DE102008020198A1 - Nozzle extension for rocket engine, has nozzle cover provided with two shell elements made of ceramic fiber reinforced composite material, where shell elements are fixed relative to each other - Google Patents

Nozzle extension for rocket engine, has nozzle cover provided with two shell elements made of ceramic fiber reinforced composite material, where shell elements are fixed relative to each other Download PDF

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Abstract

The extension (10) has a nozzle cover (18) limiting a flow cross-section (24), which is extended from a nozzle extension inlet (14) to a nozzle extension outlet (16). The nozzle extension inlet is connected with a combustion chamber outlet of a combustion chamber of an engine. The nozzle cover comprises two shell elements (26, 28) made of a ceramic fiber reinforced composite material, where the shell elements are fixed relative to each other. The shell element (26) limits an interior space (22), and the composite material is carbon/silicon carbide material. An independent claim is also included for a method for producing a nozzle extension for an engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düsenerweiterung für ein Triebwerk, insbesondere für ein Raketentriebwerk, mit einem Düsenmantel, der einen Strömungsquerschnitt begrenzt, welcher sich von einem Düsenerweiterungseingang hin zu einem Düsenerweiterungsausgang erweitert, wobei der Düsenerweiterungseingang mit einem Brennkammerausgang einer Brennkammer eines Triebwerkes verbindbar ist.The The present invention relates to a nozzle extension for an engine, especially for a rocket engine, with a nozzle shell having a flow cross-section bounded by a nozzle extension input extended to a nozzle extension output, wherein the nozzle extension input with a combustion chamber outlet a combustion chamber of an engine is connectable.

Aus der US 6,467,253 B1 ist eine Düsenstruktur für Raketendüsen bekannt. Diese Düsenstruktur umfasst eine Düsenwand, welche aus mehreren Wandteilen zusammengesetzt ist, die sich von einem Einlass hin zu einem Auslass der Düsenstruktur erstrecken und längsseits miteinander verbunden sind.From the US 6,467,253 B1 a nozzle structure for rocket nozzles is known. This nozzle structure comprises a nozzle wall which is composed of a plurality of wall parts which extend from an inlet to an outlet of the nozzle structure and are longitudinally interconnected.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Düsenerweiterung für ein Triebwerk zu schaffen, welches leicht, stabil und thermisch hoch belastbar ist.Of the The present invention is based on the object, a nozzle extension to create an engine that is lightweight, stable and is thermally highly resilient.

Diese Aufgabe wird bei einer Düsenerweiterung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Düsenmantel mindestens zwei aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellte, relativ zueinander fixierte Schalenelemente aufweist.These Task is at a nozzle extension of the aforementioned Art solved by the fact that the nozzle casing at least two made of a ceramic fiber composite, relative Having each other fixed shell elements.

Der mehrschalige Aufbau der Düsenerweiterung ermöglicht es, eine mechanisch stabile Düsenerweiterung bereitzustellen, welche sich durch eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit auszeichnet. Hierdurch kann die Düsenerweiterung hohen Seitenlasten standhalten, welche insbesondere durch unsymmetrische Ablösungen einer Düsenströmung im Bereich einer Düseninnenwand entstehen.Of the multi-shell construction of the nozzle extension allows to provide a mechanically stable nozzle extension, which is characterized by a high bending and torsional rigidity. hereby can the nozzle extension withstand high side loads, which in particular by unsymmetrical detachment of a Nozzle flow in the area of a nozzle inner wall arise.

Die erfindungsgemäße Düsenerweiterung ermöglicht die Verwendung dünnwandiger Schalenelemente, welche nur ein niedriges Gewicht aufweisen und somit dazu beitragen, den Gesamtwirkungsgrad eines Triebwerkes zu erhöhen.The inventive nozzle extension allows the use of thin-walled shell elements, which only have a low weight and thus contribute to the overall efficiency of a Engine to increase.

Die erfindungsgemäße Düsenerweiterung ist thermisch hoch belastbar, sodass sie in einem im Vergleich zu herkömmlichen Düsenerweiterungen höheren Temperaturfenster betrieben werden kann. Hierdurch sinken die Anforderungen an eine gegebenenfalls vorgesehene Kühlung der Düsenerweiterung, sodass auch hierdurch eine Steigerung des Gesamtwirkungsgrades des Triebwerkes erreicht wird.The inventive nozzle extension is thermal highly resilient, so they are in one compared to conventional ones Nozzle extensions operated at higher temperature windows can be. This reduces the requirements for an if necessary provided cooling of the nozzle extension, so This also increases the overall efficiency of the engine is reached.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Schalenelement ein Bauteil verstanden, welches sich von dem Düsenerweiterungseingang oder hierzu benachbart bis hin zu dem Düsenerweiterungsausgang oder hierzu benachbart erstreckt und insbesondere ein umfangseitig geschlossenes Profil aufweist. Der Düsenmantel kann in Doppelschalen-, Dreifachschalen- oder Mehrfachschalenbauweise ausgeführt sein.in the Frame of the present invention is under a shell element a component understood from the nozzle extension input or adjacent to it to the nozzle extension output or adjacent thereto extends and in particular a peripherally has closed profile. The nozzle jacket can in Double shell, triple shell or multiple shell construction executed be.

Vorzugsweise sind mindestens zwei, vorzugsweise sämtliche Schalenelemente des Düsenmantels aus mindestens einem keramischen Faserverbundwerkstoff (CMC-Werkstoff, ”Ceramic Matrix Composite”) hergestellt. Auch eine Hybridbauweise unter Verwendung unterschiedlicher keramischer Faserverbundwerkstoffe für ein Schalenelement und/oder für unterschiedliche Schalenelemente ist möglich.Preferably are at least two, preferably all shell elements the nozzle shell of at least one ceramic fiber composite material (CMC material, "Ceramic Matrix Composite") produced. Also a hybrid construction using different ceramic Fiber composites for a shell element and / or for different shell elements is possible.

Vorzugsweise umfasst die Düsenerweiterung ein erstes Schalenelement, welches einen Düsenerweiterungsinnenraum begrenzt. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines thermisch hoch stabilen Schalenelements in einem Düsenmantelabschnitt, welcher der höchsten thermischen Belastung ausgesetzt ist.Preferably the nozzle extension comprises a first shell element, which limits a nozzle extension interior. This enables the provision of a thermally highly stable shell element in a nozzle shell section, which is the highest is exposed to thermal stress.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Abschnitt des ersten Schalenelements fluiddurchlässig. Dies ermöglicht es, ein Kühlfluid in Richtung auf den Düsenerweiterungsinnenraum durch das erste Schalenelement hindurchzuführen. Dieses Kühlfluid bildet an der Begrenzung des Düsenerweiterungsinnenraums einen Grenzschichtfilm aus, welcher die Düsenerweiterung durchströmende Heißgase von dem Schalenelement abschirmt und den konvektiven Wärmeübergang von dem Düsenerweiterungsinnenraum in den Düsenmantel verringert. Bei Verwendung eines flüssigen Kühlfluids wird ein zusätzlicher Kühleffekt dadurch erzielt, dass das Kühlfluid verdampft und dabei latente Wärme aufnimmt. Diese Art der Kühlung wird auch als Effusions- oder Transpirationskühlung bezeichnet, wobei als Effusionskühlung üblicherweise eine Schwitzkühlung ohne Phasenübergang und als Transpirationskühlung eine Schwitzkühlung mit Phasenübergang bezeichnet wird.To An advantageous embodiment of the invention is at least a portion of the first shell member fluid permeable. This allows a cooling fluid in the direction to pass on the nozzle extension interior through the first shell element. This cooling fluid forms at the boundary of the nozzle extension interior a boundary layer film, which flows through the nozzle extension Hot gases from the shell element shields and the convective Heat transfer from the nozzle extension interior reduced in the nozzle casing. When using a liquid cooling fluid an additional cooling effect is achieved by that the cooling fluid evaporates while latent heat receives. This type of cooling is also called effusion or Transpirationskühlung referred to, as effusion cooling usually a sweat cooling without phase transition and as Transpiration cooling a sweat with Phase transition is called.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn zumindest ein Abschnitt des ersten Schalenelements porös ist. Dies ermöglicht es, ein besonders leichtgewichtiges Schalenelement herzustellen, welches mechanisch stabil ist. Die Porosität des ersten Schalenelements ermöglicht es darüber hinaus, in einfacher Weise ein fluiddurchlässiges (”permeables”) erstes Schalenelement bereitzustellen, welches eine Effusions- oder Transpirationskühlung des ersten Schalenelements ermöglicht.Advantageous it is further, if at least a portion of the first shell element is porous. This allows a particularly lightweight To produce shell element, which is mechanically stable. The Porosity of the first shell element allows beyond that, in a simple way a fluid-permeable To provide ("permeable") first shell element, which is an effusion or transpiration cooling of the first shell element allows.

In vorteilhafter Weise umfasst die Düsenerweiterung ein zweites Schalenelement, welches die Düsenerweiterung nach außen begrenzt. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines Schalenelements, welches auch bei einem dünnwandigen Aufbau ein hohes Flächenträgheitsmoment bereitstellt.Advantageously, the nozzle extension comprises a second shell element, which limits the nozzle extension to the outside. This allows the provision of a shell element, which also in a thin-walled construction a provides high area moment of inertia.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Düsenmantel mindestens ein drittes Schalenelement auf, welches zwischen einem ersten Schalenelement und einem zweiten Schalenelement angeordnet ist. Ein solches drittes Schalenelement ermöglicht es, den Düsenmantel weiter zu versteifen und/oder zwischen den einzelnen Schalenelementen angeordnete Hohlräume voneinan der zu trennen. Diese Hohlräume können beispielsweise zur Durchströmung mit einem Kühlfluid genutzt werden.To an embodiment of the invention, the nozzle casing at least a third shell element, which between a arranged first shell element and a second shell element is. Such a third shell element makes it possible further stiffen the nozzle casing and / or between the individual shell elements arranged cavities voneinan the to separate. These cavities, for example used for flow with a cooling fluid become.

Vorzugsweise ist zumindest ein Abschnitt des dritten Schalenelements fluiddurchlässig und/oder porös, um eine Durchströmung des dritten Schalenelements mit einem Kühlfluid zu ermöglichen.Preferably At least a portion of the third shell element is fluid-permeable and / or porous to a flow through the third shell element to allow with a cooling fluid.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das dritte Schalenelement mindestens zwei Schalenelementabschnitte umfasst, welche in einer Richtung vom Düsenerweiterungseingang auf den Düsenerweiterungsausgang gesehen einander folgend angeordnet sind. Diese Schalenelementabschnitte können hinsichtlich ihrer Fluiddurchlässigkeit und/oder Porosität unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, so dass ein Druckprofil und/oder ein Volumenstrom einer Kühlfluidströmung beeinflusst werden kann.Especially it is preferred if the third shell element at least two Shell member sections which, in a direction from the nozzle extension entrance following each other on the nozzle extension exit are arranged. These shell element sections can different in terms of their fluid permeability and / or porosity Have properties such that a pressure profile and / or a flow rate a cooling fluid flow can be influenced.

Vorzugsweise ist mindestens ein Schalenelement zumindest abschnittsweise mit einer Fluidsperrschicht versehen. Eine solche Fluidsperrschicht verhindert in ihrem wirksamen Bereich den Eintritt eines Kühlfluids in ein Schalenelement oder den Austritt eines Kühlfluids aus einem Schalenelement.Preferably is at least one shell element at least partially with a fluid barrier layer provided. Such a fluid barrier prevents in their effective range the entry of a cooling fluid in a shell element or the exit of a cooling fluid from a shell element.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Fluidsperrschicht mindestens eine Fluiddurchtrittsöffnung aufweist. Dies ermöglicht im Bereich der Fluiddurchtrittsöffnung den Eintritt eines Kühlfluids in ein Schalenelement oder den Austritt eines Kühlfluids aus einem Schalenelement. Vorzugsweise sind mehrere Fluiddurchtrittsöffnungen vorgesehen, welche über die Fluidsperrschicht verteilt sind und somit einen lokal angepassten Eintritt eines Kühlfluids in ein Schalenelement hinein oder Austritt eines Kühlfluids aus einem Schalenelement heraus ermöglichen.Especially it is preferred if the fluid barrier layer has at least one fluid passage opening. This allows in the region of the fluid passage opening the entry of a cooling fluid into a shell element or the exit of a cooling fluid from a shell element. Preferably, a plurality of fluid passage openings are provided, which are distributed over the fluid barrier layer and thus a locally adapted entry of a cooling fluid in a Bowl element in or outlet of a cooling fluid from a Enable shell element out.

Grundsätzlich ist es möglich, dass die mindestens zwei Schalenelemente und gegebenenfalls mindestens ein drittes Schalenelement aus demselben Werkstoff oder aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt sind. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn das für den keramischen Faserverbundwerkstoff verwendete Fasermaterial Kohlenstofffasern enthält. Es ist jedoch auch vorteilhaft, Fasermaterial aus SiC, SiBNC, SiCN und/oder Oxidkeramik zu verwenden.in principle It is possible that the at least two shell elements and optionally at least a third shell element of the same Material or made of different materials. in this connection it is particularly advantageous if that for the ceramic Fiber composite used fiber material contains carbon fibers. However, it is also advantageous fiber material of SiC, SiBNC, SiCN and / or oxide ceramics.

Als Matrixmaterial wird in vorteilhafter Weise Kohlenstoff verwendet, welcher zur Erhöhung der Oxidationsbeständigkeit siliciert werden kann. Es können auch oxidkeramische Matrixmaterialien verwendet werden.When Matrix material is advantageously used carbon, which for increasing the oxidation resistance can be silicided. It can also oxide ceramic matrix materials be used.

In vorteilhafter Weise ist der Faserverbundwerkstoff ein C/C-Werkstoff, ein C/SiC-Werkstoff oder ein C/C-SiC-Werkstoff.In Advantageously, the fiber composite material is a C / C material, a C / SiC material or a C / C-SiC material.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eines der Schalenelemente einstückig. Hierdurch kann ein Düsenmantel mit einem besonders einfachen Aufbau geschaffen werden.To An advantageous embodiment of the invention is at least one of the shell elements in one piece. This can be a Nozzle jacket can be created with a particularly simple structure.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mindestens eines der Schalenelemente einschichtig ist. Auch hierdurch kann ein Düsenmantel mit einem einfachen Aufbau geschaffen werden.A sees further advantageous embodiment of the invention in that at least one of the shell elements is single-layered. This also allows a nozzle shell with a simple Construction are created.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eines der Schalenelemente mehrschichtig ist. Ein mehrschichtiger Aufbau eines Schalenelements ermöglicht es, ein formstabiles Sandwich-Bauteil bereitzustellen.To a further advantageous embodiment of the invention it is provided that at least one of the shell elements is multi-layered. A multi-layered construction of a shell element allows it to provide a dimensionally stable sandwich component.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn mindestens zwei Schalenelemente miteinander einstückig sind. Eine solche Düsenerweiterung lässt sich in besonders einfacher Weise herstellen.Advantageous it is also, if at least two shell elements together are integral. Such a nozzle extension can be produced in a particularly simple manner.

