DE102013105526B4 - Space propulsion and method of starting a space propulsion - Google Patents

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Abstract

Raumfahrtantrieb (102) für ein Raumfahrzeug (100), umfassend:
- einen Brennstofftank (108) zur Aufnahme von kryogenem Brennstoff;
- einen Oxidatortank (110) zur Aufnahme von kryogenem Oxidator;
- eine Brennkammervorrichtung (106) zur Umsetzung des Brennstoffs mit Oxidator;
- eine Schubdüsenvorrichtung (112) zur Erzeugung von Schub;
- zwei Turbopumpenvorrichtungen (114) zum Fördern von Brennstoff und Oxidator zu der Brennkammervorrichtung (106);
- eine Startvorrichtung (128) zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen (114), dadurch gekennzeichnet, dass die Startvorrichtung (128) mindestens einen Druckbehälter (130) umfasst, welchem Brennstoff aus dem Brennstofftank (108) oder Oxidator aus dem Oxidatortank (110) zuführbar ist, wobei die Startvorrichtung (128) ferner einen Wärmeüberträger (142) umfasst, wobei dem Druckbehälter (130) zur Druckerhöhung des darin enthaltenen Brennstoffs oder des darin enthaltenen Oxidators Wärme mittels des Wärmeüberträgers (142) zuführbar ist und wobei der unter Druck gesetzte Brennstoff oder Oxidator zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen (114) nutzbar ist.

Figure DE102013105526B4_0000
A space engine (102) for a spacecraft (100) comprising:
- A fuel tank (108) for holding cryogenic fuel;
- An oxidizer tank (110) for holding cryogenic oxidizer;
- A combustion chamber device (106) for converting the fuel with oxidizer;
- a thrust nozzle device (112) for generating thrust;
- Two turbo pump devices (114) for conveying fuel and oxidizer to the combustion chamber device (106);
- a starting device (128) for starting the turbo pump devices (114), characterized in that the starting device (128) comprises at least one pressure vessel (130) to which fuel can be fed from the fuel tank (108) or oxidizer from the oxidizer tank (110), wherein the starting device (128) further comprises a heat exchanger (142), wherein the pressure vessel (130) for increasing the pressure of the fuel contained therein or the oxidizer contained therein heat can be supplied by means of the heat exchanger (142) and wherein the pressurized fuel or oxidizer for Starting the turbo pump devices (114) is usable.
Figure DE102013105526B4_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Raumfahrtantrieb, insbesondere einen Raketenantrieb für Raumfahrzeuge.The present invention relates to a space propulsion system, in particular a rocket propulsion system for space vehicles.

Derartige Antriebe sind beispielsweise aus der DE 1 626 101 C , der DE 699 23 944 T2 sowie der DE 21 55 786 A bekannt.Such drives are for example from the DE 1 626 101 C , of the DE 699 23 944 T2 as well as the DE 21 55 786 A known.

Je nach Einsatzzweck des Raumfahrzeugs kann es wünschenswert sein, einen Raumfahrtantrieb des Raumfahrzeugs nicht nur einfach, sondern mehrfach zu starten. Hierfür können beispielsweise pyrotechnische Systeme vorgesehen sein, mittels welchen Turbopumpenvorrichtungen des Raumfahrtantriebs zum Fördern von Oxidator und Brennstoff zu einer Brennkammervorrichtung des Raumfahrtantriebs gestartet werden können.Depending on the intended use of the spacecraft, it may be desirable to start a space drive of the spacecraft not only once, but several times. For this purpose, pyrotechnic systems can be provided, for example, by means of which turbo pump devices of the space propulsion system can be started for conveying oxidizer and fuel to a combustion chamber device of the space travel system.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Raumfahrtantrieb bereitzustellen, welcher mehrfach, insbesondere beliebig oft, zuverlässig wiederzündbar ist.The present invention is based on the object of providing a space propulsion system which can be reliably reignited multiple times, in particular as often as desired.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Raumfahrtantrieb für ein Raumfahrzeug gelöst, welcher Folgendes umfasst:

