DE102010063452A1 - Cooled system, which is exposed to hot gas flow, comprises wall and a cooling device integrated at least partially in the wall, which is made of a porous material in a partial region and is cooled by transpiration and/or effusion cooling - Google Patents
Cooled system, which is exposed to hot gas flow, comprises wall and a cooling device integrated at least partially in the wall, which is made of a porous material in a partial region and is cooled by transpiration and/or effusion cooling Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein gekühltes System, welches einer Heißgasströmung ausgesetzt ist, umfassend mindestens eine Wandung und eine Kühleinrichtung, welche mindestens teilweise in die Wandung integriert ist, wobei die mindestens eine Wandung mindestens in einem Teilbereich aus einem porösen Material hergestellt ist und die mindestens eine Wandung durch Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung gekühlt ist.The invention relates to a cooled system, which is exposed to a hot gas flow, comprising at least one wall and a cooling device, which is at least partially integrated into the wall, wherein the at least one wall is made at least in a partial region of a porous material and the at least one wall cooled by transpiration cooling and / or effusion cooling.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebsvorrichtung für einen Flugkörper.The invention further relates to a drive device for a missile.
Ferner betrifft die Erfindung einen Wiedereintrittskörper.Furthermore, the invention relates to a reentrant body.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines mit einer Heißgasströmung belasteten Systems mit mindestens einer porösen Wandung, bei welchem die mindestens eine Wandung durch Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung gekühlt wird.Furthermore, the invention relates to a method for operating a loaded with a hot gas flow system with at least one porous wall, wherein the at least one wall is cooled by transpiration cooling and / or effusion cooling.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Systems.Furthermore, the invention relates to a method for producing a cooled system.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gekühltes System der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches bei einfachem Aufbau und insbesondere einfachem geometrischen Aufbau einen effektiven Schutz bezüglich Heißgasströmungen liefert.The invention has for its object to provide a cooled system of the type mentioned, which provides effective protection with respect to hot gas flows with a simple structure and in particular simple geometric structure.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten gekühlten System erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der mindestens einen Wandung mindestens eine magnetfelderzeugende Spule aus supraleitendem Material angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in the cooled system mentioned above in that at least one magnetic field generating coil made of superconducting material is arranged in the at least one wall.
Die mindestens eine Spule ist in die Wandung integriert. Die Kühlung der mindestens einen Wandung lässt sich dazu nutzen, das Material der mindestens einen Spule auf eine Temperatur unterhalb der supraleitenden Sprungtemperatur zu kühlen. Dadurch lässt sich auf energiesparende Weise ein hohes Magnetfeld erzeugen. Dieses Magnetfeld wiederum lässt sich dazu nutzen, eine ionisierte Heißgasströmung zu beeinflussen und insbesondere so umzulenken, dass die Wandung durch die Heißgasströmung minimal belastet wird.The at least one coil is integrated in the wall. The cooling of the at least one wall can be used to cool the material of the at least one coil to a temperature below the superconducting transition temperature. As a result, a high magnetic field can be generated in an energy-saving manner. This magnetic field, in turn, can be used to influence an ionized hot gas flow and, in particular, to divert it so that the wall is minimally stressed by the hot gas flow.
Die Kühlung der Wandung sorgt für das Erreichen der supraleitenden Sprungtemperatur. Es wird an der Wandung ein Film ausgebildet, welcher ebenfalls vor Heißgasströmung schützt. Ferner wird bei der Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung durch den Durchtritt von Fluid durch die mindestens eine Wandung Wärme aus der mindestens einen Wandung abgeführt, welche durch verbleibende Aufheizung der mindestens einen Wandung entstanden ist.The cooling of the wall ensures that the superconducting transition temperature is reached. It is formed on the wall, a film which also protects against hot gas flow. Furthermore, in the case of the transpiration cooling and / or effusion cooling, heat is removed from the at least one wall by the passage of fluid through the at least one wall, which is produced by remaining heating of the at least one wall.