Besonders bevorzugt ist es, wenn mindestens zwei Schalenelemente zueinander beabstandet sind. Der Abstand der Schalenelemente bewirkt eine Erhöhung des Flächenträgheitsmoments des mehrschaligen Düsenmantels. Ferner kann durch die mindestens zwei Schalenelemente ein Hohlraum begrenzt wer den, welcher beispielsweise zur Durchströmung mittels eines Kühlfluids genutzt werden kann.Especially it is preferred if at least two shell elements to each other are spaced. The distance of the shell elements causes an increase the area moment of inertia of the multi-skin Nozzle jacket. Furthermore, by the at least two shell elements a cavity limits the who, for example, to the flow can be used by means of a cooling fluid.

Besonders bevorzugt ist es, wenn sich der Abstand der mindestens zwei Schalenelemente ausgehend von dem Düsenerweiterungseingang in Richtung auf den Düsenerweiterungsausgang verkleinert. Im Bereich des Düsenerweiterungseingangs oder hierzu benachbart kann ein besonders hohes Flächenträgheitsmoment bereitgestellt werden. Im Bereich des Düsenerweiterungsausgangs oder hierzu benachbart kann ein Düsenmantel mit einer geringen Mantelstärke bereitgestellt werden. Die Verkleinerung des Abstandes zwischen den Schalenelementen ist außerdem sehr vorteilhaft, wenn der zwischen zwei Schalenelementen gebildete Hohlraum zur Durchströmung mit einem Kühlfluid genutzt wird. In diesem Fall kann ein Druckgefälle erzeugt werden, welches den Transport eines Kühlfluids in Richtung auf den Düsenerweiterungsausgang unterstützt.It is particularly preferred if the distance between the at least two shell elements, starting from the nozzle extension input, decreases in the direction of the nozzle extension exit. In the region of the nozzle extension input or adjacent thereto, a particularly high area moment of inertia can be provided. In the region of the nozzle extension output or adjacent thereto, a nozzle shell with a low shell thickness can be provided. The reduction of the distance between the shell elements is also very advantageous if the cavity formed between two shell elements is used to flow through with a cooling fluid. In this case, a pressure gradient can be generated, which is the transport of a cooling fluid in the direction supported on the nozzle extension output.

Vorzugsweise umfasst die Düsenerweiterung mindestens eine Stützeinrichtung, mittels welcher mindestens zwei Schalenelemente relativ zueinander fixierbar und/oder beabstandbar sind. Hierdurch kann ein besonders stabiler Düsenmantel bereitgestellt werden. Die Stützeinrichtung kann insbesondere in Form mindestens einer Stützrippe, welche die Schalenelemente in radialer Richtung relativ zueinander abstützt, ausgebildet sein. Eine solche Stützrippe kann auch als ”Stringer” bezeichnet werden und kann auch als Begrenzungselement für einen Kühlkanal verwendet werden. Die Stützeinrichtung kann ”in situ” gemeinsam mit den mindestens zwei Schalenelementen hergestellt werden. Die Stützeinrichtung kann auch separat hergestellt und mit mindestens einem Schalenelement verklebt oder thermisch gefügt werden, beispielsweise durch Laserfügung.Preferably the nozzle extension comprises at least one support device, by means of which at least two shell elements relative to each other can be fixed and / or spaced. This can be a special stable nozzle shell are provided. The support device can in particular in the form of at least one support rib, which the shell elements in the radial direction relative to each other supports, be trained. Such a support rib can also be called a "stringer" and Can also be used as a limiting element for a cooling channel be used. The support means can "in situ "together with the at least two shell elements getting produced. The support device can also be separated made and glued with at least one shell element or thermally be joined, for example by laser insertion.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Schalenelemente mittels Verbindungsfasern miteinander verbunden. Auf diese Weise kann ein besonders leichter und stabiler Verbund aus mindestens zwei Schalenelementen geschaffen werden, insbesondere wenn diese Schalenelemente zueinander beabstandet sind. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Schalenelemente mittels Verbindungsfasern miteinander vernäht. Dies ermöglicht es, die als Verbindungselemente wirkenden Verbindungsfasern in einfacher Weise mit den Faserstrukturen der Schalenelemente zu verbinden.To a particularly advantageous embodiment of the invention At least two shell elements are interconnected by means of connecting fibers. In this way, a particularly lightweight and stable composite be created from at least two shell elements, in particular when these shell elements are spaced from each other. After a particularly advantageous embodiment of the invention at least two shell elements by means of connecting fibers with each other sutured. This allows it as the connecting elements acting connecting fibers in a simple manner with the fiber structures to connect the shell elements.

Vorzugsweise handelt es sich zumindest bei einem Teil der Verbindungsfasern um Kohlefasern. Diese weisen eine sehr hohe Zugfestigkeit auf. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn zwei zueinander beabstandete Schalenelemente Begrenzungen für ein mit Druck (beispielsweise in Höhe von 80 bar) beaufschlagtes Kühlfluid bilden. Die von einem Kühlfluid auf die Schalenelemente ausgeübten Druckkräfte können dann durch entsprechende Zugspannungen der Verbindungsfasern kompensiert werden.Preferably is at least a part of the connecting fibers around Carbon fibers. These have a very high tensile strength. This is particularly advantageous if two spaced apart shell elements Limitations for one with pressure (for example in height of 80 bar) to form charged cooling fluid. The one by one Cooling fluid to the shell elements exerted pressure forces can then compensated by appropriate tensile stresses of the connecting fibers become.

Vorzugsweise umfasst die Düsenerweiterung mindestens einen Kühlfluidraum zur Durchströmung mit einem Kühlfluid. Dies ermöglicht eine aktive Kühlung der Düsenerweiterung, welche es erlaubt, die Düsenerweiterung bei höheren Temperaturen betreiben zu können, als dies bei lediglich strahlungsgekühlten Düsenerweiterungen der Fall ist. Der Kühlfluidraum kann eine Mehrzahl von Kühlfluidkanälen umfassen, welche einen geraden oder einen gekrümmten oder spiralförmigen Verlauf aufweisen.Preferably the nozzle extension comprises at least one cooling fluid space to flow through with a cooling fluid. this makes possible an active cooling of the nozzle extension, which it allows the nozzle extension at higher temperatures to be able to operate, as with only radiation-cooled Nozzle extensions is the case. The cooling fluid space may include a plurality of cooling fluid channels, which a straight or a curved or spiral Have history.

Vorzugsweise ist der Kühlfluidraum zwischen mindestens zwei Schalenelementen angeordnet. Hierdurch kann ein durch Beabstandung von zwei Schalenelementen entstehender Hohlraum optimal genutzt werden.Preferably is the cooling fluid space between at least two shell elements arranged. As a result, by a spacing of two shell elements resulting cavity can be used optimally.

Vorzugsweise umfasst die Düsenerweiterung eine Zuführeinrichtung für die Zuführung des Kühlfluids in den Kühlfluidraum. Eine solche Zuführeinrichtung umfasst insbesondere einen Kühlfluidverteiler, welcher es ermöglicht, aus einer oder mehreren Kühlfluidleitungen zugeführtes Kühlfluid in einen ringförmigen Kühlfluidraum einzuspeisen.Preferably the nozzle extension comprises a feeder for the supply of the cooling fluid in the Cooling fluid space. Such a feeder comprises in particular a cooling fluid distributor, which makes it possible supplied from one or more cooling fluid conduits Cooling fluid in an annular cooling fluid space feed.

Vorzugsweise ist die Zuführeinrichtung an oder benachbart zu dem Düsenerweiterungseingang angeordnet. Dies ermöglicht es, die Düsenerweiterung in einem thermisch besonders beanspruchten Bereich zu kühlen.Preferably the feeder is located at or adjacent to the nozzle extension entrance. This allows the nozzle extension in one To cool thermally stressed area.

Vorzugsweise umfasst die Düsenerweiterung eine Abführeinrichtung für die Abführung des Kühlfluids aus dem Kühlfluidraum. Dies ermöglicht einen kontrollierten Austritt des Kühlfluids aus dem Düsenmantel heraus.Preferably the nozzle extension comprises a discharge device for the discharge of the cooling fluid the cooling fluid space. This allows a controlled Exit of the cooling fluid out of the nozzle shell.

Vorzugsweise ist die Abführeinrichtung an oder benachbart zu dem Düsenerweiterungsausgang angeordnet. Dies ermöglicht eine zumindest annähernd vollständige Kühlung des Düsenmantels und hat außerdem den Vorteil, dass das Kühlfluid im Bereich des Düsenerweiterungsausgangs aus dem Düsenmantel ausströmen kann und somit den Impuls der Düsenerweiterung verstärkt. Hierdurch ist es möglich, eine kinetische Energie des Kühlfluids zu nutzen, sodass der Gesamtwirkungsgrad eines Triebwerks erhöht werden kann.Preferably the discharge device is at or adjacent to the nozzle extension exit arranged. This allows one at least approximately complete cooling of the nozzle shell and also has the advantage that the cooling fluid in the range the nozzle extension output from the nozzle shell can flow out and thus the pulse of the nozzle extension strengthened. This makes it possible to create a kinetic Energy of the cooling fluid to use, so that the overall efficiency an engine can be increased.

Vorzugsweise umfasst die Düsenerweiterung mindestens eine Dichtungseinrichtung zur Abdichtung des Kühlfluidraums nach außen, insbesondere nach radial außen. Auf diese Weise kann ein unerwünschter Austritt des Kühlfluids aus dem Kühlfluidraum nach radial außen verhindert werden.Preferably the nozzle extension comprises at least one sealing device for sealing the cooling fluid space to the outside, in particular radially outward. This way you can unwanted escape of the cooling fluid from the Cooling fluid space can be prevented radially outward.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Schalenelement als Dichtungseinrichtung wirksam. Ein solches Schalenelement ist aus einem fluidundurchlässigen Werkstoff hergestellt.To An embodiment of the invention is at least one Shell element effective as a sealing device. Such a shell element is made of a fluid-impermeable material.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine Dichtungseinrichtung von einem Schalenelement separat bereitgestellt. Dies ermöglicht es, ein bezogen auf einen Kühlfluidraum radial außen angeordnetes Schalenelement aus einem fluiddurchlässigen Werkstoff herzustellen. Die separat bereitgestellte Dichtungseinrichtung kann beispielsweise in Form einer metallischen oder keramischen Zusatzschicht gebildet sein, welche eine Diffusionsbarriere bildet, die einen Austritt von Fluid, also Flüssigkeit und/oder Gas, nach radial außen verhindert. Eine solche Zusatzschicht kann beispiels weise in einem Gasfluss-Sputterverfahren oder in einem Kaltgas-Sputterverfahren aufgetragen sein. Ferner ist ein galvanischer Auftrag oder auch eine Plasmabeschichtung, insbesondere eines Pyrokohlenstoffs, möglich.According to a further embodiment of the invention, at least one sealing device is provided separately from a shell element. This makes it possible to produce a shell element made of a fluid-permeable material arranged radially on the outside relative to a cooling fluid space. The separately provided sealing device can be formed for example in the form of a metallic or ceramic additional layer, which forms a diffusion barrier, the outlet of fluid, ie liquid and / or gas, radially outward prevented. Such an additional layer may, for example, be applied in a gas flow sputtering process or in a cold gas sputtering process. Furthermore, a galvanic application or even a plasma coating, in particular a pyrocarbon, is possible.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Dichtungseinrichtung in Form einer gasförmigen Sperrschicht bereitgestellt. Eine solche Sperrschicht weist eine besonders gute Dichtwirkung auf.To An embodiment of the invention is the at least a sealing device in the form of a gaseous barrier layer provided. Such a barrier layer has a particularly good Sealing effect on.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Kühlfluid um einen Treibstoff, insbesondere um einen Brennstoff. Hierbei handelt es sich beispielsweise um flüssigen oder gasförmigen Wasserstoff, Methan oder Kerosin. Die Verwendung eines Treibstoffs als Kühlfluid hat den Vorteil, dass kein separater Kühlfluidspeicher zur Bevorratung eines Kühlfluids bereitgestellt werden muss.To An embodiment of the invention is the cooling fluid to a fuel, in particular a Fuel. These are, for example, liquid or gaseous hydrogen, methane or kerosene. The Use of a fuel as a cooling fluid has the advantage that no separate cooling fluid storage for storing a Cooling fluid must be provided.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Kühlfluid um ein Turbinenabgas. Durch die sehr hohe Temperaturbeständigkeit der erfindungsgemäßen Düsenerweiterung, welche aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, kann ein Kühlfluid verwendet werden, welches während des Durchlaufs durch eine Turbine bereits erwärmt wurde. Bei dem Turbinenabgas kann es sich beispielsweise um Heißdampf handeln, welcher von einem Gasgenerator erzeugt wird.To a particularly advantageous embodiment of the invention the cooling fluid is a turbine exhaust gas. Due to the very high temperature resistance of the nozzle extension according to the invention, which is made of a ceramic fiber composite material, a cooling fluid can be used which during of the pass through a turbine has already been heated. The turbine exhaust gas may be, for example, superheated steam act, which is generated by a gas generator.

Vorzugsweise ist das Turbinenabgas einer Treibstoffförderanlage entnommen. In solchen Förderanlagen werden Turbinen verwendet, um Pumpen anzutreiben, welche einer Brennkammer des Triebwerks Brennstoff und/oder Oxidator unter einem hohen Druck zuführen.Preferably the turbine exhaust gas is taken from a fuel delivery system. In such conveyors turbines are used to To drive pumps which fuel a combustion chamber of the engine and / or oxidizer under a high pressure.

Vorzugsweise umfasst die Düsenerweiterung mindestens eine Verbindungseinrichtung zur Verbindung der Düsenerweiterung mit einer Brennkammervorrichtung. Dies ermöglicht es, die Düsenerweiterung und die Brennkammervorrichtung als separate Baugruppen herzustellen und anschließend miteinander zu verbinden.Preferably the nozzle extension comprises at least one connecting device for connecting the nozzle extension with a combustion chamber device. This allows the nozzle extension and the Manufacture combustion chamber device as separate assemblies and then connect with each other.