  • einen Brennstofftank zur Aufnahme von kryogenem Brennstoff;
  • einen Oxidatortank zur Aufnahme von kryogenem Oxidator;
  • eine Brennkammervorrichtung zur Umsetzung des Brennstoffs mit Oxidator; eine Schubdüsenvorrichtung zur Erzeugung von Schub;
  • zwei Turbopumpenvorrichtungen zum Fördern von Brennstoff und Oxidator zu der Brennkammervorrichtung;
  • eine Startvorrichtung zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen,
  • wobei die Startvorrichtung mindestens einen Druckbehälter umfasst, welchem Brennstoff aus dem Brennstofftank oder Oxidator aus dem Oxidatortank zuführbar ist, wobei die Startvorrichtung ferner einen Wärmeüberträger umfasst,
  • wobei dem Druckbehälter zur Druckerhöhung des darin enthaltenen Brennstoffs oder des darin enthaltenen Oxidators Wärme mittels des Wärmeüberträgers zuführbar ist und
  • wobei der unter Druck gesetzte Brennstoff oder Oxidator zum Starten der Turbopumpenvorrichtung nutzbar ist.
  • Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Raumfahrtantrieb eine Startvorrichtung vorgesehen ist, welche mindestens einen Druckbehälter zur Aufnahme und zum Erwärmen von kryogenem Brennstoff oder kryogenem Oxidator umfasst, kann der Brennstoff bzw. der Oxidator besonders einfach unter Druck gesetzt und zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen genutzt werden. Die Startvorrichtung ist somit vorzugsweise ein verschleißfreies System, welches beliebig oft wiederverwendet werden kann. Der Raumfahrtantrieb ist somit beliebig oft wiederzündbar, insbesondere ohne Verschleißelemente wie pyrotechnische Elemente ersetzen zu müssen.
According to the invention, this object is achieved by a space drive for a spacecraft which comprises the following:
  • a fuel tank for holding cryogenic fuel;
  • an oxidizer tank for holding cryogenic oxidizer;
  • a combustion chamber device for converting the fuel with oxidizer; a thrust nozzle device for generating thrust;
  • two turbo pump devices for delivering fuel and oxidizer to the combustor device;
  • a starting device for starting the turbo pump devices,
  • wherein the starting device comprises at least one pressure vessel, to which fuel from the fuel tank or oxidizer from the oxidizer tank can be fed, wherein the starting device further comprises a heat exchanger,
  • wherein heat can be supplied to the pressure vessel by means of the heat exchanger to increase the pressure of the fuel contained therein or the oxidizer contained therein, and
  • wherein the pressurized fuel or oxidizer can be used to start the turbo pump device.
  • Because a starting device is provided in the space propulsion system according to the invention, which comprises at least one pressure vessel for receiving and heating cryogenic fuel or cryogenic oxidizer, the fuel or oxidizer can be particularly easily pressurized and used to start the turbo pump devices. The starting device is thus preferably a wear-free system which can be reused as often as required. The space propulsion can thus be re-ignited as often as required, in particular without having to replace wearing elements such as pyrotechnic elements.

Ein Druckbehälter der Startvorrichtung ist vorzugsweise mittels einer Oxidatorleitung mit dem Oxidatortank verbunden, so dass dem Druckbehälter direkt aus dem Oxidatortank Oxidator zuführbar ist.A pressure vessel of the starting device is preferably connected to the oxidizer tank by means of an oxidizer line, so that the oxidizer can be supplied to the pressure vessel directly from the oxidizer tank.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass ein Druckbehälter, insbesondere ein weiterer Druckbehälter, mittels einer Brennstoffleitung direkt mit dem Brennstofftank verbunden ist, so dass Brennstoff aus dem Brennstofftank direkt dem Druckbehälter zugeführt werden kann.Alternatively or in addition to this, it can be provided that a pressure vessel, in particular a further pressure vessel, is connected directly to the fuel tank by means of a fuel line, so that fuel can be fed directly to the pressure vessel from the fuel tank.

Der mindestens eine Druckbehälter ist vorzugsweise ferner mittels Leitungen, insbesondere mittels einer Oxidatorleitung, einer Brennstoffleitung und/oder einer Abgasleitung mit mindestens einer Turbopumpenvorrichtung verbunden, so dass der unter Druck gesetzte Brennstoff oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem Druckbehälter zum Antreiben und somit zum Starten der Turbopumpenvorrichtung nutzbar ist.The at least one pressure vessel is preferably also connected to at least one turbo pump device by means of lines, in particular by means of an oxidizer line, a fuel line and / or an exhaust line, so that the pressurized fuel or the pressurized oxidizer is removed from the pressure vessel for driving and thus starting the turbo pump device can be used.

Unter einem „Starten“ der Turbopumpenvorrichtungen ist insbesondere ein Antreiben von Turbinenvorrichtungen der Turbopumpenvorrichtungen zu verstehen, so dass Kompressorvorrichtungen der Turbopumpenvorrichtungen antreibbar sind und somit Brennstoff und Oxidator unter hohem Druck der Brennkammervorrichtung zuführbar sind.“Starting” the turbo pump devices is to be understood in particular as driving the turbine devices of the turbo pump devices, so that compressor devices of the turbo pump devices can be driven and thus fuel and oxidizer can be fed to the combustion chamber device under high pressure.

Nach erfolgtem Antreiben der Turbinenvorrichtungen und somit der Kompressorvorrichtungen kann der Raumfahrtantrieb vorzugsweise selbsterhaltend, das heißt ohne einen Antrieb mittels der Startvorrichtung, betrieben werden. Der Startvorgang, das heißt ein Starten der Turbopumpenvorrichtungen und somit des Raumfahrtantriebs, ist dann vorzugsweise abgeschlossen.After the turbine devices and thus the compressor devices have been driven, the space drive can preferably be operated in a self-sustaining manner, that is to say without a drive by means of the starting device. The starting process, that is to say starting the turbo pump devices and thus the space propulsion system, is then preferably completed.