Grundsätzlich lässt sich dann die Wandung geometrisch einfacher ausgestalten, da mindestens ein Teil der Funktion der Heißgasströmungsführung, für die sonst bestimmte Wandungsformen und insbesondere besondere Düsenformen notwendig sind, sich mindestens teilweise über eine ”magnetische Düse” ersetzen lässt.In principle, the wall can then be made geometrically simpler, since at least part of the function of the hot gas flow guide, for which otherwise specific wall forms and in particular special nozzle shapes are necessary, can at least partially be replaced by a "magnetic nozzle".
Ferner lässt sich die mindestens eine Spule, wenn sie aus einem Hochtemperatursupraleiter und insbesondere keramischen Supraleiter hergestellt ist, auf einfache Weise in den Fertigungsprozess einer porösen Wandung, wenn diese aus einem keramischen Material hergestellt ist, in die Wandung integrieren.Furthermore, the at least one coil, when made of a high-temperature superconductor and in particular a ceramic superconductor, can be easily integrated into the wall in the production process of a porous wall, if it is made of a ceramic material.
Günstig ist es, wenn das Material für die mindestens eine Spule so gewählt ist, dass in einem Arbeitspunkt oder in einem Arbeitspunktbereich der Kühleinrichtung die Temperatur an der mindestens einen Spule unterhalb der Sprungtemperatur des supraleitenden Materials liegt. Dadurch sorgt die Kühleinrichtung gleichzeitig dafür, dass die mindestens eine Spule im supraleitenden Bereich betrieben wird.It is favorable if the material for the at least one coil is selected so that the temperature at the at least one coil is below the transition temperature of the superconducting material at an operating point or in an operating point range of the cooling device. As a result, the cooling device simultaneously ensures that the at least one coil is operated in the superconducting region.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Wandung mit der mindestens einen Spule mindestens im Teilbereich als Umlenkungseinrichtung und/oder magnetische Düse für die ionisierte Heißgasströmung ausgebildet ist. Bei der Ausbildung als Umlenkungseinrichtung lässt sich eine Beaufschlagung der mindestens einen Wandung mit der Heißgasströmung zumindest reduzieren. Bei der Ausbildung als magnetische Düse lässt sich die Heißgasströmung entsprechend einer geometrischen Düsenform wie beispielsweise einer Lavaldüse beispielsweise durch eine Schubkammer führen. Dadurch lässt sich der gleiche Effekt wie bei einer geometrisch komplexeren Schubkammer erreichen, wobei bei der erfindungsgemäßen Lösung beispielsweise die Schubkammer als zylindrisches Rohr ausgebildet werden kann.It is particularly advantageous if the at least one wall with the at least one coil is formed at least in the partial region as a deflection device and / or magnetic nozzle for the ionized hot gas flow. In the embodiment as a deflection device, an admission of the at least one wall with the hot gas flow can be at least reduced. In the design as a magnetic nozzle, the hot gas flow can be performed in accordance with a geometric nozzle shape such as a Laval nozzle, for example, by a thrust chamber. As a result, the same effect as in a geometrically more complex thrust chamber can be achieved, wherein in the solution according to the invention, for example, the thrust chamber can be formed as a cylindrical tube.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die mindestens eine Wandung mit der mindestens einen Spule mindestens in einem Teilbereich als Beschleunigungseinrichtung für Ionen der Heißgasströmung ausgebildet ist. Dadurch kann beispielsweise nach Durchlaufen der Heißgasströmung durch eine Schubkammer eine nachfolgende Beschleunigung von Ionen und damit der Heißgasströmung erreicht werden.It can also be provided that the at least one wall with the at least one coil is formed at least in a partial region as an acceleration device for ions of the hot gas flow. As a result, for example, after passing through the hot gas flow through a thrust chamber subsequent acceleration of ions and thus the hot gas flow can be achieved.