Für eine stabile Verbindung zwischen der Düsenerweiterung und der Brennkammervorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungseinrichtung einen ersten Verbindungsabschnitt umfasst, welcher mit mindestens einem Schalenelement zusammenwirkt, insbesondere mit einem Schalenelement, welches die Düsenerweiterung nach außen begrenzt. Auf diese Weise kann die Verbindungseinrichtung in einem thermisch niedrig belasteten Bereich der Düsenerweiterung angeordnet werden.For a stable connection between the nozzle extension and the combustion chamber device, it is advantageous if the connecting device a first connecting portion, which with at least a shell element cooperates, in particular with a shell element, which limits the nozzle extension to the outside. On This way, the connecting device can be in a thermally low loaded area of the nozzle extension can be arranged.

Ferner ist es bevorzugt, wenn die Brennkammervorrichtung eine Außenwand umfasst und wenn die Verbindungseinrichtung einen zweiten Verbindungsabschnitt umfasst, welcher mit der Außenwand zusammenwirkt. Hierdurch erfolgt die Verbindung zwischen der Brennkammervorrichtung und der Verbindungseinrichtung in einem thermisch niedrig belasteten Bereich der Brennkammervorrichtung.Further it is preferred if the combustion chamber device has an outer wall and when the connecting device has a second connecting section includes, which cooperates with the outer wall. hereby the connection between the combustion chamber device and the Connecting device in a thermally low loaded area the combustion chamber device.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Düsenerweiterung für ein Triebwerk, insbesondere für ein Raketentriebwerk.The The invention further relates to a method for producing a nozzle extension for an engine, especially for a rocket engine.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Düsenerweiterung anzugeben, welche leicht, stabil und thermisch hoch belastbar ist.Of the The invention is based on the further object of a method for To provide a nozzle extension, which is easy, stable and thermally highly resilient.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens zwei Schalenelemente eines Düsenmantels aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellt werden.These The object is achieved according to the invention that at least two shell elements of a nozzle shell be made of a ceramic fiber composite material.

Besondere Ausgestaltungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zum Teil bereits vorstehend im Zusammenhang mit den besonderen Ausgestaltungen und den Vorteilen der erfindungsgemäßen Düsenerweiterung erläutert worden und werden hiermit in Bezug genommen.Special Embodiments and advantages of the invention Some of the procedures have already been mentioned above the particular embodiments and the advantages of the invention Nozzle extension has been explained and is hereby incorporated by reference referenced.

In vorteilhafter Weise werden zur Herstellung einer Düsenerweiterung eine erste Faserstruktur für ein erstes Schalenelement und eine zweite Faserstruktur für ein zweites Schalenelement zueinander beabstandet angeordnet. Hierfür eigenen sich trockene Faserstrukturen, beispielsweise Gewebelaminate und/oder -wicklungen, gewickelte oder geflochtene Rovings oder eine Kombination hieraus. Eine Anordnung der Faserstrukturen kann auch mittels eines Resin-Transfer-Molding Verfahrens, mittels Nasswickelns oder mit Hilfe sogenannter ”Prepregs” unter Verwendung eines Autoklaven erfolgen.In Advantageously, to produce a nozzle extension a first fiber structure for a first shell element and a second fiber structure for a second shell member spaced apart. For this own dry fiber structures, such as fabric laminates and / or windings, wrapped or braided rovings or a combination thereof. An arrangement of the fiber structures can also by means of a Resin transfer molding process, by wet winding or with Help of so-called "prepregs" using an autoclave.

Die zueinander beabstandeten Schalenelemente können mittels einer Mehrzahl von Verbindungsfasern miteinander verbunden werden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Faserstrukturen der Schalenelemente Krafteinleitungsbereiche zur Befestigung der Verbindungsfasern aufweisen, beispielsweise Schlaufen.The spaced apart shell elements can by means of a plurality of connecting fibers are connected to each other. It is advantageous if the fiber structures of the shell elements Have force introduction areas for attachment of the connecting fibers, for example, loops.

Ein besonders zuverlässiger Verbund zwischen den Schalenelementen ergibt sich, wenn diese mittels einer Mehrzahl von Verbindungsfasern miteinander vernäht werden. Hierbei ist es besonders günstig, wenn die Verbindungsfasern mit den Faserstrukturen der Schalenelemente vernäht werden.One particularly reliable bond between the shell elements results when these by means of a plurality of connecting fibers sewn together. Here it is particularly favorable when the connecting fibers with the fiber structures of the shell elements sewn.

Besonders bevorzugt ist es, wenn ein Zwischenelement zwischen den Faserstrukturen der mindestens zwei Schalenelemente angeordnet wird. Mit einem solchen Zwischenelement kann ein Abstand zwischen zwei Schalenelementen definiert und die Geometrie eines Kühlfluidraums vorgegeben werden.It is particularly preferred if an intermediate element between the fiber structures of the at least two shell elements is arranged. With such an intermediate element, a distance between two shell elements can be defined and the geometry of a cooling fluid space can be specified.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Zwischenelement um einen Schaumstoffkörper. Ein solcher Körper ist formstabil, ermöglicht jedoch die einfache Hindurchführung von Verbindungsfasern zur Verbindung von zueinander beabstandeten Faserstrukturen.Preferably it is the intermediate element is a foam body. Such a body is dimensionally stable, allows but the simple passage of connecting fibers for connecting spaced-apart fiber structures.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Zwischenelement durch Wärmeeintrag entfernt wird, insbesondere verbrannt wird. Hierdurch kann in einfacher Weise ein Hohlraum zwischen zwei Schalenelementen erzeugt werden.A sees further advantageous embodiment of the invention that the intermediate element removed by heat input is, in particular, burned. This can be done in a simple way a cavity is created between two shell elements.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn im Rahmen der Herstellung der Düsenerweiterung zur Herstellung eines C/C-Werkstoffs aus einem kohlenstoffhaltigen Gas Kohlenstoff auf den Faserstrukturen abgeschieden wird. Dies ermöglicht die Herstellung einer kohlenstoffhaltigen Matrix, welche die Faserstrukturen umgibt. Die Abscheidung des Kohlenstoffs erfolgt insbesondere auf einem Temperaturniveau, welches so hoch ist, dass im Rahmen der Abscheidung des Kohlenstoffs auf den Faserstrukturen auch das Zwischenelement verbrannt werden kann.Further it is advantageous if, in the context of the production of the nozzle extension for producing a C / C material from a carbonaceous material Gas carbon is deposited on the fiber structures. This allows the preparation of a carbonaceous matrix, which surrounds the fiber structures. The deposition of carbon takes place in particular at a temperature level which is so high is that in the context of the deposition of carbon on the fiber structures also the intermediate element can be burned.

Ein weiteres vorteilhaftes Verfahren sieht vor, dass zur Herstellung eines C/C-Werkstoffs die Faserstrukturen mit einem Polymer versetzt werden und das Polymer pyrolysiert wird. Dies ermöglicht die Herstellung einer kohlenstoffhaltigen Matrix, welche die Faserstrukturen umgibt.One Another advantageous method provides that for the production of a C / C material added to the fiber structures with a polymer and the polymer is pyrolyzed. this makes possible the preparation of a carbonaceous matrix containing the fiber structures surrounds.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zumindest eine einem Düsenerweiterungsinnenraum zugewandte Oberfläche eines Schalenelements siliciert wird. Auf diese Weise kann die Temperatur- und Oxidationsbeständigkeit des Düsenmantels im thermisch am höchsten belasteten Abschnitt des Düsenmantels erhöht werden.A sees further advantageous embodiment of the invention in that at least one nozzle extension interior facing surface of a shell element is siliconized. In this way, the temperature and oxidation resistance of the nozzle shell in the thermally highest loaded Be increased portion of the nozzle shell.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der C/C-Werkstoff zur Herstellung eines C/C-SiC-Werkstoffs mit Silicium infiltriert. Dies ermöglicht die Herstellung einer hochfesten Matrix, welche zumindest Anteile von Siliciumcarbid enthält.To a further advantageous embodiment of the invention becomes the C / C material for the production of a C / C-SiC material infiltrated with silicon. This allows the production a high-strength matrix containing at least portions of silicon carbide contains.

Vorzugsweise wird ein bezogen auf einen Kühlfluidraum der Düsenerweiterung außen und/oder innen angeordnetes Schalenelement mit einer gasdichten Beschichtung versehen. Dies ermöglicht eine einfache Abdichtung des Kühlraums nach außen und/oder innen. Bei einer Abdichtung nach außen und nach innen kann eine reine Konvektivkühlung realisiert werden.Preferably is based on a cooling fluid space of the nozzle extension outside and / or inside arranged shell element with a provided gas-tight coating. This allows a simple sealing of the cold room to the outside and / or Inside. With a seal to the outside and inward can a pure convective cooling can be realized.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Kühlung einer Düsenerweiterung für ein Triebwerk, insbesondere für ein Raketentriebwerk, mittels eines Kühlfluids.The The invention further relates to a method for cooling a Nozzle extension for an engine, in particular for a rocket engine, by means of a cooling fluid.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Kühlung einer Düsenerweiterung für ein Triebwerk anzugeben, welches die Verwendung einer leichten, stabilen und thermisch hoch belastbaren Düsenerweiterung ermöglicht.Of the The invention is based on the further object of a method for Cooling a nozzle extension for a Engine, which the use of a light, stable and thermally highly resilient nozzle extension allows.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Kühlung einer Düsenerweiterung für ein Triebwerk erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Kühlfluid ein Turbinenabgas verwendet wird.These Task is in a method for cooling a nozzle extension for an engine according to the invention thereby solved that uses a turbine exhaust gas as the cooling fluid becomes.

Besondere Ausgestaltungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kühlung einer Düsenerweiterung für ein Triebwerk sind zum Teil bereits vorstehend im Zusammenhang mit den besonderen Ausgestaltungen und den Vorteilen der erfindungsgemäßen Düsenerweiterung erläutert worden, welche hiermit in Bezug genommen werden.Special Embodiments and advantages of the invention Method for cooling a nozzle extension for an engine are already partly related in the above with the particular features and advantages of the invention Nozzle extension has been explained, which hereby be referred to.

Besonders bevorzugt ist es, wenn zur Effusions- oder Transpirationskühlung der Düsenerweiterung zumindest ein Teilstrom des Turbinenabgases in Richtung auf einen Düsenerweiterungsinnenraum durch mindestens ein fluiddurchlässiges Schalenelement eines Düsenmantels hindurchgeführt wird. Dies ermöglicht eine besonders effiziente und gleichmäßige Kühlung des Düsenmantels.Especially it is preferred if for effusion or transpiration cooling the nozzle extension at least a partial flow of the turbine exhaust gas towards a nozzle extension interior at least one fluid-permeable shell element of a Nozzle jacket is passed. this makes possible a particularly efficient and even cooling of the nozzle jacket.

Ferner ist es bevorzugt, wenn zur Konvektiv-Kühlung der Düsenerweiterung zumindest ein Teilstrom des Turbinenabgases in Richtung auf einen Düsenerweiterungsausgang an mindestens einem Schalenelement entlang geführt wird. Auch hierdurch wird eine effiziente Kühlung der Düsenerweiterung ermöglicht.Further it is preferred if for convective cooling of the nozzle extension at least a partial flow of the turbine exhaust gas in the direction of a nozzle extension output is guided along at least one shell element along. This also allows efficient cooling of the nozzle extension.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer eingangs erläuterten Düsenerweiterung zur Durchführung eines vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Kühlung einer Düsenerweiterung für ein Triebwerk, insbesondere für ein Raketentriebwerk.The The invention further relates to the use of an initially explained Nozzle extension for carrying out an above described method for cooling a nozzle extension for an engine, especially for a rocket engine.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.Further Features and advantages of the invention are the subject of the following Description and the drawings of preferred embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer Ausführungsform einer Düsenerweiterung; 1 a perspective, partially sectioned view of an embodiment of a Dü senerweiterung;

2 eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Triebwerks mit einer Düsenerweiterung gemäß 1; 2 a sectional side view of an embodiment of an engine with a nozzle extension according to 1 ;

3 eine geschnittene Seitenansicht eines Ausschnitts eines Triebwerks bei Anordnung einer Düsenerweiterung gemäß 1 an dem Ausgang einer Brennkammer unter Verwendung einer Verbindungseinrichtung; 3 a sectional side view of a section of an engine in the arrangement of a nozzle extension according to 1 at the exit of a combustion chamber using connection means;

4a eine vergrößerte Darstellung einer Verbindungseinrichtung gemäß einem in 3 mit IV bezeichneten Ausschnitt; 4a an enlarged view of a connecting device according to a in 3 section marked IV;

4b eine Untersicht eines Verbindungselements der Verbindungseinrichtung gemäß 4a; 4b a bottom view of a connecting element of the connecting device according to 4a ;

5 eine Vorderansicht der Verbindungseinrichtung gemäß einer in 4a mit V-V bezeichneten Schnittlinie; 5 a front view of the connecting device according to an in 4a with VV designated cutting line;

6 eine schematische Darstellung einer Montageeinrichtung zur Montage einer Mehrzahl von Verbindungseinrichtungen gemäß 4a; 6 a schematic representation of a mounting device for mounting a plurality of connecting devices according to 4a ;

7a–d perspektivische Ansichten einer Ausführungsform eines Düsenmantels einer Düsenerweiterung gemäß 1 im Verlauf aufeinander folgender Herstellungsschritte; 7a -D perspective views of an embodiment of a nozzle shell of a nozzle extension according to 1 in the course of successive manufacturing steps;

8a eine schematisierte Ansicht einer Ausführungsform eines Triebwerks mit einer Treibstoffförderanlage und einer Düsenerweiterung gemäß 1; 8a a schematic view of an embodiment of an engine with a fuel delivery system and a nozzle extension according to 1 ;

8b eine schematisierte Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Triebwerks mit einer Treibstoffförderanlage und einer Düsenerweiterung gemäß 1; 8b a schematic view of another embodiment of an engine with a fuel delivery system and a nozzle extension according to 1 ;

9 eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer Düsenerweiterung mit mindestens einem mehrschichtigen Schalenelement; 9 a sectional side view of an embodiment of a nozzle extension with at least one multilayer shell element;

10 eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer dreischaligen Düsenerweiterung; 10 a sectional side view of an embodiment of a three-shell nozzle extension;

11 eine geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer dreischaligen Düsenerweiterung; 11 a sectional side view of another embodiment of a three-shell nozzle extension;

12 eine geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer dreischaligen Düsenerweiterung; 12 a sectional side view of another embodiment of a three-shell nozzle extension;

13 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Schalenelements; 13 a perspective view of an embodiment of a shell member;

14 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Schalenelements mit einer Fluidsperrschicht; 14 a perspective view of another embodiment of a shell member having a fluid barrier layer;

15a eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer Düsenerweiterung mit einer fluiddurchlässigen Stützeinrichtung; 15a a sectional side view of an embodiment of a nozzle extension with a fluid-permeable support means;

15b eine perspektivische Ansicht der Stützeinrichtung gemäß 15; 15b a perspective view of the support device according to 15 ;

15c eine schematisierte Vorderansicht der Stützeinrichtung gemäß 15; 15c a schematic front view of the support device according to 15 ;

16a eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Stützeinrichtung; 16a a plan view of an embodiment of a support means;

16b eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Stützeinrichtung; 16b a plan view of another embodiment of a support means;

17 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Stützeinrichtung; 17 a plan view of another embodiment of a support means;

18 eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Düsenmantels; 18 a sectional side view of an embodiment of a nozzle shell;

1922 geschnittene Seitenansichten weiterer Ausführungsformen eines Düsenmantels. 19 - 22 cut side views of other embodiments of a nozzle shell.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Same or functionally equivalent elements are in all figures denoted by the same reference numerals.