Günstig kann es sein, wenn die Startvorrichtung zwei Druckbehälter umfasst, wobei einem Druckbehälter Brennstoff aus dem Brennstofftank und einem weiteren Druckbehälter Oxidator aus dem Oxidatortank zuführbar ist. Vorzugsweise ist beiden Druckbehältern zur Druckerhöhung des darin enthaltenen Brennstoffs und des darin enthaltenen Oxidators Wärme zuführbar. Der unter Druck gesetzte Brennstoff und der unter Druck gesetzte Oxidator sind dann vorzugsweise zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen nutzbar.It can be favorable if the starting device comprises two pressure vessels, fuel from the fuel tank being able to be supplied to one pressure vessel and an oxidizer from the oxidizer tank being able to be supplied to a further pressure vessel. Preferably, heat can be supplied to both pressure vessels to increase the pressure of the fuel contained therein and the oxidizer contained therein. The pressurized fuel and the pressurized oxidizer are then preferably used to start the turbo pump devices.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Turbopumpenvorrichtungen Turbinenvorrichtungen zum Antreiben von Kompressorvorrichtungen der Turbopumpenvorrichtungen umfassen. Der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Behälter und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter ist dann vorzugsweise den Turbinenvorrichtungen zuführbar, insbesondere unmittelbar zuführbar.It can be advantageous if the turbo pump devices comprise turbine devices for driving compressor devices of the turbo pump devices. The pressurized fuel from one container and / or the pressurized oxidizer from the further pressure container can then preferably be fed to the turbine devices, in particular can be fed directly.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der Raumfahrtantrieb eine von der Brennkammervorrichtung verschiedene Verbrennungsvorrichtung umfasst, welcher Brennstoff und Oxidator zuführbar ist.It can be advantageous if the space drive comprises a combustion device which is different from the combustion chamber device and to which fuel and oxidizer can be supplied.

Der Raumfahrtantrieb umfasst vorzugsweise eine von der Brennkammervorrichtung verschiedene Verbrennungsvorrichtung, welcher der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter zuführbar ist.The space propulsion system preferably comprises a combustion device which is different from the combustion chamber device and to which the pressurized fuel from one pressure vessel and / or the pressurized oxidizer from the further pressure vessel can be fed.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Turbopumpenvorrichtungen Turbinenvorrichtungen zum Antreiben von Kompressorvorrichtungen der Turbopumpenvorrichtungen umfassen und wenn zum Antreiben der Turbopumpenvorrichtungen ein Abgas aus der Verbrennungsvorrichtung den Turbinenvorrichtungen zuführbar ist.It can be advantageous if the turbo pump devices comprise turbine devices for driving compressor devices of the turbo pump devices and if an exhaust gas from the combustion device can be fed to the turbine devices to drive the turbo pump devices.

Insbesondere ist zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen vorzugsweise der Verbrennungsvorrichtung der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter und der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter zuführbar. Das durch Verbrennung des Brennstoffs mit dem Oxidator in der Verbrennungsvorrichtung erhältliche Abgas aus der Verbrennungsvorrichtung wird vorzugsweise anschließend den Turbinenvorrichtungen zugeführt, um die Turbopumpenvorrichtungen anzutreiben.In particular, in order to start the turbo pump devices, the pressurized fuel can preferably be fed to the combustion device from the one pressure vessel and the pressurized oxidizer from the further pressure vessel. The exhaust gas from the combustion device, which can be obtained by burning the fuel with the oxidizer in the combustion device, is preferably then fed to the turbine devices in order to drive the turbo-pump devices.

Die Verbrennungsvorrichtung ist vorzugsweise als eine Gasgeneratorvorrichtung ausgebildet.The combustion device is preferably designed as a gas generator device.

Der Raumfahrtantrieb ist dann insbesondere ein Gasgeneratortriebwerk.The space propulsion is then in particular a gas generator engine.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der Raumfahrtantrieb mindestens eine Ventilvorrichtung umfasst, mittels welcher die Zufuhr von Brennstoff aus dem Brennstofftank und/oder die Zufuhr von Oxidator aus dem Oxidatortank zu der Verbrennungsvorrichtung, zu dem mindestens einen Druckbehälter und/oder zu der Brennkammervorrichtung steuerbar oder regelbar ist.It can be advantageous if the space propulsion system includes at least one valve device, by means of which the supply of fuel from the fuel tank and / or the supply of oxidizer from the oxidizer tank to the combustion device, to the at least one pressure vessel and / or to the combustion chamber device can be controlled or regulated is.