Insbesondere führt eine Durchtrittsrichtung für Fluid an der mindestens einen Wandung zur Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite der mindestens einen Wandung, wobei die zweite Seite durch die Heißgasströmung direkt belastet ist. Dadurch lässt sich zum einen die Wandung kühlen und es lässt sich dadurch Wärme abführen. An der zweiten Seite lässt sich ein Film bilden, welcher die Wandung zusätzlich von Heißgasbeaufschlagung schützt.In particular, a passage direction for fluid at the at least one wall for transpiration cooling and / or effusion cooling leads from a first side to a second side of the at least one wall, wherein the second side is directly loaded by the hot gas flow. As a result, on the one hand cool the wall and it can thereby dissipate heat. On the second side can form a film, which additionally protects the wall from Heißgasbeaufschlagung.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Wandung in dem mindestens einen Teilbereich aus einem keramischen Material hergestellt ist. Ein solches keramisches Material lässt sich mit hoher Temperaturbeständigkeit porös herstellen.It is favorable if the at least one wall in the at least one partial region is produced from a ceramic material. Such a ceramic material can be produced porous with high temperature resistance.
Es ist dann vorteilhaft, wenn die mindestens eine Wandung an dem mindestens einen Teilbereich aus einem faserkeramischen Material hergestellt ist.It is advantageous if the at least one wall is made of a fiber-ceramic material on the at least one subregion.
Die mindestens eine Wandung ist in dem mindestens einen Teilbereich aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und/oder der mindestens einen Spule ist eine elektrische Isoliereinrichtung zu der mindestens einen Wandung zugeordnet. Beispielsweise ist die mindestens eine Wandung aus einem oxidkeramischen Material hergestellt, welches elektrisch isolierende Eigenschaften hat. Grundsätzlich ist es auch möglich, die mindestens eine Wandung beispielsweise aus einem C/C-Material herzustellen, wenn für eine ausreichende elektrische Isolierung gesorgt wird, um insbesondere bei Zusammenbrechen der Supraleitung einen Kurzschluss zu vermeiden.The at least one wall is produced in the at least one subregion from an electrically insulating material and / or the at least one coil is assigned an electrical insulation device to the at least one wall. By way of example, the at least one wall is made of an oxide-ceramic material which has electrically insulating properties. In principle, it is also possible to produce the at least one wall, for example, from a C / C material, if sufficient electrical insulation is provided in order to avoid a short circuit, in particular when the superconducting energy collapses.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Spule in die mindestens eine Wandung eingebettet ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein kompaktes System erreichen.It is particularly advantageous if the at least one coil is embedded in the at least one wall. This makes it easy to achieve a compact system.
Es ist dann insbesondere günstig, wenn die mindestens eine Spule in der mindestens einen Wandung zwischen Gewebelagen der mindestens einen Wandung liegt. Dadurch lässt sich die Wandung mit integrierter mindestens einer Spule auf einfache Weise herstellen. Insbesondere wenn für die Wandung ein keramisches Material und für die mindestens eine Spule ein keramisches Material verwendet wird, lassen sich die ähnlichen Herstellungsschritte zu einer integralen Herstellung nutzen.It is particularly favorable if the at least one coil is located in the at least one wall between layers of fabric of the at least one wall. As a result, the wall with integrated at least one coil can be produced in a simple manner. In particular, if a ceramic material is used for the wall and a ceramic material is used for the at least one coil, the similar production steps can be used for an integral production.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Spule aus einem keramischen Material und insbesondere porösen keramischen Material hergestellt ist. Dadurch ergibt sich bei einfacher Herstellbarkeit eine effektive Führung von Kühlfluid.It is advantageous if the at least one coil made of a ceramic material and in particular porous ceramic material is favorable. This results in ease of manufacture effective management of cooling fluid.
Erfindungsgemäß wird Fluid sowohl zur Kühlung der mindestens einen Wandung und/oder Ausbildung eines Schutzfilms an der mindestens einen Wandung als auch zur Kühlung des supraleitenden Materials unter die Sprungtemperatur eingesetzt. Das Fluid ist dann ein entsprechendes Kühlfluid.According to the invention, fluid is used both for cooling the at least one wall and / or forming a protective film on the at least one wall and for cooling the superconducting material below the transition temperature. The fluid is then a corresponding cooling fluid.