Eine Ausführungsform einer mit 10 bezeichneten Düsenerweiterung ist in den 1 bis 3 dargestellt. Die Düsenerweiterung 10 erstreckt sich entlang einer Achse 12 zwischen einem Düsenerweiterungseingang 14 und einem Düsenerweiterungsausgang 16.An embodiment of a with 10 designated nozzle extension is in the 1 to 3 shown. The nozzle extension 10 extends along an axis 12 between a nozzle extension input 14 and a nozzle extension output 16 ,

Die Düsenerweiterung 10 weist einen Düsenmantel 18 auf, welcher sich in Umfangsrichtung um die Achse 12 erstreckt und mit einer Innenfläche 20 einen Düsenerweiterungsinnenraum 22 begrenzt.The nozzle extension 10 has a nozzle shell 18 on, which is circumferentially about the axis 12 extends and with an inner surface 20 a nozzle extension interior 22 limited.

Von dem Düsenerweiterungseingang 14 in Richtung auf den Düsenerweiterungsausgang 16 liegen quer zu der Achse 12 sich vergrößernde Strömungsquerschnitte 24 an.From the nozzle extension input 14 towards the nozzle extension port 16 lie transverse to the axis 12 increasing flow cross sections 24 at.

Der Düsenmantel 18 der Düsenerweiterung 10 weist zwei Schalenelemente 26, 28 auf, welche aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellt sind.The nozzle jacket 18 the nozzle extension 10 has two shell elements 26 . 28 on, which are made of a ceramic fiber composite material.

Ein erstes Schalenelement 26 ist bezogen auf ein zweites Schalenelement 28 radial innen angeordnet. Das erste Schalenelement 26 begrenzt mit der Innenfläche 20 den Düsenerweiterungsinnenraum 22.A first shell element 26 is based on a second shell element 28 arranged radially inward. The first shell element 26 limited to the inner surface 20 the nozzle extension inside room 22 ,

Das zweite Schalenelement 28 bildet eine Außenschale des Düsenmantels 18.The second shell element 28 forms an outer shell of the nozzle shell 18 ,

Die Schalenelemente 26 und 28 sind in radialer Richtung zueinander beabstandet und begrenzen gemeinsam einen zwischen den Schalenelementen 26 und 28 vorgesehenen Kühlfluidraum 30 zur Durchströmung mit einem Kühlfluid.The shell elements 26 and 28 are spaced apart in the radial direction and together define one between the shell elements 26 and 28 provided cooling fluid space 30 to flow through with a cooling fluid.

Der Kühlfluidraum 30 ist insgesamt ringförmig und erstreckt sich zwischen dem Düsenerweiterungseingang 14 und dem Düsenerweiterungsausgang 16.The cooling fluid space 30 is generally annular and extends between the nozzle extension input 14 and the nozzle extension output 16 ,

Die Schalenelemente 26 und 28 sind derart geformt, dass sich ein bezogen auf die Achse 12 in radialer Richtung gemessener Abstand 32 zwischen den Schalenelementen 26 und 28 ausgehend von dem Düsenerweiterungseingang 14 hin zu dem Düsenerweiterungsausgang 16 verkleinert.The shell elements 26 and 28 are shaped such that they are related to the axis 12 Distance measured in the radial direction 32 between the shell elements 26 and 28 starting from the nozzle extension input 14 to the nozzle extension output 16 reduced.

Die Düsenerweiterung 10 umfasst eine Stützeinrichtung 34 in Form einer Stützrippe 36, welche die Schalenelemente 26 und 28 miteinander fixiert. Die Stützrippe 36 erstreckt sich innerhalb einer Ebene, in welcher die Achse 12 angeordnet ist. Eine in radialer Richtung anliegende Höhe 38 der Stützrippe 36 entspricht dem entlang der Achse 12 anliegenden Abstand 32 zwischen den Schalenelementen 26 und 28.The nozzle extension 10 includes a support device 34 in the form of a support rib 36 which the shell elements 26 and 28 fixed together. The support rib 36 extends within a plane in which the axis 12 is arranged. A height applied in the radial direction 38 the support rib 36 corresponds to that along the axis 12 adjacent distance 32 between the shell elements 26 and 28 ,

Das zweite Schalenelement 28 weist an dem Düsenerweiterungseingang 14 einen ringförmigen Abschnitt 40 auf, welcher zur Verbindung mit einer Brennkammervorrichtung 42 dient (siehe 2).The second shell element 28 indicates the nozzle extension input 14 an annular section 40 which is for connection to a combustion chamber device 42 serves (see 2 ).

Die Brennkammervorrichtung 42 weist eine Brennkammer 44 auf, welche mittels eines Innenmantels 46 begrenzt ist. Die Brennkammervorrichtung 42 umfasst ferner einen Außenmantel 48. Der Außenmantel 48 bildet eine Außenwand 50 der Brennkammervorrichtung 42.The combustion chamber device 42 has a combustion chamber 44 on, which by means of an inner jacket 46 is limited. The combustion chamber device 42 further includes an outer sheath 48 , The outer jacket 48 forms an outer wall 50 the combustion chamber device 42 ,

Die Brennkammer 44 erstreckt sich in zu der Achse 12 der Düsenerweiterung 10 paralleler Richtung zwischen einem Einspritzkopf 52 und einem Brennkammerausgang 54.The combustion chamber 44 extends in to the axis 12 the nozzle extension 10 parallel direction between an injection head 52 and a combustion chamber exit 54 ,

Im Bereich des Brennkammerausgangs 54 beziehungsweise des Düsenerweiterungseingangs 14 sind die Strömungsquerschnitte des Innenmantels 46 und des ersten Schalenelements 26 identisch.In the area of the combustion chamber outlet 54 or the nozzle extension input 14 are the flow cross sections of the inner shell 46 and the first shell element 26 identical.

Die Außenwand 50 sowie das zweite Schalenelement 28 sind hinsichtlich ihrer Abmessungen auf Höhe des Brennkammerausgangs 54 beziehungsweise des Düsenerweiterungseingangs 14 derart aufeinander abgestimmt, dass sie mittels einer weiter unten beschriebenen Verbindungseinrichtung miteinander verbindbar sind.The outer wall 50 and the second shell element 28 are in terms of their dimensions at the level of the combustion chamber exit 54 or the nozzle extension input 14 matched to one another such that they can be connected to one another by means of a connecting device described below.

Die Düsenerweiterung 10 umfasst eine Zuführeinrichtung 56, mittels welcher ein Kühlfluid auf Höhe des Düsenerweiterungseingangs 14 oder hierzu benachbart dem Kühlfluidraum 30 zugeführt werden kann.The nozzle extension 10 includes a feeder 56 , by means of which a cooling fluid at the level of the nozzle extension input 14 or adjacent to the cooling fluid space 30 can be supplied.

Die Düsenerweiterung 10 umfasst ferner eine Abführeinrichtung 58, mittels welcher das Kühlfluid aus dem Kühlfluidraum 30 abführbar ist. Die Abführeinrichtung 58 ist in Form eines Ringspalts 60 gebildet, welcher auf Höhe des Düsenerweiterungsausgangs 16 angeordnet ist.The nozzle extension 10 further comprises a discharge device 58 by which the cooling fluid from the cooling fluid space 30 is deductible. The discharge device 58 is in the form of an annular gap 60 formed, which at the level of the nozzle extension output 16 is arranged.

Die Schalenelemente 26 und 28 sind aus einem porösen, keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellt. Die Porosität dieses Werkstoffs ermöglicht es, dass ein in dem Kühlfluidraum 30 angeordnetes Kühlfluid aus dem Kühlfluidraum 30 nach radial innen in den Düsenerweiterungsinnenraum 22 strömen kann, um an der Innenfläche 20 einen Kühlfilm zu bilden.The shell elements 26 and 28 are made of a porous, ceramic fiber composite material. The porosity of this material allows one in the cooling fluid space 30 arranged cooling fluid from the cooling fluid space 30 radially inward into the nozzle extension interior 22 can flow to the inner surface 20 to form a cooling film.

Um einen Austritt des Kühlfluids aus dem Kühlfluidraum 30 durch das außen angeordnete Schalenelement 28 hindurch zu verhindern, umfasst die Düsenerweiterung 10 eine Dichtungseinrichtung 62 in Form einer Beschichtung 64. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine metallische oder keramische Zusatzschicht, mittels welcher eine fluiddichte, insbesondere gasdichte Barriere gebildet wird.To exit the cooling fluid from the cooling fluid space 30 through the externally arranged shell element 28 to prevent through, includes the nozzle extension 10 a sealing device 62 in the form of a coating 64 , This is, for example, a metallic or ceramic additional layer, by means of which a fluid-tight, in particular gas-tight, barrier is formed.

Der Düsenmantel 18 der Düsenerweiterung 10 wird effusions- oder transpirationsgekühlt, indem mindestens ein erster Teilstrom 66 des Kühlfluids aus dem Kühlfluidraum 30 durch das erste Schalenelement 26 hindurch in den Düsenerweiterungsinnenraum 22 strömt.The nozzle jacket 18 the nozzle extension 10 is effusion or transpiration cooled by at least a first partial flow 66 the cooling fluid from the cooling fluid space 30 through the first shell element 26 through into the nozzle extension interior 22 flows.

Zusätzlich oder alternativ hierzu wird der Düsenmantel 18 der Düsenerweiterung 10 konvektiv gekühlt, indem mindestens ein zweiter Teilstrom 68 des Kühlfluids durch den Kühlfluidraum 30 hindurch geleitet wird, dabei Wärme aufnimmt und an dem Ringspalt 60 in eine Umgebung 65 der Düsenerweiterung 10 austritt.Additionally or alternatively, the nozzle shell 18 the nozzle extension 10 convectively cooled by at least a second partial flow 68 of the cooling fluid through the cooling fluid space 30 is passed through, thereby absorbs heat and at the annular gap 60 in an environment 65 the nozzle extension 10 exit.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Eintrittsrichtung des ersten Teilstroms 66 in Richtung auf den Düsenerweiterungsinnenraum 22 einer bezogen auf die Achse 12 radialen Richtung. Der erste Teilstrom 66 kann jedoch auch in einer in 2 mit 70 angedeuteten Richtung dem Düsenerweiterungsinnenraum 22 zugeführt werden, wobei die Richtung 70 zum Düsenerweiterungsausgang 16 orientiert ist und mit der Innenfläche 20 des ersten Schalenelements 26 einen spitzen Winkel einschließt, welcher beispielsweise zwischen 10° und 30° beträgt. Die Richtung 70 kann beispielsweise vorgegeben werden, indem das erste Schalenelement 26 mit entsprechenden Bohrungen versehen wird, die beispielsweise durch Lasern hergestellt sind.At the in 2 illustrated embodiment corresponds to the direction of entry of the first partial flow 66 towards the nozzle extension interior 22 one related to the axis 12 radial direction. The first partial flow 66 However, it can also be found in a 2 With 70 indicated direction the nozzle extension interior 22 be fed, the direction 70 to the nozzle extension output 16 is oriented and with the inner surface 20 of the first shell element 26 includes an acute angle, which for example between 10 ° and 30 °. The direction 70 can be specified, for example, by the first shell element 26 provided with corresponding holes, which are made for example by lasers.

Die Düsenerweiterung 10 bildet gemeinsam mit der Brennkammervorrichtung 42 ein Triebwerk 74 in Form eines Raketentriebwerks.The nozzle extension 10 forms together with the combustion chamber device 42 an engine 74 in the form of a rocket engine.

Der Außenmantel 48 der Brennkammervorrichtung 42 weist einen ringförmigen, in 3 geschnitten dargestellten Stützabschnitt 76 auf, der den Brennkammerausgang 54 begrenzt. Der Stützabschnitt 76 bildet einen axialen Anschlag für einen ringförmigen Randabschnitt 78 des ersten Schalenelements 26.The outer jacket 48 the combustion chamber device 42 has an annular, in 3 cut illustrated support section 76 on, the combustion chamber exit 54 limited. The support section 76 forms an axial stop for an annular edge portion 78 of the first shell element 26 ,

Zur Verbindung der Düsenerweiterung 10 mit der Brennkammervorrichtung 42 ist eine Verbindungseinrichtung 80 vorgesehen. Vorzugsweise ist mittels der Verbindungseinrichtung 80 eine Vorspannkraft erzeugbar, welche das zweite Schalenelement 28 der Düsenerweiterung 10 und die Außenwand 50 der Brennkammervorrichtung 42 gegeneinander drückt, sodass der Randabschnitt 78 des ersten Schalenelements 26 unter Vorspannung an dem Stützabschnitt 76 des Außenmantels 48 der Brennkammervorrichtung 42 anliegt.To connect the nozzle extension 10 with the combustion chamber device 42 is a connection device 80 intended. Preferably, by means of the connecting device 80 a biasing force generating the second shell element 28 the nozzle extension 10 and the outer wall 50 the combustion chamber device 42 pressed against each other, so that the edge portion 78 of the first shell element 26 under pretension on the support section 76 of the outer jacket 48 the combustion chamber device 42 is applied.