Günstig kann es sein, wenn der Raumfahrtantrieb mindestens ein Drei-Wege-Ventil umfasst, mittels welchem umschaltbar ist zwischen einer Versorgung der Verbrennungsvorrichtung mit Brennstoff und Oxidator durch die Startvorrichtung einerseits und einer Versorgung der Verbrennungsvorrichtung mit Brennstoff und Oxidator durch die Turbopumpenvorrichtungen andererseits.It can be favorable if the space drive includes at least one three-way valve, by means of which it is possible to switch between supplying the combustion device with fuel and oxidizer by the starter device on the one hand and supplying the combustion device with fuel and oxidizer by the turbo pump devices on the other.

Der erfindungsgemäße Raumfahrtantrieb eignet sich insbesondere zum mehrfachen Starten, insbesondere zum Wiederzünden.The space drive according to the invention is particularly suitable for multiple starts, in particular for re-ignition.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Starten eines Raumfahrtantriebs.The present invention also relates to a method for starting a space propulsion system.

Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem ein Raumfahrtantrieb mehrfach, insbesondere beliebig oft, zuverlässig wiederzündbar ist.In this regard, the invention is based on the object of providing a method by means of which a space propulsion system can be reliably reignited several times, in particular as often as desired.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Starten eines Raumfahrtantriebs gelöst, welches Folgendes umfasst:

  • Zuführen von kryogenem Brennstoff aus einem Brennstofftank zu einem Druckbehälter und/oder Zuführen von kryogenem Oxidator aus einem Oxidatortank zu einem Druckbehälter;
  • Erwärmen des Brennstoffs durch Zuführen von Wärme zu dem Druckbehälter mittels eines Wärmeüberträgers, so dass der Brennstoff unter Druck gesetzt wird, und/oder Erwärmen des Oxidators durch Zuführen von Wärme zu dem Druckbehälter mittels eines Wärmeüberträgers, so dass der Oxidator unter Druck gesetzt wird;
  • Nutzen des unter Druck stehenden Brennstoffs und/oder des unter Druck stehenden Oxidators zum Starten von Turbopumpenvorrichtungen des Raumfahrtantriebs.
According to the invention, this object is achieved by a method for starting a space propulsion system, which comprises the following:
  • Supplying cryogenic fuel from a fuel tank to a pressure vessel and / or supplying cryogenic oxidizer from an oxidizer tank to a pressure vessel;
  • Heating the fuel by supplying heat to the pressure vessel by means of a heat exchanger so that the fuel is pressurized and / or heating the oxidizer by supplying heat to the pressure vessel by means of a heat exchanger so that the oxidizer is pressurized;
  • Using the pressurized fuel and / or the pressurized oxidizer to start space propulsion turbopump devices.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Raumfahrtantrieb beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.The method according to the invention preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the space drive according to the invention.

Vorteilhaft kann es sein, wenn einem Druckbehälter Brennstoff aus dem Brennstofftank und einem weiteren Druckbehälter Oxidator aus dem Oxidatortank zugeführt wird, wobei beiden Druckbehältern zur Druckerhöhung des darin enthaltenen Brennstoffs und des darin enthaltenen Oxidators Wärme zugeführt wird und wobei der unter Druck gesetzte Brennstoff und der unter Druck gesetzte Oxidator zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen genutzt werden.It can be advantageous if fuel is supplied from the fuel tank to a pressure vessel and oxidizer from the oxidizer tank to a further pressure vessel, heat being supplied to both pressure vessels to increase the pressure of the fuel contained therein and the oxidizer contained therein, and the pressurized fuel and the under Pressurized oxidizer can be used to start the turbo pump devices.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Turbopumpenvorrichtungen Turbinenvorrichtungen zum Antreiben von Kompressorvorrichtungen der Turbopumpenvorrichtungen umfassen und dass der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter, insbesondere direkt, den Turbinenvorrichtungen zugeführt wird.In one embodiment of the invention it is provided that the turbo pump devices are turbine devices for driving Compressor devices of the turbo pump devices and that the pressurized fuel from the one pressure vessel and / or the pressurized oxidizer from the further pressure vessel, in particular directly, is fed to the turbine devices.

Der Raumfahrtantrieb umfasst vorzugsweise eine von der Brennkammervorrichtung verschiedene Verbrennungsvorrichtung, welcher Brennstoff und Oxidator zugeführt wird, insbesondere welcher der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter zugeführt wird.The space propulsion system preferably comprises a combustion device different from the combustion chamber device, to which fuel and oxidizer are supplied, in particular to which the pressurized fuel is supplied from one pressure vessel and / or the pressurized oxidizer from the further pressure vessel.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Turbopumpenvorrichtungen Turbinenvorrichtungen zum Antreiben von Kompressorvorrichtungen der Turbopumpenvorrichtungen umfassen und wenn zum Antreiben der Turbopumpenvorrichtungen ein Abgas aus der Verbrennungsvorrichtung den Turbinenvorrichtungen zugeführt wird.It can be advantageous if the turbo pump devices comprise turbine devices for driving compressor devices of the turbo pump devices and if an exhaust gas from the combustion device is supplied to the turbine devices to drive the turbo pump devices.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zum Starten des Raumfahrtantriebs, insbesondere zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen, der Verbrennungsvorrichtung der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter zugeführt wird und dass nach dem Starten des Raumfahrtantriebs, insbesondere nach dem Starten der Turbopumpenvorrichtungen, der Verbrennungsvorrichtung Brennstoff und/oder Oxidator zugeführt wird, welcher mittels der Kompressorvorrichtungen der Turbopumpenvorrichtungen unter Druck gesetzt wurde.In particular, it can be provided that to start the space propulsion, in particular to start the turbopump devices, the combustion device is supplied with the pressurized fuel from one pressure vessel and / or the pressurized oxidizer from the further pressure vessel and that after the space propulsion has started, in particular after starting the turbo pump devices, the combustion device is supplied with fuel and / or oxidizer which has been pressurized by means of the compressor devices of the turbo pump devices.