Günstig ist es dann, wenn das Fluid auch als Treibstoff eingesetzt ist. Wenn das gekühlte System beispielsweise eine Schubkammer umfasst und die Wandung eine Wandung dieser Schubkammer ist, dann erfolgt durch das Kühlfluid keine Verunreinigung in der Schubkammer, wenn der zum Betrieb der Schubkammer verwendete Treibstoff auch als Kühlfluid verwendet ist. In diesem Falle wird das Fluid für die Transpirationskühlung bzw. Effusionskühlung (das heißt zur Wandkühlung bzw. Ausbildung eines Schutzfilms) zur Kühlung des Supraleiters unter die Sprungtemperatur und als Treibstoff verwendet.It is favorable if the fluid is also used as fuel. For example, if the refrigerated system includes a thrust chamber and the wall is a wall of that thrust chamber, then there is no contamination in the thrust chamber by the cooling fluid when the fuel used to operate the thrust chamber is also used as the cooling fluid. In this case, the fluid for the transpiration cooling or effusion cooling (ie for wall cooling or formation of a protective film) for cooling the superconductor is used below the transition temperature and as fuel.
Bei einer Ausführungsform bildet die mindestens eine Wandung eine Kammer und begrenzt einen Hohlraum oder eine Ausnehmung. Beispielsweise bildet die mindestens eine Wandung eine Schubkammer, welche einen Schubraum begrenzt. Es ist beispielsweise auch möglich, dass die mindestens eine Wandung einen Wiedereintrittskörper bildet und dabei einen Innenraum begrenzt.In one embodiment, the at least one wall forms a chamber and defines a cavity or a recess. For example, the at least one wall forms a thrust chamber which limits a thrust chamber. It is also possible, for example, that the at least one wall forms a reentrant body and thereby limits an interior space.
Insbesondere ist ein Fluid zur Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung in den Hohlraum oder in die Ausnehmung eingekoppelt. Bei einer Schubkammer wird beispielsweise Treibstoff über die mindestens eine poröse Wandung in einen Schubraum als Hohlraum eingekoppelt. Bei einem Wiedereintrittskörper wird beispielsweise ein Fluid in den Hohlraum bzw. die Ausnehmung eingekoppelt, damit dieses durch die Wandung in einen Außenraum treten kann, um insbesondere einen Film an einer Außenseite des Wiedereintrittskörpers zu erzeugen.In particular, a fluid for transpiration cooling and / or effusion cooling is coupled into the cavity or into the recess. In a thrust chamber, for example, fuel is coupled via the at least one porous wall into a thrust chamber as a cavity. In a reentrant body, for example, a fluid is coupled into the cavity or the recess so that it can pass through the wall in an outer space, in particular to produce a film on an outer side of the reentrant body.
Bei einer Ausführungsform weist die Kammer eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung außerhalb von Poren der mindestens einen porösen Wandung auf. Dadurch lässt sich eine Hauptströmung eines Treibstoffs beispielsweise durch eine Schubkammer durchführen.In one embodiment, the chamber has an inlet opening and an outlet opening outside pores of the at least one porous wall. As a result, a main flow of a fuel can be performed, for example, by a thrust chamber.
Bei einer anderen Ausführungsform weist die Kammer eine Einlassöffnung und keine Auslassöffnung außerhalb von Poren der mindestens einen porösen Wandung auf. Eine solche Kammer wird beispielsweise im Zusammenhang mit einem Wiedereintrittskörper eingesetzt. Die Einlassöffnung dient allein dazu, der mindestens einen Wandung Fluid für die Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung bereitzustellen.In another embodiment, the chamber has an inlet opening and no outlet opening outside pores of the at least one porous wall. Such a chamber is used, for example, in connection with a reentrant body. The inlet opening serves solely to provide fluid for the transpiration cooling and / or effusion cooling to the at least one wall.