Die Verbindungseinrichtung 80 umfasst mindestens ein Verbindungselement 82, welches insbesondere in Form einer ”Klammer” ausgebildet ist. Das Verbindungselement 82 ist beispielsweise aus einem metallischen Material hergestellt. Das Verbindungselement 82 umfasst einen ersten Verbindungsabschnitt 84, welcher mit dem zweiten Schalenelement 28 zusammenwirkt. Das Verbindungselement 82 umfasst ferner einen zweiten Verbindungsabschnitt 86, welcher mit der Außenwand 50 der Brennkammervorrichtung 42 zusammenwirkt.The connection device 80 comprises at least one connecting element 82 , which is designed in particular in the form of a "clip". The connecting element 82 is made of a metallic material, for example. The connecting element 82 includes a first connection portion 84 , which with the second shell element 28 interacts. The connecting element 82 further comprises a second connecting portion 86 , which with the outer wall 50 the combustion chamber device 42 interacts.

Das Verbindungselement 82 erstreckt sich im Wesentlichen in einer zu der Achse 12 der Düsenerweiterung 10 parallelen Richtung.The connecting element 82 extends substantially in one to the axis 12 the nozzle extension 10 parallel direction.

Der erste Verbindungsabschnitt 84 und das zweite Schalenelement 28 sind insbesondere formschlüssig miteinander verbunden. Ein solcher Formschluss kann beispielsweise hergestellt werden, indem ein Materialabschnitt 88 in eine hierzu komplementäre Ausnehmung 90 eintaucht. Beispielsweise handelt es sich bei dem Materialabschnitt 88 um einen vollzylindrischen Abschnitt, welcher an dem Verbindungselement 82 angeordnet ist und welcher in eine zylindrische Materialausnehmung 90 des Schalenelements 28 eintaucht.The first connection section 84 and the second shell member 28 are in particular positively connected with each other. Such a positive connection can be made, for example, by a material section 88 in a complementary recess 90 dips. For example, it is the material section 88 around a fully cylindrical portion, which on the connecting element 82 is arranged and which in a cylindrical material recess 90 of the shell element 28 dips.

Eine formschlüssige Verbindung zwischen der Außenwand 50 der Brennkammervorrichtung 50 und dem Verbindungselement 82 kann ebenfalls mittels eines Materialabschnitts 92 und mittels einer Ausnehmung 94 hergestellt werden. Beispielsweise ist die Ausnehmung 94 an der Außenwand 50 der Brennkammervorrichtung 42 angeordnet, während der Materialabschnitt 92 an dem Verbindungselement 82 angeordnet ist.A positive connection between the outer wall 50 the combustion chamber device 50 and the connecting element 82 can also by means of a material section 92 and by means of a recess 94 getting produced. For example, the recess 94 on the outside wall 50 the combustion chamber device 42 arranged while the material section 92 on the connecting element 82 is arranged.

Der Materialabschnitt 92 weist eine Keilfläche 96 auf, welche mit einer durch die Ausnehmung 94 gebildeten Keilfläche 98 reibschlüssig zusammenwirkt.The material section 92 has a wedge surface 96 on, which with one through the recess 94 formed wedge surface 98 frictionally cooperates.

Die Verbindungseinrichtung 80 umfasst mindestens ein Spannband 100, 102. Die Spannbänder 100, 102 erstrecken sich ringförmig um den ringförmigen Abschnitt 40 des zweiten Schalenelements 28 beziehungsweise um die Außenwand 50 der Brennkammervorrichtung 42. Die Spannbänder 100, 102 verhindern, dass sich die Verbindungselemente 82 von der Außenwand 50 bzw. von dem zweiten Schalenelement 28 ablösen. Die Verbindungselemente 82 erzeugen jeweils eine nach radial innen wirkende Spannkraft, welche mit tels der Keilflächen 96 und 98 in axiale Spannkräfte 104 umgelenkt werden. Mittels der Spannkräfte 104 werden das zweite Schalenelement 28 der Düsenerweiterung 10 und die Außenwand 50 der Brennkammervorrichtung 42 gegeneinander gedrückt, sodass das erste Schalenelement 26 mit seinem Randabschnitt 78 unter Vorspannung an dem Stützabschnitt 76 der Brennkammervorrichtung 42 anliegt.The connection device 80 includes at least one strap 100 . 102 , The tension bands 100 . 102 extend annularly around the annular portion 40 of the second shell element 28 or around the outer wall 50 the combustion chamber device 42 , The tension bands 100 . 102 prevent the fasteners 82 from the outside wall 50 or from the second shell element 28 peel off. The connecting elements 82 each produce a radially inwardly acting clamping force, which means with the wedge surfaces 96 and 98 in axial clamping forces 104 be redirected. By means of the clamping forces 104 become the second shell element 28 the nozzle extension 10 and the outer wall 50 the combustion chamber device 42 pressed against each other, so that the first shell element 26 with its edge section 78 under pretension on the support section 76 the combustion chamber device 42 is applied.

Zur Abdichtung des zweiten Schalenelements relativ zu der Außenwand 50 ist mindestens eine vorzugsweise folienförmige Dichtung 106 vorgesehen, welche insbesondere in Form einer Grafitdichtung oder Kupferdichtung ausgebildet ist.For sealing the second shell element relative to the outer wall 50 is at least one preferably foil-shaped seal 106 provided, which is formed in particular in the form of a graphite seal or copper seal.

Um die Spannkräfte 104 in Umfangsrichtung bezogen auf die Achse 12 gleichmäßig verteilen zu können umfasst die Verbindungseinrichtung 80 vorzugsweise eine Mehrzahl von Verbindungselementen 82, welche insbesondere in gleichmäßigen Winkelabständen entlang des Umfangs des zweiten Schalenelements 28 verteilt sind. Zur Montage der Verbindungselemente 82 werden jeweils zwei diametral gegenüberliegende Spannelemente 82 mittels einer Spannvorrichtung 108 verspannt (siehe 6). Die Spannvorrichtung 108 umfasst ein Spannelement 110, dessen Abstand zu einem Gegenhalter 112 einstellbar ist, sodass einander gegenüberliegende Spannelemente 82 zur Erzeugung einer Spannkraft 104 in Richtung auf den Düsenerweiterungsinnenraum 22 aufeinander zu bewegt werden können.To the clamping forces 104 in the circumferential direction relative to the axis 12 To be able to distribute evenly comprises the connecting device 80 preferably a plurality of connecting elements 82 which in particular at uniform angular intervals along the circumference of the second shell element 28 are distributed. For mounting the connecting elements 82 each two diametrically opposed clamping elements 82 by means of a tensioning device 108 braced (see 6 ). The tensioning device 108 includes a clamping element 110 whose distance to a counterholder 112 is adjustable, so that opposing clamping elements 82 for generating a clamping force 104 towards the nozzle extension interior 22 can be moved towards each other.

Ein besonders bevorzugtes Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Düsenmantels 18 der Düsenerweiterung 10 sieht vor, dass eine erste Faserstruktur 114 (siehe 7a) auf einen Kern aufgebracht wird, dessen Geometrie der Geometrie des Düsenerweiterungsinnenraums 22 entspricht. Die Faserstruktur 114 kann beispielsweise auf einen solchen Kern aufgeflochten oder abgelegt werden, vorzugsweise automatisiert.A particularly preferred manufacturing method for producing a nozzle shell 18 the nozzle extension 10 provides that a first Fa serstruktur 114 (please refer 7a ) is applied to a core whose geometry is the geometry of the nozzle extension interior 22 equivalent. The fiber structure 114 For example, it can be woven or stored on such a core, preferably automated.

Anschließend kann ein Zwischenelement 116 bezogen auf die Faserstruktur 114 radial außen angeordnet werden. Bei dem Zwischenelement handelt es sich vorzugsweise um einen Schaumstoffkörper. Die Geometrie des Zwischen elements entspricht der Geometrie des Kühlfluidraums 30 der Düsenerweiterung 10.Subsequently, an intermediate element 116 based on the fiber structure 114 be arranged radially outside. The intermediate element is preferably a foam body. The geometry of the intermediate element corresponds to the geometry of the cooling fluid space 30 the nozzle extension 10 ,

Anschließend wird eine zweite Faserstruktur 118 bezogen auf das Zwischenelement 116 radial außen angeordnet. Auf diese Weise sind die Faserstrukturen 114 und 118 zueinander beabstandet, wobei zwischen diesen Faserstrukturen das Zwischenelement 116 angeordnet ist.Subsequently, a second fiber structure 118 based on the intermediate element 116 arranged radially on the outside. In this way are the fiber structures 114 and 118 spaced apart, wherein between these fiber structures, the intermediate element 116 is arranged.

Die Faserstrukturen 114 und 118 werden anschließend mit Hilfe von Verbindungsfasern 120 miteinander verbunden, insbesondere miteinander vernäht. Die Verbindungsfasern 120 sind insbesondere Kohlefasern. Die Verbindungsfasern 120 erstrecken sich bezogen auf die Achse 12 der Düsenerweiterung 10 in radialer Richtung. Die Verbindungsfasern 120 sind mit jeweils einem Ende mit der ersten Faserstruktur 114 und mit dem jeweils anderen Ende mit der zweiten Faserstruktur 118 vernäht. Die Verbindungsfasern 120 verlaufen durch das Zwischenelement 116 hindurch.The fiber structures 114 and 118 subsequently with the help of connecting fibers 120 connected together, in particular sewn together. The connecting fibers 120 are especially carbon fibers. The connecting fibers 120 extend with respect to the axis 12 the nozzle extension 10 in the radial direction. The connecting fibers 120 are each one end with the first fiber structure 114 and with the other end with the second fiber structure 118 sutured. The connecting fibers 120 run through the intermediate element 116 therethrough.

In einem Folgeschritt wird ein Matrixmaterial hergestellt, welches die Faserstrukturen 114 und 118 umgibt. Zur Herstellung des Matrixmaterials kann ein Kohlenstoff aus einem kohlenstoffhaltigen Gas auf die Faserstrukturen 114 und 118 abgeschieden werden. Diese Abscheidung erfolgt in einer Umgebung, welche eine Temperatur aufweist, die so hoch ist, dass das Zwischenelement 116 verbrannt wird. Durch die Abscheidung des Kohlenstoffs entsteht ein Integralbauteil aus C/C-Werkstoff, welcher die Faserstrukturen 114 und 118 sowie ein Matrixmaterial aus Kohlenstoff umfasst. Der C/C-Werkstoff kann auch hergestellt werden, indem die Faserstrukturen 114 und 118 mit einem Polymer versetzt werden (beispielsweise im Rahmen eines Resin-Transfer-Moulding-Verfahrens) und das Polymer pyrolysiert wird, um ein kohlenstoffhaltiges Matrixmaterial zu erzeugen.In a subsequent step, a matrix material is produced which contains the fiber structures 114 and 118 surrounds. To produce the matrix material, a carbon from a carbon-containing gas can be applied to the fiber structures 114 and 118 be deposited. This deposition takes place in an environment which has a temperature which is so high that the intermediate element 116 is burned. The deposition of the carbon produces an integral component of C / C material, which forms the fiber structures 114 and 118 and a matrix material of carbon. The C / C material can also be made by adding the fiber structures 114 and 118 with a polymer (for example as part of a resin transfer molding process) and the polymer is pyrolyzed to produce a carbonaceous matrix material.

Zur Erhöhung der Temperaturfestigkeit insbesondere des ersten Schalenelements 26 wird in einem folgenden Herstellungsschritt zumindest die Innenfläche 20 des ersten Schalenelements 26, welche die erste Faserstruktur 114 enthält, siliciert. Hierbei wird dem C/C-Werkstoff Silicium zugeführt (beispielsweise mittels Flüssigphaseninfiltration in den porösen C/C-Werkstoff), welches zumindest mit einem Anteil des Matrixkohlenstoffs zu Siliciumcarbid reagiert. Auf diese Weise kann eine oxidationsbeständige und hoch temperaturbeständige Innenfläche 20 geschaffen werden. Es kann auch eine vollständige Silicierung mindestens eines Schalenelements 26, 28 vorgesehen sein.To increase the temperature resistance, in particular of the first shell element 26 In a subsequent manufacturing step, at least the inner surface 20 of the first shell element 26 which the first fiber structure 114 contains, silicates. In this case, silicon is supplied to the C / C material (for example by means of liquid phase infiltration into the porous C / C material) which reacts with at least a proportion of the matrix carbon to form silicon carbide. In this way, an oxidation-resistant and highly temperature-resistant inner surface 20 be created. It may also be a complete silicification of at least one shell element 26 . 28 be provided.

In einem weiteren Herstellungsschritt kann das zweite Schalenelement 28 mit einer gasdichten Beschichtung 64 versehen werden. Die Beschichtung 64 kann auf der dem Kühlfluidraum 30 abgewandten Seite und/oder auf der dem Kühlfluidraum 30 zugewandten Seite des zweiten Schalenelements 28 aufgetragen werden.In a further production step, the second shell element 28 with a gas-tight coating 64 be provided. The coating 64 can on the the cooling fluid space 30 opposite side and / or on the cooling fluid space 30 facing side of the second shell element 28 be applied.

Im Anschluss an die vorstehend unter Bezugnahme auf die 7a bis 7d beschriebene Herstellung des Düsenmantels 18 kann der ringförmige Abschnitt 40 (1) mit dem Düsenmantel 18 verbunden werden. Der ringförmige Abschnitt 40 kann aus einem metallischen oder keramischen Material hergestellt sein und form- und/oder stoffschlüssig mit dem Düsenmantel 18 verbunden werden.Following the above with reference to the 7a to 7d described production of the nozzle shell 18 can the annular section 40 ( 1 ) with the nozzle jacket 18 get connected. The annular section 40 can be made of a metallic or ceramic material and positive and / or material fit with the nozzle shell 18 get connected.

In 8a ist eine Ausführungsform eines Triebwerks 74 dargestellt, welches eine Düsenerweiterung 10, eine Brennkammervorrichtung 42 sowie eine Treibstoffförderanlage 122 umfasst.In 8a is an embodiment of an engine 74 shown, which is a nozzle extension 10 , a combustion chamber device 42 and a fuel delivery system 122 includes.

Die Treibstoffförderanlage 122 weist einen ersten Behälter 124 zur Speicherung eines Brennstoffs 126 auf. Beispielsweise handelt es sich bei dem Brennstoff um flüssigen Wasserstoff.The fuel delivery system 122 has a first container 124 for storing a fuel 126 on. For example, the fuel is liquid hydrogen.

Die Treibstoffförderanlage 122 umfasst einen zweiten Behälter 128 zur Speicherung eines Oxidators 130. Hierbei handelt es sich insbesondere um flüssigen Sauerstoff.The fuel delivery system 122 includes a second container 128 for storing an oxidizer 130 , These are in particular liquid oxygen.