Ferner können der erfindungsgemäße Raumfahrtantrieb und/oder das erfindungsgemäße Verfahren zum Starten eines Raumfahrtantriebs einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen: Furthermore, the space drive according to the invention and / or the method according to the invention for starting a space drive can have one or more of the features and / or advantages described below:

Der Raumfahrtantrieb ist vorzugsweise ein Triebwerk einer Raketenoberstufe.The space engine is preferably a rocket upper stage engine.

Der Raumfahrtantrieb kann insbesondere für Raumfahrzeuge verwendet werden, welche die Erdumlaufbahn verlassen. Hierbei kann es wünschenswert und teilweise unabdingbar sein, den Raumfahrtantrieb mehrfach ein und aus zu schalten.In particular, the space propulsion system can be used for spacecraft departing earth orbit. Here it can be desirable and sometimes essential to switch the space propulsion system on and off several times.

Mittels der Startvorrichtung des erfindungsgemäßen Raumfahrtantriebs kann vorzugsweise zum Betrieb der Brennkammervorrichtung ohnehin vorhandener Brennstoff und/oder Oxidator auch zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen verwendet werden. Eine unerwünschte Verschmutzung des Raumfahrtantriebs, insbesondere der Turbopumpenvorrichtungen, aufgrund der Verwendung anderer Treibstoffe, insbesondere pyrotechnischer Elemente, kann hierdurch vorzugsweise vermieden werden. Insbesondere kann vorzugsweise eine Verschmutzung durch Pulverdampfrückstände vermieden werden.By means of the starting device of the space propulsion system according to the invention, fuel and / or oxidizer which are already present to operate the combustion chamber device can preferably also be used to start the turbo pump devices. Undesired contamination of the space propulsion system, in particular the turbo pump devices, due to the use of other fuels, in particular pyrotechnic elements, can thereby preferably be avoided. In particular, contamination by powder vapor residues can preferably be avoided.

Insbesondere dann, wenn zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen, insbesondere zum Antreiben der Turbinenvorrichtungen der Turbopumpenvorrichtungen, heißes Abgas aus der Gasgeneratorvorrichtung verwendet wird, ist ein Übergang des Antriebs der Turbinenvorrichtungen von einem Antrieb mittels tiefkaltem Treibgas (wie beispielsweise beim direkten Antreiben der Turbinenvorrichtungen mittels des unter Druck gesetzten Brennstoffs und/oder mittels des unter Druck gesetzten Oxidators) zu dem Antrieb mittels heißer Abgase aus der Verbrennungsvorrichtung im Normalbetrieb des Raumfahrtantriebs vorzugsweise vermeidbar. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit und die Standfestigkeit des Raumfahrtantriebs, insbesondere der Turbopumpenvorrichtungen, vorzugsweise deutlich erhöht werden.In particular, if hot exhaust gas from the gas generator device is used to start the turbo pump devices, in particular to drive the turbine devices of the turbo pump devices, a transition of the drive of the turbine devices from a drive by means of cryogenic propellant gas (such as, for example, when driving the turbine devices directly by means of the under pressure fuel set and / or by means of the pressurized oxidizer) to the drive by means of hot exhaust gases from the combustion device in normal operation of the space propulsion system, preferably avoidable. In this way, the reliability and stability of the space drive, in particular of the turbo pump devices, can preferably be increased significantly.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Starten eines Raumfahrtantriebs ist bei dem erfindungsgemäßen Raumfahrtantrieb vorzugsweise beliebig oft wiederholbar.The method according to the invention for starting a space drive can preferably be repeated as often as desired in the space drive according to the invention.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject matter of the following description and the graphic representation of an exemplary embodiment.

In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Raumfahrtantriebs, bei welchem zum Starten von Turbopumpenvorrichtungen des Raumfahrtantriebs eine Startvorrichtung mit zwei Druckbehältern vorgesehen ist; und
  • 2 eine vergrößerte beispielhafte Darstellung eines Druckbehälters aus 1.
In the drawings show:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of a space drive, in which a starting device with two pressure vessels is provided for starting turbo pump devices of the space drive; and
  • 2 an enlarged exemplary representation of a pressure vessel 1 .

