていてもよい。このような構成によると、ロケットエンジン装置を最下段ロケット機体の下端にのみ配置しても、多段ロケットの高度に応じてロケットエンジン装置の膨張比を適切な膨張比に調整することができる。

【実施例1】

【0018】

以下、実施例１に係る多段ロケットについて説明する。図２に示すロケットは、２段ロケットであり、ロケットの先端に取り付けられるノーズコーン３２と、ロケットの下端に配置される最下段ロケット機体２９と、上段側ロケット機体４９と、ロケットエンジン装置５０とを有する。最下段ロケット機体２９は、衛星２を格納する衛星格納部３１を有している。上段側ロケット機体４９は、最下段ロケット機体２９の上部に設置される。ノーズコーン３２は、上段側ロケット機体４９の上部に設置される。ロケットエンジン装置５０は、最下段ロケット機体２９の下端に配置されており、大気圧の高い、地上打ち上げ時から衛星分離する真空中まで所定の推力を発生できるロケットエンジン装置である。ロケットエンジン装置５０としては、例えば、ロケットエンジンで発生する燃焼ガスを排気するロケットエンジンノズルを備えており、ロケットエンジンノズルは、燃焼ガスの膨張比が調整可能となっていてもよい。燃焼ガスの膨張比を調整することで、地上打ち上げ時から衛星分離する真空中まで適切な推力を発生することができる。具体的には、大気圧が高い地上打ち上げ時には膨張比を小さくし、大気圧が低い真空中では膨張比を大きくする。このように構成することで、ロケットエンジンノズルの壁面からの排気ガスの剥離が防止され、打ち上げから衛星分離まで適切な推力を発生することができる。なお、このようなロケットエンジン装置としては、例えば、特許文献１もしくは２に示されるようなロケットエンジンでもよいし、膨張比が調整可能な公知の他のロケットエンジンでも構わない。

【0019】

最下段ロケット機体２９は、最下段燃料タンク２１と最下段酸化剤タンク２２とを有する。なお、図２に示す実施例では、最下段燃料タンク２１が最下段酸化剤タンク２２の上部に位置しているが、最下段酸化剤タンク２２が最下段燃料タンク２１の上部に位置しても構わない。

【0020】

上段側ロケット機体４９は、上段側燃料タンク４１と上段側酸化剤タンク４２とを有する。なお、図２に示す実施例では、上段側燃料タンク４１が上段側酸化剤タンク４２の上部に位置しているが、上段側酸化剤タンク４２が上段側燃料タンク４１の上部に位置しても構わない。

【0021】

本実施例の多段ロケットは、上段側燃料タンク４１と最下段側燃料タンク２１とを接続する第１燃料配管２４と、最下段燃料タンク２１とロケットエンジン装置５０とを接続する第２燃料配管２６と、上段側酸化剤タンク４２と最下段酸化剤タンク２２とを接続する第１酸化剤配管２５と、最下段酸化剤タンク２２とロケットエンジン装置５０とを接続する第２酸化剤配管２７とを有する。
第１燃料配管２４は、第１燃料配管分離部６１において流路を閉鎖および分離する機構を備える。第１酸化剤配管２５は、第１酸化剤配管分離部６２において流路を閉鎖および分離できる機構を備える。

【0022】

ロケットエンジン装置５０が始動すると、最下段燃料タンク２１内の燃料が第２燃料配管２６を通してロケットエンジン装置５０に供給される。一方、上段側燃料タンク４１内の燃料は、第１燃料配管２４を通して最下段燃料タンク２１に供給される。また、最下段酸化剤タンク２２内の酸化剤が第２酸化剤配管２７を通してロケットエンジン装置５０に供給される。一方、上段側酸化剤タンク４２内の酸化剤は、第１酸化剤配管２５を通して最下段酸化剤タンク２２に供給される。よって、ロケットエンジン装置５０にて燃料及び酸化剤が消費されると、上段側燃料タンク４１内の燃料及び上段側酸化剤タンク４２内の酸化剤の量が減少していく。

【0023】

実施例１に示す多段ロケットの飛行状況を説明する。図５に示す打ち上げ時状況１０１では、まずロケットエンジン装置５０が始動し推力を発生しロケットが上昇する。飛行中に上段側ロケット機体４９の燃料及び酸化剤が減少していく。上段側ロケット機体４９の燃料及び酸化剤がなくなった段階１０３で、上段側ロケット機体４９を最下段ロケット機体２９から分離する。分離する際には、第１燃料配管２４は、第１燃料配管分離部６１において分離され、最下段燃料タンク２１内の燃料が外部に漏れないように燃料配管流路が閉鎖される。第1酸化剤配管２５も同様に、第１酸化剤配管分離部６２において分離され、最下段酸化剤タンク２２内の酸化剤が外部へ漏れないように酸化剤配管流路が閉鎖される。切り離し後のロケット全体は軽くなるため、ロケットの加速度が過大とならないように、ロケットエンジン装置５０の推力を低下させ所定の推力を維持する。最下段ロケット機体２９はさらに上昇を続け、所定の軌道に達した時１０４に衛星２を分離する。このようにすることで、フェアリング及び上段側ロケットエンジンを不用としており、フェアリング分離失敗もしくは空中でのロケットエンジン始動失敗による打ち上げ失敗を防止することができる。