Die Treibstoffförderanlage 122 umfasst ferner eine erste Pumpe 132, welche mittels einer ersten Turbine 134 angetrieben ist. Ferner umfasst die Treibstoffförderanlage 122 eine zweite Pumpe 136, welche mittels einer zweiten Turbine 138 angetrieben ist.The fuel delivery system 122 further includes a first pump 132 , which by means of a first turbine 134 is driven. Furthermore, the fuel delivery system includes 122 a second pump 136 , which by means of a second turbine 138 is driven.

Die Treibstoffförderanlage umfasst außerdem einen Gasgenerator 140.The fuel delivery system also includes a gas generator 140 ,

Zur Förderung des Brennstoffs 126 und des Oxidators 130 zum Einspritzkopf 52 der Brennkammervorrichtung 42 werden hohe Antriebsleistungen für die Pumpen 132 und 136 benötigt. Zur Erzeugung dieser Antriebsleistung wird eine Teilmenge des Brennstoffs 126 und des Oxidators 130 dem Gasgenerator 140 zugeführt, um ein Gas zum Antrieb der Turbinen 134 und 138 zu erzeugen. Auf diese Weise können die Pumpen 132 und 136 angetrieben werden, um dem Einspritzkopf 52 Brennstoff 126 und Oxidator 130 zuzuführen. Außerdem kann eine Teilmenge des Brennstoffs 126 für eine Kühlung der Brennkammervorrichtung 42 verwendet werden.To promote the fuel 126 and the oxidizer 130 to the injection head 52 the combustion chamber device 42 become high drive power for the pumps 132 and 136 needed. To generate this drive power is a subset of the fuel 126 and the oxidizer 130 the gas generator 140 fed to a gas to drive the turbines 134 and 138 to create. In this way, the pumps can 132 and 136 driven who the, to the injection head 52 fuel 126 and oxidizer 130 supply. In addition, a subset of the fuel 126 for cooling the combustion chamber device 42 be used.

Das in 8a dargestellte Triebwerk 74 kann in einem Nebenstromzyklus betrieben werden. Hierbei wird ein den Turbinen 134 und 138 entströmendes Turbinenabgas nicht dem Einspritzkopf 52 zugeführt, sondern dem Kühlfluidraum 30 der Düsenerweiterung 10. Dieses Kühlfluid hat eine Temperatur von beispielsweise 650 Kelvin bei einem Turbinenaustrittsdruck von beispielsweise ca. 4 bar. Das Turbinenabgas wird mittels der Zuführeinrichtung 56 dem Kühlfluidraum 30 zugeführt, durchströmt diesen und tritt an dem Ringspalt 60 auf Höhe des Düsenerweiterungsausgangs 16 in die Umgebung 65 aus und/oder gelangt durch das erste Schalenelement 26 hindurch in den Düsenerweiterungsinnenraum 22.This in 8a shown engine 74 can be operated in a bypass cycle. Here is a the turbines 134 and 138 outgoing turbine exhaust not the injection head 52 supplied but the cooling fluid space 30 the nozzle extension 10 , This cooling fluid has a temperature of for example 650 Kelvin at a turbine outlet pressure of for example about 4 bar. The turbine exhaust is by means of the feeder 56 the cooling fluid space 30 supplied, flows through this and occurs at the annular gap 60 at the height of the nozzle extension output 16 in the nearby areas 65 from and / or passes through the first shell element 26 through into the nozzle extension interior 22 ,

Das in 8a dargestellte Triebwerk 74 kann auch in einem Hauptstromzyklus betrieben werden. Diese Betriebsart wird im Folgenden unter Bezugnahme auf eine in der 8b dargestellte Ausführungsform eines Triebwerks 74 mit einer Treibstoffförderanlage 122 erläutert, dessen Gasgenerator 140 in Form einer Vorbrennkammer ausgebildet ist. Bei Betrieb eines Triebwerks 74 im Hauptstromzyklus wird der Brennstoff 126 und der Oxidator 130 ausschließlich über den Einspritzkopf 52 der Brennkammer 44 zugeführt. Hierbei wird zumindest ein Teilstrom des Turbinenabgases der Turbinen 134 und 138 dem Einspritzkopf 52 zugeführt. Zur Kühlung der Düsenerweiterung 10 wird ein Teil des Turbinenabgases der Turbinen 134 und 138 abgezweigt und mittels der Zuführeinrichtung 56 dem Kühlfluidraum 30 der Düsenerweiterung 10 zugeführt.This in 8a shown engine 74 can also be operated in a main flow cycle. This mode will be described below with reference to a in the 8b illustrated embodiment of an engine 74 with a fuel delivery system 122 explains its gas generator 140 is formed in the form of a pre-combustion chamber. When operating an engine 74 in the main flow cycle becomes the fuel 126 and the oxidizer 130 exclusively via the injection head 52 the combustion chamber 44 fed. In this case, at least a partial flow of the turbine exhaust gas of the turbines 134 and 138 the injection head 52 fed. For cooling the nozzle extension 10 becomes part of the turbine exhaust gas of the turbines 134 and 138 branched off and by means of the feeder 56 the cooling fluid space 30 the nozzle extension 10 fed.

Alternativ oder ergänzend zu der vorstehend beschriebenen Möglichkeit, die Düsenerweiterung 10 eines Triebwerks 74 mittels eines Turbinenabgases zu kühlen, kann die Düsenerweiterung 10 auch gekühlt werden, indem der Brennstoff 126 mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Verbindungsleitung zwischen der Pumpe 132 und der Zuführeinrichtung 56 dem Kühlfluidraum 30 zugeführt wird.Alternatively or in addition to the possibility described above, the nozzle extension 10 an engine 74 to cool by means of a turbine exhaust gas, the nozzle extension 10 also be cooled by the fuel 126 by means of a connecting line between the pump, not shown in the drawing 132 and the feeder 56 the cooling fluid space 30 is supplied.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 alternative Ausführungsformen des Düsenmantels 18 einer Düsenerweiterung 10 beschrieben.The following are with reference to the 9 to 12 alternative embodiments of the nozzle shell 18 a nozzle extension 10 described.

Der Düsenmantel 18 kann beispielsweise mindestens ein Schalenelement 26, 28 umfassen, welches mehrschichtig ist und somit ein Sandwich-Bauteil bildet. Beispielsweise kann das erste Schalenelement 26 als Sandwich-Bauteil ausgeführt sein (siehe 9, obere Hälfte). Hierdurch wird eine besonders gute Kühlwirkung erreicht.The nozzle jacket 18 For example, at least one shell element 26 . 28 include, which is multi-layered and thus forms a sandwich component. For example, the first shell element 26 be designed as a sandwich component (see 9 , upper half). As a result, a particularly good cooling effect is achieved.

Alternativ hierzu kann auch lediglich das zweite Schalenelement als Sandwich-Bauteil ausgeführt sein oder es können das erste Schalenelement 26 und das zweite Schalenelement 28 als Sandwich-Bauteil ausgeführt sein (siehe 9, untere Hälfte). Die Verwendung eines Sandwich-Bauteils hat den Vorteil, dass ein besonders stabiles, mehrschichtiges Schalenelement 26, 28 geschaffen werden kann.Alternatively, only the second shell element may be designed as a sandwich component or it may be the first shell element 26 and the second shell member 28 be designed as a sandwich component (see 9 , bottom half). The use of a sandwich component has the advantage that a particularly stable, multi-layered shell element 26 . 28 can be created.

Die in den 10 bis 12 dargestellten Ausführungsformen einer Düsenerweiterung 10 umfassend einen Düsenmantel 18, welcher zusätzlich zu dem ersten Schalenelement 26 und dem zweiten Schalenelement 28 mindestens ein drittes Schalenelement 142 umfassen. Unter einem dritten Schalenelement 142 wird ein Schalenelement verstanden, welches sich zumindest abschnittsweise zwischen dem Düsenerweiterungseingang 14 und dem Düsenerweiterungsausgang 16 erstreckt und bezogen auf eine Achse 12 in radialer Richtung zwischen dem ersten Schalenelement 26 und dem zweiten Schalenelement 28 angeordnet ist.The in the 10 to 12 illustrated embodiments of a nozzle extension 10 comprising a nozzle shell 18 which in addition to the first shell element 26 and the second shell member 28 at least a third shell element 142 include. Under a third shell element 142 is understood a shell element, which is at least partially between the nozzle extension input 14 and the nozzle extension output 16 extends and referred to an axis 12 in the radial direction between the first shell element 26 and the second shell member 28 is arranged.

Beispielsweise erstreckt sich das dritte Schalenelement 142 in voller Länge zwischen dem Düsenerweiterungseingang 14 und dem Düsenerweiterungsausgang 16 (10). Das dritte Schalenelement 142 ist vorzugsweise zu mindestens einem Schalenelement 26, 28 beabstandet, insbesondere zu beiden Schalenelementen 26, 28. Bei einer beabstandeten Anordnung des dritten Schalenelements 142 zu dem ersten Schalenelement 26 entsteht ein Freiraum, welcher als Kühlfluidraum 30 zur Durchströmung mit einem Kühlfluid genutzt werden kann. Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch ein zwischen dem zweiten Schalenelement 28 und dem dritten Schalenelement 142 ausgebildeter Zwischenraum 144 zur Durchströmung mit einem Kühlfluid genutzt werden.For example, the third shell element extends 142 in full length between the nozzle extension input 14 and the nozzle extension output 16 ( 10 ). The third shell element 142 is preferably to at least one shell element 26 . 28 spaced, in particular to both shell elements 26 . 28 , In a spaced arrangement of the third shell element 142 to the first shell element 26 creates a free space, which as a cooling fluid space 30 can be used to flow through with a cooling fluid. Alternatively or in addition to this, a between the second shell element 28 and the third shell element 142 trained space 144 be used for flow with a cooling fluid.

Bei einer in 11 dargestellten Ausführungsform einer Düsenerweiterung 10 ist ein drittes Schalenelement 142 vorgesehen, welches sich nur abschnittsweise zwischen einem Düsenerweiterungseingang 14 und einem Düsenerweiterungsausgang 16 erstreckt. Auf diese Weise kann ein zu dem Düsenerweiterungseingang 14 benachbarter Abschnitt des Düsenmantels 18 versteift werden. Das dritte Schalenelement 142 kann mit seinem dem Düsenerweiterungsausgang 16 zugewandten Ende mit dem zweiten Schalenelement 28 verbunden werden (11, obere Hälfte) oder mit dem ersten Schalenelement 26 (11, untere Hälfte).At an in 11 illustrated embodiment of a nozzle extension 10 is a third shell element 142 provided, which only partially between a nozzle extension input 14 and a nozzle extension output 16 extends. In this way, one to the nozzle extension input 14 adjacent section of the nozzle shell 18 be stiffened. The third shell element 142 Can with its the nozzle extension output 16 facing end with the second shell element 28 get connected ( 11 , upper half) or with the first shell element 26 ( 11 , bottom half).

Zur Erzeugung eines besonders steifen Düsenmantels 18 ist es möglich, mindestens drei Schalenelemente 26, 28, 142 zu verwenden, diese zueinander beabstandet anzuordnen und die Zwischenräume mit einem Füllmaterial 146 zu füllen (12, obere Hälfte).For producing a particularly stiff nozzle shell 18 It is possible to have at least three shell elements 26 . 28 . 142 to use, spaced them to arrange and the spaces with a filler 146 to fill ( 12 . upper half).

Bei Nutzung des Kühlfluidraums 30 und/oder des Zwischenraums 144 zur Durchströmung mit einem Kühlfluid ist es vorteilhaft, die Schalenelemente 26, 28 und/oder 142 an ihrem dem Düsenerweiterungseingang 14 zugewandten Ende gegenüber dem ringförmigen Abschnitt 40 mit Hilfe von ringförmigen Dichtungen 148 relativ zu dem ringförmigen Abschnitt 40 abzudichten. Ferner ist es zur Abdichtung des Kühlfluidraums 30 vorteilhaft, dass dritte Schalenelement 142 zumindest partiell mit einer gasdichten Beschichtung 64 zu versehen.When using the cooling fluid space 30 and / or the gap 144 to flow through with a cooling fluid, it is advantageous, the shell elements 26 . 28 and or 142 at her the nozzle extension input 14 facing end opposite the annular portion 40 with the help of annular seals 148 relative to the annular portion 40 seal. Furthermore, it is for sealing the cooling fluid space 30 advantageous that third shell element 142 at least partially with a gas-tight coating 64 to provide.

Eine in 13 dargestellte Ausführungsform eines ersten Schalenelements 26 weist eine Vielzahl von Aussparungen 150a, 150b, 150c auf. Die Aussparungen 150a bis 150c sind über das erste Schalenelement 26 verteilt angeordnet.An in 13 illustrated embodiment of a first shell element 26 has a variety of recesses 150a . 150b . 150c on. The recesses 150a to 150c are above the first shell element 26 arranged distributed.

Die Aussparungen 150a bis 150c ermöglichen einen Durchtritt von Kühlfluid durch das Schalenelement 26 hindurch in den Düsenerweiterungsinnenraum 22.The recesses 150a to 150c allow passage of cooling fluid through the shell member 26 through into the nozzle extension interior 22 ,

Die Aussparungen 150a bis 150c sind derart verteilt und hinsichtlich ihrer Größe derart aufeinander abgestimmt, dass ein in Richtung auf den Düsenerweiterungsinnenraum 22 weisender Kühlfluidstrom in einem zu dem Düsenerweiterungseingang 14 benachbarten Bereich höher ist als in einem zu dem Düsenerweiterungsausgang 16 benachbarten Bereich. Hierdurch kann das Schalenelement 26 im Bereich des Düsenerweiterungseingangs 14 oder hierzu benachbart stärker gekühlt werden als im Bereich des Düsenerweiterungsausgangs 16 oder hierzu benachbart.The recesses 150a to 150c are distributed in such a way and in terms of their size coordinated so that one in the direction of the nozzle extension interior 22 pointing cooling fluid flow in one to the nozzle extension input 14 adjacent area is higher than in one to the nozzle extension output 16 adjacent area. This allows the shell element 26 in the area of the nozzle extension input 14 or to be cooled more closely adjacent thereto than in the region of the nozzle extension output 16 or adjacent thereto.

Für eine lokal unterschiedliche Kühlung eines Schalenelements kann auch eine in 14 dargestellte Fluidsperrschicht 152 verwendet werden. Eine solche Sperrschicht verhindert zumindest abschnittsweise den Durchtritt eines Kühlfluids durch ein Schalenelement, beispielsweise durch ein erstes Schalenelement 26, hindurch.For a locally different cooling of a shell element may also be in 14 illustrated fluid barrier layer 152 be used. Such a barrier layer prevents, at least in sections, the passage of a cooling fluid through a shell element, for example through a first shell element 26 , through.