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols in all figures.

Eine in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsform eines als Ganzes mit 100 bezeichneten Raumfahrzeugs umfasst einen Raumfahrtantrieb 102, mittels welchem das Raumfahrzeug 100 antreibbar ist.One in the 1 and 2 The illustrated embodiment of a spacecraft designated as a whole by 100 comprises a space drive 102 , by means of which the spacecraft 100 is drivable.

Der Raumfahrtantrieb 102 ist insbesondere ein Raketentriebwerk 104, beispielsweise ein Oberstufentriebwerk eines Raumfahrzeugs 100, mittels welchem die Erdumlaufbahn verlassen werden kann.Space propulsion 102 is in particular a rocket engine 104 , for example a spacecraft upper stage engine 100 , by means of which the earth orbit can be left.

Der Raumfahrtantrieb 102 umfasst eine Brennkammervorrichtung 106, einen Brennstofftank 108 und einen Oxidatortank 110.Space propulsion 102 comprises a combustion chamber device 106 , a fuel tank 108 and an oxidizer tank 110 .

Der Brennkammervorrichtung 106 ist Brennstoff aus dem Brennstofftank 108 und Oxidator aus dem Oxidatortank 110 zuführbar.The combustion chamber device 106 is fuel from the fuel tank 108 and oxidizer from the oxidizer tank 110 feedable.

Durch Verbrennen des Brennstoffs mit dem Oxidator kann die darin enthaltene chemische Energie in Bewegungsenergie umgewandelt werden. Insbesondere kann über eine Schubdüsenvorrichtung 112 des Raumfahrtantriebs 102 eine Expansion des Brennstoffs, des Oxidators und/oder des durch Verbrennung des Brennstoffs mit dem Oxidator erhältlichen Abgases erfolgen. Aufgrund der Formgebung der Schubdüsenvorrichtung 112 erfolgt die Expansion entgegen einer gewünschten Bewegungsrichtung des Raumfahrzeugs 100, so dass aufgrund des hierdurch erzeugten Rückstoßes ein Schub zum Antreiben des Raumfahrzeugs 100 erzeugt wird.By burning the fuel with the oxidizer, the chemical energy it contains can be converted into kinetic energy. In particular, a thrust nozzle device 112 of space propulsion 102 an expansion of the fuel, the oxidizer and / or the exhaust gas obtainable by combustion of the fuel with the oxidizer take place. Due to the shape of the thruster device 112 the expansion takes place against a desired direction of movement of the spacecraft 100 so that due to the recoil generated thereby, a thrust to propel the spacecraft 100 is produced.

Der Raumfahrtantrieb 102 umfasst ferner zwei Turbopumpenvorrichtungen 114, welche jeweils eine Turbinenvorrichtung 116 und eine Kompressorvorrichtung 118 umfassen.Space propulsion 102 further comprises two turbo pump devices 114 which each have a turbine device 116 and a compressor device 118 include.

Die Turbinenvorrichtung 116 und die Kompressorvorrichtung 118 einer jeden Turbopumpenvorrichtung 114 sind mittels einer Welle 120 mechanisch miteinander gekoppelt, so dass durch Antreiben der Turbinenvorrichtung 116 die Kompressorvorrichtung 118 angetrieben werden kann.The turbine device 116 and the compressor device 118 of each turbo pump device 114 are by means of a shaft 120 mechanically coupled together so that by driving the turbine device 116 the compressor device 118 can be driven.

Die Kompressorvorrichtung 118 einer dem Brennstofftank 108 zugeordneten Turbopumpenvorrichtung 114 dient dazu, den Brennstoff unter hohen Druck, beispielsweise 100 bar, zu setzen und der Brennkammervorrichtung 106 und/oder der Schubdüsenvorrichtung 112 zuzuführen.The compressor device 118 one to the fuel tank 108 associated turbo pump device 114 serves to put the fuel under high pressure, for example 100 bar, and the combustion chamber device 106 and / or the thruster device 112 feed.

Die Kompressorvorrichtung 118 einer dem Oxidatortank 110 zugeordneten Turbopumpenvorrichtung 114 dient dazu, den Oxidator unter hohen Druck, beispielsweise 100 bar, zu setzen und der Brennkammervorrichtung 106 zuzufü h ren.The compressor device 118 one to the oxidizer tank 110 associated turbo pump device 114 serves to put the oxidizer under high pressure, for example 100 bar, and the combustion chamber device 106 to feed.

Zum Antreiben der Turbopumpenvorrichtungen 114 umfasst der Raumfahrtantrieb 102 eine von der Brennkammervorrichtung 106 verschiedene Verbrennungsvorrichtung 122.For driving the turbo pump devices 114 includes space propulsion 102 one from the combustion chamber device 106 various combustion device 122 .