Erfindungsgemäß wird eine Antriebsvorrichtung für einen Flugkörper bereitgestellt, welche mindestens eine Brennkammer und/oder Schubkammer umfasst, wobei ein erfindungsgemäßes gekühltes System verwendet wird.According to the invention, a propulsion device for a missile is provided which comprises at least one combustion chamber and / or thrust chamber, wherein a cooled system according to the invention is used.
Unter Flugkörper wird hier allgemein ein Luftfahrzeug oder Raumfahrzeug verstanden.A missile is generally understood to mean an aircraft or spacecraft.
Auch ein Wiedereintrittskörper lässt sich mit einem erfindungsgemäßen gekühlten System versehen. A reentrant body can also be provided with a cooled system according to the invention.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines mit einer Heißgasströmung belasteten Systems gemäß der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem eine effektive Heißgasführung mit minimaler Wandbelastung erreicht ist.The invention is further based on the object of providing a method for operating a system loaded with a flow of hot gas in accordance with the aforementioned type, in which an effective hot gas duct having minimal wall load is achieved.
Diese Aufgabe wird bei dem genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der mindestens einen Wandung mindestens eine Spule aus einem supraleitenden Material angeordnet ist und die Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung die mindestens eine Spule unter die Sprungtemperatur kühlt, und dass durch die mindestens eine Spule ein magnetisches Feld erzeugt wird, welches auf eine ionisierte Heißgasströmung wirkt und Ionen umlenkt und/oder beschleunigt.This object is achieved in the said method according to the invention in that at least one coil of a superconducting material is arranged in the at least one wall and the transpiration cooling and / or effusion cooling which cools at least one coil below the transition temperature, and that by the at least one coil magnetic field is generated, which acts on an ionized hot gas flow and deflects ions and / or accelerated.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen gekühlten System erläuterten Vorteile auf.The method according to the invention has the advantages already explained in connection with the cooled system according to the invention.
Günstig ist es, wenn ein Kühlfluid für die Transpirationskühlung und die Kühlung des supraleitenden Materials auch als Treibstoff verwendet wird. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Transpirationskühlung bzw. Effusionskühlung mit gleichzeitiger Kühlung des Supraleiters unter die Sprungtemperatur erreichen, wobei an der mindestens einen Wandung ein Schutzfilm ausbildbar ist, und wobei das Kühlfluid als Treibstoff beispielsweise in einer Schubkammer verwendbar ist.It is advantageous if a cooling fluid for the transpiration cooling and the cooling of the superconducting material is also used as fuel. As a result, a transpiration cooling or effusion cooling with simultaneous cooling of the superconductor can be achieved below the critical temperature in a simple manner, wherein a protective film can be formed on the at least one wall, and wherein the cooling fluid can be used as fuel in a thrust chamber, for example.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen gekühlten System erläutert.Further advantageous embodiments of the method according to the invention have already been explained in connection with the cooled system according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich insbesondere mittels des erfindungsgemäßen gekühlten Systems durchführen.The inventive method can be carried out in particular by means of the cooled system according to the invention.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Herstellungsverfahren bereitzustellen, mit dem sich auf einfache Weise ein gekühltes System realisieren lässt.The invention is further based on the object to provide an aforementioned production method with which can be realized in a simple manner, a cooled system.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Herstellungsverfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Wandung über einen Vorkörper hergestellt wird, wobei der Vorkörper Gewebelagen umfasst, welche mit Harz infiltriert sind oder werden, wobei bei der Vorkörperherstellung mindestens ein spiralförmiges Leitergehäuse zwischen Gewebelagen eingelegt wird.This object is achieved according to the invention in the production method mentioned above, wherein the at least one wall is fabric layers, which are or are infiltrated with resin, wherein at least one spiral conductor housing is inserted between layers of fabric in the preform production.