Die Fluidsperrschicht 152 weist eine Mehrzahl von Fluiddurchtrittsöffnungen 154a, 154b, 154c auf. Diese Fluiddurchtrittsöffnungen sind über das erste Schalenelement 26 verteilt angeordnet und ermöglichen einen Durchtritt eines Kühlfluids in Richtung auf das Schalenelement 26, welches vorzugsweise porös ist, sodass das Kühlfluid durch das Schalenelement 26 hindurch dem Düsenerweiterungsinnenraum 22 zuführbar ist.The fluid barrier layer 152 has a plurality of fluid passage openings 154a . 154b . 154c on. These fluid passage openings are over the first shell element 26 arranged distributed and allow passage of a cooling fluid in the direction of the shell element 26 , which is preferably porous, so that the cooling fluid through the shell element 26 through the nozzle extension interior 22 can be fed.

Die Fluidsperrschicht 152 kann beispielsweise als Beschichtung (”coating”) auf eine Außenseite oder eine Innenseite eines Schalenelements aufgetragen werden. Hierfür kann beispielsweise ein Kaltgas-Sputterverfahren verwendet werden.The fluid barrier layer 152 For example, it can be applied as a coating to an outside or inside of a shell element. For this example, a cold gas sputtering can be used.

Eine weitere Möglichkeit, einen Fluiddurchtritt entlang der Ausdehnung eines Schalenelements zu steuern, besteht darin, das Schalenelement aus einem Werkstoff herzustellen, dessen Porosität sich von einem Düsenerweiterungseingang 14 hin zu einem Düsenerweiterungsausgang 16 verändert, vorzugsweise verringert.Another way to control a fluid passage along the extension of a shell member is to make the shell member from a material whose porosity is from a nozzle extension entrance 14 towards a nozzle extension output 16 changed, preferably reduced.

Eine in 15a dargestellte Ausführungsform einer Düsenerweiterung 10 weist ein erstes Schalenelement 26, ein zweites Schalenelement 28 sowie einen durch die Schalenelemente 26 und 28 begrenzten Kühlraum 30 auf.An in 15a illustrated embodiment of a nozzle extension 10 has a first shell element 26 , a second shell element 28 and one through the shell elements 26 and 28 limited refrigerator 30 on.

Die Düsenerweiterung 10 gemäß 15a umfasst ferner eine Stützeinrichtung 34, welche die Schalenelemente 26 und 28 zueinander beabstandet und relativ zueinander fixiert.The nozzle extension 10 according to 15a further comprises a support means 34 which the shell elements 26 and 28 spaced apart and fixed relative to each other.

Die Stützeinrichtung 34 erstreckt sich beispielsweise spiralförmig oder in Umfangsrichtung relativ zu der Achse 12 der Düsenerweiterung 10. Vorzugsweise sind in zu der Achse 12 paralleler Richtung gesehen mehrere, einander folgend angeordnete Stützeinrichtungen 34 vorgesehen.The support device 34 For example, it extends spirally or circumferentially relative to the axis 12 the nozzle extension 10 , Preferably, in to the axis 12 seen parallel direction seen several successively arranged support means 34 intended.

Die Stützeinrichtung 34 ist innerhalb des Kühlfluidraums 30 angeordnet, und zwar derart, dass es mit einem Kühlfluid durchströmbar ist.The support device 34 is inside the cooling fluid space 30 arranged, in such a way that it can be flowed through by a cooling fluid.

Die Stützeinrichtung 34 weist einen eingangsseitigen Stützelementabschnitt 156 sowie einen ausgangsseitigen Stützelementabschnitt 158 auf. Die Stützelementabschnitte 156 und 158 sind mittels eines Verbindungsabschnitts 160 miteinander verbunden.The support device 34 has an input side support element section 156 and an output side support member portion 158 on. The support element sections 156 and 158 are by means of a connection section 160 connected with each other.

Die Stützelementabschnitte 156 und 158 sind fluiddurchlässig, beispielsweise durch eine entsprechende Perforation oder durch eine poröse Ausbildung eines Stützelementabschnitts.The support element sections 156 and 158 are fluid-permeable, for example by a corresponding perforation or by a porous formation of a support element section.

Die Stützelementabschnitte 156 und 158 sind hinsichtlich ihrer Fluiddurchlässigkeit derart aufeinander abgestimmt, dass eine Kühlfluidströmung 162 nach Durchtritt durch den eingangsseitigen Stützelementabschnitt 156 abgeschwächt wird, sodass ein Kühlfluidstrom 164 stromaufwärts des ausgangsseitigen Stützelementabschnitts 158 kleiner ist als der Kühlfluidstrom 162. Auf diese Weise kann die Kühlung der Düsenerweiterung 10 ausgehend von einem Düsenerweiterungseingang 14 hin zu einem Düsenerweiterungsausgang 16 variiert werden.The support element sections 156 and 158 are matched with respect to their fluid permeability to one another such that a cooling fluid flow 162 after passing through the input side support element section 156 is attenuated, so that a cooling fluid flow 164 upstream of the output side support member portion 158 smaller than the cooling fluid flow 162 , In this way, the cooling of the nozzle extension 10 starting from a nozzle extension input 14 towards a nozzle extension output 16 be varied.

Eine in der 16a dargestellte Ausführungsform einer Stützeinrichtung 34 ist in Form einer Stützrippe 36 ausgebildet, welche zur Verwendung bei einer Düsenerweiterung 10 vorgesehen ist. Die Stützrippe 36 weist zwei seitliche Stützelementabschnitte 166 und 168 auf. Diese grenzen jeweils an einen Kühlfluidraum 30a, 30b.One in the 16a illustrated embodiment of a support device 34 is in the form of a support rib 36 formed, which for use in a nozzle extension 10 is provided. The supporting rib 36 has two lateral support element sections 166 and 168 on. These each adjoin a cooling fluid space 30a . 30b ,

Die Stützelementabschnitte 166 und 168 weisen von einem Düsenerweiterungseingang 14 ausgehend hin zu einem Düsenerweiterungsausgang 16 einen zueinander variablen Abstand auf. Vorzugsweise vergrößert sich der Abstand zwischen den Stützelementabschnitten 166 und 168, sodass ein durch die Kühlfluidräume 30a, 30b durchgeleitetes Kühlfluid beschleunigt wird und somit der Kühlfluiddruck vom Düsenerweiterungseingang 14 hin zum Düsenerweiterungsausgang 16 abnimmt. Dies führt bei Anordnung der Stützeinrichtung 34 an einem porösen Schalenelement 26 dazu, dass ein in einen Düsenerweiterungsinnenraum 22 geleiteter Kühlfluidstrom vom Düsenerweiterungseingang 14 hin zum Düsenerweiterungsausgang 16 abnimmt.The support element sections 166 and 168 indicate a nozzle extension input 14 going to a nozzle extension output 16 a mutually variable distance. Preferably, the distance between the support element sections increases 166 and 168 so that one through the cooling fluid spaces 30a . 30b passed cooling fluid is accelerated and thus the cooling fluid pressure from the nozzle extension input 14 towards the nozzle extension output 16 decreases. This leads to the arrangement of the support device 34 on a porous shell element 26 to have one in a nozzle extension interior 22 directed cooling fluid flow from the nozzle extension inlet 14 towards the nozzle extension output 16 decreases.

Die Stützelementabschnitte 166 und 168 können bezogen auf eine Achse 12 symmetrischen Verlauf aufweisen oder hierzu asymmetrisch sein (16b).The support element sections 166 and 168 can relate to an axis 12 symmetrical course or be asymmetric ( 16b ).

Eine in 17 dargestellte Ausführungsform einer Stützeinrichtung 34 weist zwei Stützrippen 36 auf, welche sich zwischen einem Düsenerweiterungseingang 14 und einem Düsenerweiterungsausgang 16 erstrecken. Ein Abstand 170 zwischen den Stützrippen 36 vergrößert sich entlang der Achse 12 gesehen vom Düsenerweiterungseingang 14 hin zum Düsenerweiterungsausgang 16. Hierdurch werden die Querschnitte von an die Stützrippen 36 angrenzenden Kühlfluidräumen 30a, 30b verkleinert.An in 17 illustrated embodiment of a support device 34 has two support ribs 36 which is located between a nozzle extension input 14 and a nozzle extension output 16 extend. A distance 170 between the support ribs 36 increases along the axis 12 seen from the nozzle extension input 14 towards the nozzle extension output 16 , As a result, the cross sections of the support ribs 36 adjacent cooling fluid spaces 30a . 30b reduced.

Eine in 18 dargestellte Ausführungsform eines Düsenmantels 18 umfasst ein fluiddurchlässiges erstes Schalenelement 26 sowie ein hierzu radial außen angeordnetes zweites Schalenelement 28.An in 18 illustrated embodiment of a nozzle shell 18 comprises a fluid-permeable first shell element 26 and a second shell element arranged radially outwards for this purpose 28 ,

Das zweite Schalenelement 28 ist mehrteilig und umfasst eine Mehrzahl von jeweils ringförmigen Schalenelementabschnitten 172a, 172b. Die Schalenelementabschnitte 172a, 172b sind in einer Richtung von einem Düsenerweiterungseingang 14 hin zu einem Düsenerweiterungsausgang 16 gesehen einander folgend angeordnet.The second shell element 28 is multi-part and comprises a plurality of respective annular shell element sections 172a . 172b , The shell element sections 172a . 172b are in one direction from a nozzle extension input 14 towards a nozzle extension output 16 seen consecutively arranged.

Die Schalenelementabschnitte 172a, 172b weisen fluiddurchlässige Wandabschnitte 174a, 174b auf, welche sich quer zu einem Kühlfluidstrom 162, 164 erstrecken. Die Wandabschnitte 174a, 174b sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass ein Kühlfluidstrom 162, 164 in Strömungsrichtung eines Kühlfluids abgeschwächt wird, um ein erstes Schalenelement 26 in einem zu einem Düsenerweiterungseingang 14 benachbarten Bereich stärker kühlen zu können als in einem zu einem Düsenerweiterungsausgang 16 benachbarten Bereich.The shell element sections 172a . 172b have fluid-permeable wall sections 174a . 174b which is transverse to a cooling fluid flow 162 . 164 extend. The wall sections 174a . 174b are preferably matched to one another such that a cooling fluid flow 162 . 164 is attenuated in the flow direction of a cooling fluid to a first shell element 26 in one to a nozzle extension input 14 To be able to cool more strongly adjacent area than in a nozzle extension to a nozzle extension 16 adjacent area.

Die in 18 dargestellte Ausführungsform eines Düsenmantels 18 kann auch als ”Schindel-Bauweise” bezeichnet werden.In the 18 illustrated embodiment of a nozzle shell 18 can also be referred to as a "shingle construction".

Die in den 19 und 20 dargestellten Ausführungsformen eines Düsenmantels 18 weisen jeweils ein einteiliges Schalenelement 26 und ein einteiliges Schalenelement 28 auf. Die Schalenelemente 26 und 28 sind zueinander beabstandet, sodass ein Kühlfluidraum 30 entsteht. In dem Kühlfluidraum 30 sind sich quer zu einem Kühlfluidstrom 162, 164 erstreckende Wandabschnitte 174a, 174b angeordnet, welche fluiddurchlässig sind.The in the 19 and 20 illustrated embodiments of a nozzle shell 18 each have a one-piece shell element 26 and a one-piece shell member 28 on. The shell elements 26 and 28 are spaced apart so that a cooling fluid space 30 arises. In the cooling fluid space 30 are transverse to a cooling fluid flow 162 . 164 extending wall sections 174a . 174b arranged, which are fluid-permeable.

Bei der in 19 dargestellten Ausführungsform eines Düsenmantels 18 gehen die fluiddurchlässigen Wandabschnitte 174a, 174b in umfangsseitige Wandabschnitte 176a, 176b über, welche an dem zweiten Schalenelement 28 anliegen.At the in 19 illustrated embodiment of a nozzle shell 18 go the fluid-permeable wall sections 174a . 174b in peripheral wall sections 176a . 176b over which on the second shell element 28 issue.

Die in der 20 dargestellte Ausführungsform eines Düsenmantels 18 weist ergänzend hierzu umfangsseitige Wandabschnitte 178a, 178b auf, welche an dem ersten Schalenelement 26 anliegen und für einen Durchtritt eines Kühlfluidstroms hin zu einem Düsenerweiterungsinnenraum 22 fluiddurchlässig sind.The in the 20 illustrated embodiment of a nozzle shell 18 additionally has peripheral wall sections 178a . 178b on which on the first shell element 26 abutment and for a passage of a cooling fluid flow toward a nozzle extension interior 22 are fluid-permeable.

Bei einer in 21 dargestellten Ausführungsform eines Düsenmantels 18 ist das zweite Schalenelement 28 mit Hilfe der aneinander angrenzenden umfangsseitigen Wandabschnitte 176a, 176b gebildet.At an in 21 illustrated embodiment of a nozzle shell 18 is the second shell element 28 with the help of the adjoining peripheral wall sections 176a . 176b educated.