【実施例2】

【0024】

実施例２に係る多段ロケットを説明する。図３に示すロケットは３段ロケットの例である。段数を増やすためには、最下段ロケット機体の上部に複数のロケット機体で構成される上段側ロケット機体部を接続するだけで、きわめて簡単に段数を増加することができる。図中では、最下段ロケット機体２９の上方に、２つのロケット機体４９で構成される上段側ロケット機体部４８を接続し、打ち上げ後上昇するにつれ、ロケット先端のロケット機体４９から順次分離していく。さらに４段以上に多段化する場合でも同様である。このようにすることで、段毎に別々のロケットエンジンを設置する必要がなく、多段化することが容易にできる。

【実施例3】

【0025】

実施例３に係る多段ロケットを説明する。図６に示すロケットは、実施例１の多段ロケットに複数のロケットエンジンからなるロケットエンジン装置５０を設置した場合である。ロケットエンジンの数は問わない。このロケットが上空で上段側ロケット機体４９を切り離すと、ロケットは軽くなるため、ロケットの推力を低下させる必要がある。そのため、ロケットエンジン装置５０の中で一部のロケットエンジン５１を停止し、切り離す。なお、残ったロケットエンジンは、停止することなく推力を発生し続ける。このようにすることで簡易な構成でロケットの推力を低下させることができる。その他は実施例１と同様である。

【実施例4】

【0026】

実施例４に係る多段ロケットを説明する。実施例１とは、ロケット燃料及び酸化剤の配管の構成が異なる。図７に示すように、実施例４の多段ロケットでは、上段側燃料タンク４１と最下段のロケットエンジン装置５０とを接続する第３燃料配管７１と、最下段燃料タンク２１と第３燃料配管７１とを燃料切換え弁６３を介して接続する第４燃料配管７２が設けられ、また、上段側酸化剤タンク４２と最下段のロケットエンジン装置５０とを接続する第３酸化剤配管７３と、最下段酸化剤タンク２２と第３酸化剤配管７３とを酸化剤切換え弁６４を介して接続する第４酸化剤配管７４が設けられる。実施例１と異なり、打ち上げ時には、上段側燃料タンク４１内の燃料が第３燃料配管７１を通して直接ロケットエンジン装置５０に供給され、また、上段側酸化剤タンク４２内の酸化剤が第３酸化剤配管７３を通して直接ロケットエンジン装置５０に供給される。飛行中に上段側燃料タンク４１内の燃料及び上段側酸化剤タンク４２内の酸化剤がなくなった時点で、燃料切換え弁６３及び酸化剤切換え弁６４が作動し、最下段燃料タンク２１から燃料が第４燃料配管７２を通してロケットエンジン装置５０に供給される。同時に最下段酸化剤タンク２２から酸化剤が第４酸化剤配管７４を通して、ロケットエンジン装置５０に供給される。その後、上段側ロケット機体４９を分離させる。このようにすることで、上段側燃料タンク４１内の燃料が最下段燃料タンク２１を経由せずにロケットエンジン装置５０に供給することができる。酸化剤も同様に、上段側酸化剤タンク４２内の酸化剤は、最下段酸化剤タンク２２を経由することなしに、ロケットエンジン装置５０に供給することができる。

【実施例5】

【0027】

実施例５に係る多段ロケットを説明する。実施例１もしくは実施例２と燃料タンク及び酸化剤タンクの構成が異なる。図８に示すように、実施例５に係る多段ロケットでは、最下段燃料タンク２１の上端部と上段側燃料タンク４１の下端部が直接接続されており、最下段酸化剤タンク２２の上端部が上段側酸化剤タンク４２の下端部と直接接続されている。上段側燃料タンク４１内の燃料は、最下段燃料タンク２１に直接供給される。上段側酸化剤タンク４２内の酸化剤は、最下段酸化剤タンク２２に直接供給される。最下段燃料タンク２１内の燃料は、第５燃料配管７５を通してロケットエンジン装置５０に供給され、最下段酸化剤タンク２２内の酸化剤は、第５酸化剤配管７６を通してロケットエンジン装置５０に供給される。このように構成することで、タンク間の配管を簡素化できる。またこの実施例では、衛星格納部３１がロケットエンジン装置５０と最下段燃料タンク２１及び最下段酸化剤タンク２２の間に設けられている。衛星格納部３１は、実施例１〜実施例４についても同様に最下段のタンクとロケットエンジン装置５０の間に配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0028】

1 フェアリング
2 衛星
3 第２段ロケット
4 第２段燃料タンク
5 第２段酸化剤タンク
6 第２段ロケット機体
7 第２段燃料配管
8 第２段酸化剤配管
9 第２段ロケットエンジン
13 第１段ロケット
14 第１段燃料タンク
15 第１段酸化剤タンク
16 第１段ロケット機体
17 第１段燃料配管
18 第１段酸化剤配管
19 第１段ロケットエンジン
21 最下段燃料タンク
22 最下段酸化剤タンク
24 第１燃料配管
25 第１酸化剤配管
26 第２燃料配管
27 第２酸化剤配管
29 最下段ロケット機体
31 衛星格納部
32 ノーズコーン
41 上段側燃料タンク
42 上段側酸化剤タンク
48 上段側ロケット機体部
49 上段側ロケット機体
50 ロケットエンジン装置
51 ロケットエンジン
61 第１燃料配管分離部
62 第１酸化剤配管分離部
63 燃料切換え弁
64 酸化剤切換え弁
71 第３燃料配管
72 第４燃料配管
73 第３酸化剤配管
74 第４酸化剤配管
75 第５燃料配管
76 第５酸化剤配管
101 ロケット打ち上げ時状態
102 ロケットフェアリング分離時状態
103 ロケット切り離し時状態
104 衛星分離時状態

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】