Es lässt sich dadurch ein Vorkörper herstellen, welcher eine poröse Wandung bildet oder zur Herstellung einer porösen Wandung eingesetzt werden kann, in welchem mindestens eine Spule bzw. ein Teil davon integriert ist.It can thereby produce a preform, which forms a porous wall or can be used to produce a porous wall, in which at least one coil or a part thereof is integrated.
Beispielsweise wird der Vorkörper nach dessen Herstellung (mit integriertem mindestens einen spiralförmigen Leitergehäuse) anschließend pyrolisiert.For example, the preform is subsequently pyrolyzed after its production (with integrated at least one spiral-shaped conductor housing).
Wenn die poröse Wandung aus einem keramischen Material hergestellt ist und die mindestens eine Spule aus einem keramischen Material hergestellt ist, dann lassen sich die ähnlichen Herstellungsschritte dazu nutzen, die mindestens eine Spule in die mindestens eine Wandung zu integrieren.If the porous wall is made of a ceramic material and the at least one coil is made of a ceramic material, then the similar manufacturing steps can be used to integrate the at least one coil in the at least one wall.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawings for further explanation of the invention. Show it:
Ein Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung eines Flugkörpers (insbesondere einer Rakete), welches in
Die Schubkammer weist eine Wandung
Die Schubkammer
An den ersten Bereich
An den zweiten Bereich
Es kann ferner vorgesehen sein, dass an den dritten Bereich
Die Wandung
Die Wandung
Bei der Transpirationskühlung und entsprechend der Effusionskühlung wird der ersten Seite
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Antriebsvorrichtung
In den Tank
Dem Tank
Ein Ausgang
In der Leitung
An der Leitung
Bei einem Ausführungsbeispiel sind in dem Schubraum
Der heiße, durch den oder die Brennstäbe
Durch Transpirationskühlung (und/oder Effusionskühlung) mit der Kühleinrichtung
Durch eine oder mehrere Öffnungen in der Wandung
Die Turbine
In die Wandung
Die Spule oder Spulen
Da das Heißgas eine Temperatur von mehreren 1000 K aufweist, ist es zu einem erheblichen Teil ionisiert. Das Magnetfeld der mindestens einen Spule
Die Spule oder Spulen
Die mindestens eine Spule
Der Treibstoff, welcher für die Transpirationskühlung bzw. Effusionskühlung von der ersten Seite
Dies ist in
Durch das Magnetfeld der Spule und Spulen
Es ist dabei grundsätzlich auch möglich, dass eine oder mehrere Spulen
Die poröse Wandung
Die Spule oder Spulen
Wenn die Wandung
Das supraleitende Material der Spule oder Spulen
Beispielsweise wird zur Herstellung der Schubkammer
Grundsätzlich können dabei die Temperaturen und Prozessdauern des Pyrolysevorgangs zur Herstellung des Materials für die poröse Wandung
Aus fertig hergestellten Vorkörpern werden dann beispielsweise Segmente für eine Schubkammer oder dergleichen ausgeschnitten.For example, segments for a thrust chamber or the like are cut out of finished preforms.
Die Antriebsvorrichtung
Die zweite Seite
Die Wandung
In der Wandung
Der ersten Seite
Die Spule oder Spulen
An dem Wiedereintrittskörper
Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich im Zusammenhang mit Transpirationskühlung bzw. Effusionskühlung ein magnetfelderzeugendes System bereitstellen, welches starke Magnetfelder erzeugt. Es werden dabei supraleitende Spulen eingesetzt, welche beispielsweise aus einem supraleitenden Keramikmaterial hergestellt sind. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Einbettung von supraleitenden Spulenbahnen in eine keramische poröse Wandung erreichen und der Fertigungsaufwand lässt sich reduzieren. Der Supraleiter benötigt dabei keine separate Kühlung, sondern er wird über die in die Wandung integrierte Kühleinrichtung
Man erhält dadurch eine konstruktive Vereinfachung bezüglich der Formgebung der Wandung, da das erzeugte Magnetfeld zur Strömungsführung beiträgt. So lässt sich beispielsweise eine geometrisch komplizierte Düsenkontur, welche sonst über die Wandung realisiert werden muss, durch die über die mindestens eine Spule realisierte magnetische Düse ersetzen.This gives a constructive simplification with regard to the shaping of the wall, since the magnetic field generated contributes to the flow guidance. Thus, for example, a geometrically complicated nozzle contour, which otherwise has to be realized via the wall, can be replaced by the magnetic nozzle realized via the at least one coil.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich beispielsweise für eine Antriebsvorrichtung eines Flugkörpers einsetzen. Beispielsweise lässt sich dadurch eine Antriebsvorrichtung für interplanetare Missionen oder für Explorationsmissionen im cis-lunaren Raum realisieren.The solution according to the invention can be used, for example, for a drive device of a missile. For example, this can be used to implement a drive device for interplanetary missions or for exploration missions in the cis-lunar space.