Die Verbrennungsvorrichtung 122 ist im Normalbetrieb des Raumfahrtantriebs 102, in welchem die Turbopumpenvorrichtungen 114 kontinuierlich angetrieben werden, mit Brennstoff und Oxidator versorgbar, welcher aus einer Brennstoffleitung 124 bzw. einer Oxidatorleitung 126 zur Versorgung der Brennkammervorrichtung 106 bzw. der Schubdüsenvorrichtung 112 mit Brennstoff bzw. Oxidator abgezweigt wird.The combustion device 122 is in normal operation of the space propulsion system 102 in which the turbo pump devices 114 continuously driven, with fuel and oxidizer, which can be supplied from a fuel line 124 or an oxidizer line 126 to supply the combustion chamber device 106 or the thruster device 112 is branched off with fuel or oxidizer.

Im Normalbetrieb des Raumfahrtantriebs 102 wird zur Versorgung der Verbrennungsvorrichtung 122 somit Brennstoff und Oxidator verwendet werden, welcher mittels der Kompressorvorrichtungen 118 der Turbopumpenvorrichtungen 114 unter Druck gesetzt wurde.In normal operation of the space propulsion system 102 is used to supply the combustion device 122 thus fuel and oxidizer are used, which by means of the compressor devices 118 of the turbo pump devices 114 was pressurized.

Zum Starten des Raumfahrtantriebs 102 kann der Verbrennungsvorrichtung 122 mittels der Kompressorvorrichtungen 118 der Turbopumpenvorrichtungen 114 jedoch kein unter Druck gesetzter Brennstoff und kein unter Druck gesetzter Oxidator zugeführt werden, da die Turbopumpenvorrichtungen 114 vor dem Start des Raumfahrtantriebs 102 deaktiviert sind und somit die Kompressorvorrichtungen 118 auch nicht zur Druckerhöhung dienen können.To start the space propulsion 102 can the incinerator 122 by means of the compressor devices 118 of the turbo pump devices 114 however, no pressurized fuel and no pressurized oxidizer are supplied because the turbo pump devices 114 before the start of space propulsion 102 are deactivated and thus the compressor devices 118 can also not serve to increase the pressure.

Zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen 114 und somit des gesamten Raumfahrtantriebs 102 umfasst der Raumfahrtantrieb 102 eine Startvorrichtung 128.To start the turbo pump devices 114 and thus the entire space propulsion system 102 includes space propulsion 102 a starting device 128 .

Die Startvorrichtung 128 umfasst zwei Druckbehälter 130.The starting device 128 includes two pressure vessels 130 .

Einer der Druckbehälter 130 ist mittels einer Brennstoffleitung 124 direkt mit dem Brennstofftank 108 verbunden.One of the pressure vessels 130 is by means of a fuel line 124 directly to the fuel tank 108 connected.

Der weitere Druckbehälter 130 ist mittels einer Oxidatorleitung 126 direkt mit dem Oxidatortank 110 verbunden.The further pressure vessel 130 is by means of an oxidizer line 126 directly to the oxidizer tank 110 connected.

Den Druckbehältern 130 kann somit Brennstoff aus dem Brennstofftank 108 bzw. Oxidator aus dem Oxidatortank 110 zugeführt werden.The pressure vessels 130 can thus fuel from the fuel tank 108 or oxidizer from the oxidizer tank 110 are fed.

Da der Brennstoff vorzugsweise kryogener Brennstoff, insbesondere flüssiger Wasserstoff, ist und da der Oxidator vorzugsweise kryogener Oxidator, insbesondere flüssiger Sauerstoff, ist, kann eine Druckerhöhung des Brennstoffs und des Oxidators in den Druckbehältern 130 besonders einfach dadurch erfolgen, dass den Druckbehältern 130 und somit dem Brennstoff und dem Oxidator Wärme zugeführt wird.Since the fuel is preferably cryogenic fuel, in particular liquid hydrogen, and since the oxidizer is preferably cryogenic oxidizer, in particular liquid oxygen, the pressure of the fuel and the oxidizer in the pressure vessels can increase 130 particularly easily done in that the pressure vessel 130 and thus heat is supplied to the fuel and the oxidizer.

Der unter Druck gesetzte Brennstoff in dem einen Druckbehälter 130 und der unter Druck gesetzte Oxidator in dem weiteren Druckbehälter 130 können dann der Verbrennungsvorrichtung 122 zugeführt werden, um dort chemisch miteinander umgesetzt zu werden. Die dabei entstehenden Abgase der Verbrennungsvorrichtung 122 sind über Abgasleitungen 132 den Turbopumpenvorrichtungen 114, insbesondere den Turbinenvorrichtungen 116 der Turbopumpenvorrichtungen 114, zuführbar und können zum Antreiben, insbesondere zum Starten, der Turbopumpenvorrichtungen 114 genutzt werden.The pressurized fuel in one pressure vessel 130 and the pressurized oxidizer in the further pressure vessel 130 can then use the combustion device 122 are supplied to be chemically reacted with one another there. The resulting exhaust gases from the combustion device 122 are via exhaust pipes 132 the turbo pump devices 114 , especially the turbine devices 116 of the turbo pump devices 114 , feedable and can for driving, in particular for starting, the turbo pump devices 114 be used.