Bei einer in 22 dargestellten Ausführungsform ist darüber hinaus auch das erste Schalenelement 26 mit Hilfe der aufeinander folgenden Wandabschnitte 178a, 178b gebildet.At an in 22 illustrated embodiment is also the first shell element beyond 26 with the help of successive wall sections 178a . 178b educated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 6467253 B1 [0002] - US 6467253 B1 [0002]

Claims (61)

Düsenerweiterung (10) für ein Triebwerk (74), mit einem Düsenmantel (18), der einen Strömungsquerschnitt (24) begrenzt, welcher sich von einem Düsenerweiterungseingang (14) hin zu einem Düsenerweiterungsausgang (16) erweitert, wobei der Düsenerweiterungseingang (14) mit einem Brennkammerausgang (54) einer Brennkammer (44) eines Triebwerks (74) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenmantel (18) mindestens zwei aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellte, relativ zueinander fixierte Schalenelemente (26, 28, 142) aufweist.Nozzle extension ( 10 ) for an engine ( 74 ), with a nozzle shell ( 18 ), which has a flow cross-section ( 24 ), which extends from a nozzle extension input ( 14 ) to a nozzle extension output ( 16 ), whereby the nozzle extension input ( 14 ) with a combustion chamber outlet ( 54 ) a combustion chamber ( 44 ) of an engine ( 74 ) is connectable, characterized in that the nozzle casing ( 18 ) at least two made of a ceramic fiber composite material, relatively fixed shell elements ( 26 . 28 . 142 ) having. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Schalenelement (26), welches einen Düsenerweiterungsinnenraum (22) begrenzt.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 1, characterized by a first shell element ( 26 ), which has a nozzle extension interior ( 22 ) limited. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des ersten Schalenelements (26) fluiddurchlässig ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 2, characterized in that at least a portion of the first shell element ( 26 ) is fluid-permeable. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des ersten Schalenelements (26) porös ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 2 or 3, characterized in that at least a portion of the first shell element ( 26 ) is porous. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites Schalenelement (28), welches die Düsenerweiterung (10) nach außen begrenzt.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by a second shell element ( 28 ), which the nozzle extension ( 10 ) is limited to the outside. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein drittes Schalenelement (142), welches zwischen einem ersten Schalenelement (26) und einem zweiten Schalenelement (28) angeordnet ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by at least one third shell element ( 142 ), which between a first shell element ( 26 ) and a second shell element ( 28 ) is arranged. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des dritten Schalenelements (142) fluiddurchlässig ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 6, characterized in that at least a portion of the third shell element ( 142 ) is fluid-permeable. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des dritten Schalenelements (142) porös ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 6 or 7, characterized in that at least a portion of the third shell element ( 142 ) is porous. Düsenerweiterung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schalenelement (142) mindestens zwei Schalenelementabschnitte (172a, 172b) umfasst, welche in einer Richtung vom Düsenerweiterungseingang (14) auf den Düsenerweiterungsausgang (16) gesehen einander folgend angeordnet sind.Nozzle extension ( 10 ) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the third shell element ( 142 ) at least two shell element sections ( 172a . 172b ), which in one direction from the nozzle extension input ( 14 ) on the nozzle extension output ( 16 ) are arranged following each other. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass einander folgende Schalenelementabschnitte (172a, 172b) hinsichtlich ihrer Fluiddurchlässigkeit und/oder Porosität unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 9, characterized in that successive shell element sections ( 172a . 172b ) have different properties with regard to their fluid permeability and / or porosity. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schalenelement (26, 28, 142) zumindest abschnittsweise mit einer Fluidsperrschicht (152) versehen ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one shell element ( 26 . 28 . 142 ) at least in sections with a fluid barrier layer ( 152 ) is provided. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidsperrschicht (152) mindestens eine Fluiddurchtrittsöffnung (154a, 154b, 154c) aufweist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 11, characterized in that the fluid barrier layer ( 152 ) at least one fluid passage opening ( 154a . 154b . 154c ) having. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff ein C/C-Werkstoff ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber composite material is a C / C material. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff siliciert ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber composite material is silicided. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff ein C/SiC-Werkstoff ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber composite material is a C / SiC material. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff ein C/C-SiC-Werkstoff ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber composite material is a C / C-SiC material. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Schalenelemente (26, 28, 142) einstückig ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the shell elements ( 26 . 28 . 142 ) is integral. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Schalenelemente (26, 28, 142) einschichtig ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the shell elements ( 26 . 28 . 142 ) is single-layered. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Schalenelemente (26, 28, 142) mehrschichtig ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the shell elements ( 26 . 28 . 142 ) is multilayered. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schalenelemente (26, 28, 142) miteinander einstückig sind.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) are integral with each other. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schalenelemente (26, 28, 142) zueinander beabstandet sind.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) are spaced from each other. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstand der mindestens zwei Schalenelemente (26, 28, 142) ausgehend von dem Düsenerweiterungseingang (14) in Richtung auf den Düsenerweiterungsausgang (16) verkleinert.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 21, characterized in that the distance between the at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) out going from the nozzle extension input ( 14 ) towards the nozzle extension port ( 16 ) reduced. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Stützeinrichtung (34), mittels welcher mindestens zwei Schalenelemente (26, 28, 142) relativ zueinander fixierbar und/oder beabstandbar sind.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by at least one support device ( 34 ), by means of which at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) are fixable relative to each other and / or spaced. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schalenelemente (26, 28, 142) mittels Verbindungsfasern (120) miteinander verbunden sind.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) by means of connecting fibers ( 120 ) are interconnected. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schalenelemente (26, 28, 142) mittels Verbindungsfasern (120) miteinander vernäht sind.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) by means of connecting fibers ( 120 ) are sewn together. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Verbindungsfasern (120) Kohlefasern sind.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 19 or 20, characterized in that at least a part of the connecting fibers ( 120 ) Are carbon fibers. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Kühlfluidraum (30) zur Durchströmung mit einem Kühlfluid.Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by at least one cooling fluid space ( 30 ) to flow through with a cooling fluid. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlfluidraum (30) zwischen mindestens zwei Schalenelementen (26, 28, 142) angeordnet ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 21, characterized in that the cooling fluid space ( 30 ) between at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) is arranged. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 27 oder 28, gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung (56) für die Zuführung des Kühlfluids in den Kühlfluidraum (30).Nozzle extension ( 10 ) according to claim 27 or 28, characterized by a feed device ( 56 ) for the supply of the cooling fluid into the cooling fluid space ( 30 ). Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (56) an oder benachbart zu dem Düsenerweiterungseingang (14) angeordnet ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 29, characterized in that the feeding device ( 56 ) at or adjacent to the nozzle extension input (FIG. 14 ) is arranged. Düsenerweiterung (10) nach einem der Ansprüche 27 bis 30, gekennzeichnet durch eine Abführeinrichtung (58) für die Abführung des Kühlfluids aus dem Kühlfluidraum (30).Nozzle extension ( 10 ) according to one of claims 27 to 30, characterized by a discharge device ( 58 ) for the removal of the cooling fluid from the cooling fluid space ( 30 ). Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführeinrichtung (58) an oder benachbart zu dem Düsenerweiterungsausgang (16) angeordnet ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 31, characterized in that the discharge device ( 58 ) at or adjacent to the nozzle extension port ( 16 ) is arranged. Düsenerweiterung (10) nach einem der Ansprüche 27 bis 32, gekennzeichnet durch mindestens eine Dichtungseinrichtung (62) zur Abdichtung des Kühlfluidraums (30) nach außen.Nozzle extension ( 10 ) according to one of claims 27 to 32, characterized by at least one sealing device ( 62 ) for sealing the cooling fluid space ( 30 ) outward. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schalenelement (26, 28, 142) als Dichtungseinrichtung (62) wirksam ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 33, characterized in that at least one shell element ( 26 . 28 . 142 ) as a sealing device ( 62 ) is effective. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Dichtungseinrichtung (62) von einem Schalenelement (26, 28, 142) separat bereitgestellt ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 33 or 34, characterized in that at least one sealing device ( 62 ) of a shell element ( 26 . 28 . 142 ) is provided separately. Düsenerweiterung (10) nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Dichtungseinrichtung (62) in Form einer gasförmigen Sperrschicht bereitgestellt ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of claims 33 to 35, characterized in that the at least one sealing device ( 62 ) is provided in the form of a gaseous barrier layer. Düsenerweiterung (10) nach einem der Ansprüche 27 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid ein Treibstoff ist.Nozzle extension ( 10 ) according to any one of claims 27 to 36, characterized in that the cooling fluid is a fuel. Düsenerweiterung (10) nach einem der Ansprüche 27 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid ein Turbinenabgas ist.Nozzle extension ( 10 ) according to one of claims 27 to 37, characterized in that the cooling fluid is a turbine exhaust gas. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenabgas einer Treibstoffförderanlage (122) entnommen ist.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 38, characterized in that the turbine exhaust gas of a fuel delivery system ( 122 ) is taken. Düsenerweiterung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Verbindungseinrichtung (80) zur Verbindung der Düsenerweiterung (10) mit einer Brennkammervorrichtung (42).Nozzle extension ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by at least one connecting device ( 80 ) for connecting the nozzle extension ( 10 ) with a combustion chamber device ( 42 ). Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (80) einen ersten Verbindungsabschnitt (84) umfasst, welcher mit mindestens einem Schalenelement (26, 28, 142) zusammenwirkt.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 40, characterized in that the connecting device ( 80 ) a first connection section ( 84 ), which is provided with at least one shell element ( 26 . 28 . 142 ) cooperates. Düsenerweiterung (10) nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenelement (28) die Düsenerweiterung (10) nach außen begrenzt.Nozzle extension ( 10 ) according to claim 41, characterized in that the shell element ( 28 ) the nozzle extension ( 10 ) is limited to the outside. Düsenerweiterung (10) nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammervorrichtung eine Außenwand (50) umfasst und dass die Verbindungseinrichtung (80) einen zweiten Verbindungsabschnitt (86) umfasst, welcher mit der Außenwand (50) zusammenwirkt.Nozzle extension ( 10 ) according to one of claims 40 to 42, characterized in that the combustion chamber device has an outer wall ( 50 ) and that the connection device ( 80 ) a second connecting section ( 86 ), which with the outer wall ( 50 ) cooperates. Verfahren zur Herstellung einer Düsenerweiterung (10) für ein Triebwerk (74), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schalenelemente (26, 28, 142) eines Düsenmantels (18) aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellt werden.Method for producing a nozzle extension ( 10 ) for an engine ( 74 ), characterized in that at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) of a nozzle shell ( 18 ) are made of a ceramic fiber composite material. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Faserstruktur (114) für ein erstes Schalenelement (26) und eine zweite Faserstruktur (118) für ein zweites Schalenelement (28) zueinander beabstandet angeordnet werden.Method according to claim 44, characterized in that a first fiber structure ( 114 ) for a first shell element ( 26 ) and a second fiber structure ( 118 ) for a second shell element ( 28 ) are arranged spaced from each other. Verfahren nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Schalenelement (26, 28, 142) mittels einer Mehrzahl von Verbindungsfasern (120) miteinander verbunden werden.Method according to claim 44 or 45, characterized in that the at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) by means of a plurality of connecting fibers ( 120 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Schalenelemente (26, 28, 142) mittels einer Mehrzahl von Verbindungsfasern (120) miteinander vernäht werden.Method according to one of claims 44 to 46, characterized in that the at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) by means of a plurality of connecting fibers ( 120 ) are sewn together. Verfahren nach einem der Ansprüche 45 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenelement (116) zwischen den Faserstrukturen (114, 118) der mindestens zwei Schalenelemente (26, 28, 142) angeordnet wird.Method according to one of claims 45 to 47, characterized in that an intermediate element ( 116 ) between the fiber structures ( 114 . 118 ) of the at least two shell elements ( 26 . 28 . 142 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (116) ein Schaumstoffkörper ist.Method according to claim 48, characterized in that the intermediate element ( 116 ) is a foam body. Verfahren nach Anspruch 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (116) durch Wärmeeintrag entfernt wird.Method according to claim 48 or 49, characterized in that the intermediate element ( 116 ) is removed by heat input. Verfahren nach einem der Ansprüche 45 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines C/C-Werkstoffs aus einem kohlenstoffhaltigen Gas Kohlenstoff auf den Faserstrukturen (114, 118) abgeschieden wird.Method according to one of claims 45 to 50, characterized in that for the production of a C / C material from a carbon-containing gas carbon on the fiber structures ( 114 . 118 ) is deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 45 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines C/C-Werkstoffs die Faserstrukturen (114, 118) mit einem Polymer versetzt werden und das Polymer pyrolysiert wird.Method according to one of claims 45 to 51, characterized in that for the production of a C / C material, the fiber structures ( 114 . 118 ) are added with a polymer and the polymer is pyrolyzed. Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine einem Düsenerweiterungsinnenraum (22) zugewandte Oberfläche (20) eines Schalenelements (26) siliciert wird.Method according to one of claims 37 to 45, characterized in that at least one nozzle extension interior ( 22 ) facing surface ( 20 ) of a shell element ( 26 ) is silicified. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass der C/C-Werkstoff zur Herstellung eines C/C-SiC-Werkstoffs mit Silicium infiltriert wird.Method according to one of claims 51 to 53, characterized in that the C / C material for producing a C / C-SiC material is infiltrated with silicon. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein bezogen auf einen Kühlfluidraum (30) der Düsenerweiterung (10) außen angeordnetes Schalenelement (28, 142) mit einer gasdichten Beschichtung (64) versehen wird.Method according to one of claims 44 to 54, characterized in that at least one with respect to a cooling fluid space ( 30 ) of the nozzle extension ( 10 ) outer shell element ( 28 . 142 ) with a gas-tight coating ( 64 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein bezogen auf einen Kühlfluidraum (30) der Düsenerweiterung (10) innen angeordnetes Schalenelement (26) mit einer gasdichten Beschichtung (64) versehen wird.Method according to one of claims 44 to 55, characterized in that at least one with respect to a cooling fluid space ( 30 ) of the nozzle extension ( 10 ) internally arranged shell element ( 26 ) with a gas-tight coating ( 64 ). Verfahren zur Kühlung einer Düsenerweiterung (10) für ein Triebwerk (74) mittels eines Kühlfluids, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlfluid ein Turbinenabgas verwendet wird.Method for cooling a nozzle extension ( 10 ) for an engine ( 74 ) by means of a cooling fluid, characterized in that a turbine exhaust gas is used as cooling fluid. Verfahren nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenabgas einer Treibstoffförderanlage (122) entnommen wird.A method according to claim 57, characterized in that the turbine exhaust gas of a fuel delivery system ( 122 ) is taken. Verfahren nach Anspruch 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, dass zur Effusions- oder Transpirationskühlung der Düsenerweiterung (10) zumindest ein Teilstrom (66) des Turbinenabgases in Richtung auf einen Düsenerweiterungsinnenraum (22) durch mindestens ein fluiddurchlässiges Schalenelement (26) eines Düsenmantels (18) hindurch geführt wird.A method according to claim 57 or 58, characterized in that for the effusion or transpiration cooling of the nozzle extension ( 10 ) at least one substream ( 66 ) of the turbine exhaust gas towards a nozzle extension interior ( 22 ) by at least one fluid-permeable shell element ( 26 ) of a nozzle shell ( 18 ) is passed through. Verfahren nach einem der Ansprüche 57 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass zur Konvektivkühlung der Düsenerweiterung (10) zumindest ein Teilstrom (68) des Turbinenabgases in Richtung auf einen Düsenerweiterungsausgang (16) an mindestens einem Schalenelement (26, 28, 142) entlang geführt wird.Method according to one of claims 57 to 59, characterized in that for the convective cooling of the nozzle extension ( 10 ) at least one substream ( 68 ) of the turbine exhaust gas towards a nozzle extension port ( 16 ) on at least one shell element ( 26 . 28 . 142 ) is guided along. Verwendung einer Düsenerweiterung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 43 zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 57 bis 60.Using a nozzle extension ( 10 ) according to one of claims 1 to 43 for carrying out a method according to one of claims 57 to 60.
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