Weiterhin lässt sich dadurch beispielsweise ein Wiedereintrittskörper mit einem thermischen Schutzsystem realisieren.Furthermore, this can be used, for example, to realize a reentrant body with a thermal protection system.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich beispielsweise bei einer nuklearthermischen Antriebsvorrichtung realisieren oder auch bei anderen, nicht-nuklearthermischen Antriebsvorrichtungen.The solution according to the invention can be implemented, for example, in a nuclear thermal drive device or in other, non-nuclear thermal drive devices.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Antriebsvorrichtungdriving device
- 1212
- Schubkammerthrust chamber
- 1414
- Axiale RichtungAxial direction
- 1616
- Schubraumthrust space
- 1818
- Wandungwall
- 2020
- Einlassöffnunginlet port
- 2222
- Erster BereichFirst area
- 2424
- Zweiter BereichSecond area
- 2626
- Dritter BereichThird area
- 2828
- Vierter BereichFourth area
- 3030
- Kühleinrichtungcooling device
- 3232
- Erste SeiteFirst page
- 3434
- Zweite SeiteSecond page
- 3636
- DurchtrittsrichtungPassage direction
- 3838
- FilmMovie
- 4040
- Tanktank
- 4242
- Mischungseinrichtungmixing device
- 4444
- Ausgangoutput
- 4646
- Eingangentrance
- 4848
- Sperrventilcheck valve
- 5050
- Ausgangoutput
- 5252
- Pumpepump
- 5454
- Leitungmanagement
- 5656
- Sperrventil/DrosselventilShutoff valve / throttle valve
- 5858
- Abzweigungseinrichtungbranching device
- 6060
- Leitungmanagement
- 6262
- Brennstäbefuel rods
- 6464
- Mischungseinrichtungmixing device
- 6666
- Turbineturbine
- 6868
- Elektrischer GeneratorElectric generator
- 7070
- Eingangentrance
- 7272
- Drosselventilthrottle valve
- 7474
- SpuleKitchen sink
- 7676
- Steuerungs-/RegelungseinrichtungControl / regulating device
- 7878
- HauptströmungsrichtungMain flow direction
- 8080
- Verlaufcourse
- 8282
- SpuleKitchen sink
- 8484
- Wandungsbereichwall region
- 8686
- Gekühltes SystemCooled system
- 8888
- Gekühltes SystemCooled system
- 9090
- WiedereintrittskörperRe-entry
- 9292
- Wandungwall
- 9494
- Erste SeiteFirst page
- 9696
- Zweite SeiteSecond page
- 9898
- HeißgasströmungHot gas flow
- 100100
- Innenrauminner space
- 102102
- SpuleKitchen sink
- 104104
- DurchtrittsrichtungPassage direction
- 106106
- FilmMovie
- 108108
- Magnetfeldmagnetic field
Claims (24)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102010063452.2A DE102010063452B4 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | A cooled system exposed to hot gas flow, a drive device, a reentrant body, a method of operating a hot gas flow charged system, and a method of manufacturing a refrigerated system |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102010063452B4 (en) | 2017-07-13 |
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R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: HOEGER, STELLRECHT & PARTNER PATENTANWAELTE MB, DE |
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