Die Verbrennungsvorrichtung 122 ist insbesondere eine Gasgeneratorvorrichtung 134.The combustion device 122 is in particular a gas generator device 134 .

Der Raumfahrtantrieb 102 ist somit insbesondere ein Gasgeneratortriebwerk 136.Space propulsion 102 is thus in particular a gas generator engine 136 .

Zur Steuerung und/oder Regelung der Zufuhr von Brennstoff und Oxidator zu den Turbopumpenvorrichtungen 114, zu den Druckbehältern 130 und/oder zu der Verbrennungsvorrichtung 112 sind Ventilvorrichtungen 138 vorgesehen.For controlling and / or regulating the supply of fuel and oxidizer to the turbo pump devices 114 , to the pressure vessels 130 and / or to the combustion device 112 are valve devices 138 intended.

Mindestens eine Ventilvorrichtung 138 ist beispielsweise als ein Drei-Wege-Ventil 140 ausgebildet.At least one valve device 138 is for example as a three-way valve 140 educated.

Ein Drei-Wege-Ventil 140 kann insbesondere dazu verwendet werden, um zwischen einer Versorgung der Verbrennungsvorrichtung 122 mit Brennstoff oder Oxidator aus dem Brennstofftank 108 bzw. dem Oxidatortank 110 einerseits und der Versorgung mit Brennstoff oder Oxidator aus einem Druckbehälter 130 andererseits umzuschalten.A three-way valve 140 can in particular be used to switch between a supply of the combustion device 122 with fuel or oxidizer from the fuel tank 108 or the oxidizer tank 110 on the one hand and the supply of fuel or oxidizer from a pressure vessel 130 on the other hand to switch.

Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, kann die Startvorrichtung 128 ferner einen Wärmeüberträger 142 umfassen.How in particular 2 can be seen, the starting device 128 also a heat exchanger 142 include.

Mittels des Wärmeüberträgers 142 ist einem Druckbehälter 130, insbesondere dem darin angeordneten Brennstoff oder Oxidator, Wärme zuführbar.By means of the heat exchanger 142 is a pressure vessel 130 , in particular the fuel or oxidizer arranged therein, heat can be supplied.

Vorzugsweise ist jedem Druckbehälter 130 mindestens ein Wärmeüberträger 142 zugeordnet.Preferably each pressure vessel 130 at least one heat exchanger 142 assigned.

Die Startvorrichtung 128 kann vorzugsweise ferner eine Spülvorrichtung 144 umfassen, insbesondere um den mindestens einen Druckbehälter 130 zwischen zwei Startvorgängen des Raumfahrtantriebs 102 zu spülen und auf einen weiteren Startvorgang vorzubereiten.The starting device 128 can preferably also have a flushing device 144 include, in particular around the at least one pressure vessel 130 between two space propulsion starts 102 to rinse and prepare for another start-up.

Der vorstehend beschriebene Raumfahrtantrieb 102 funktioniert wie folgt:

  • In einem Ruhebetrieb des Raumfahrtantriebs 102, in welchem mittels der Schubdüsenvorrichtung 112 kein Schub erzeugt wird, befinden sich die Turbopumpenvorrichtungen 114 ebenfalls in einem Ruhebetrieb, das heißt, dass insbesondere die Kompressorvorrichtungen 118 der Turbopumpenvorrichtungen 114 nicht angetrieben sind. Mittels der Turbopumpenvorrichtungen 114 kann somit im Ruhebetrieb des Raumfahrtantriebs 102 kein unter Druck stehender Brennstoff und kein unter Druck stehender Oxidator erzeugt werden.
The space engine described above 102 works like this:
  • In an idle mode of the space drive 102 , in which by means of the thrust nozzle device 112 no thrust is generated, the turbo pump devices are located 114 also in idle mode, that is, in particular the compressor devices 118 of the turbo pump devices 114 are not driven. By means of the turbo pump devices 114 can thus when the space engine is idle 102 no pressurized fuel or oxidizer are generated.

Unter Druck stehender Brennstoff und/oder unter Druck stehender Oxidator sind jedoch bei der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform des Raumfahrtantriebs 102 zum Betrieb des Raumfahrtantriebs 102 zwingend erforderl ich.However, pressurized fuel and / or pressurized oxidizer are included in the 1 and 2 illustrated embodiment of the space drive 102 to operate the space propulsion system 102 absolutely necessary.

Der Raumfahrtantrieb 102 umfasst daher eine Startvorrichtung 128, um zum Starten des Raumfahrtantriebs 102 den benötigten unter Druck stehenden Brennstoff und/oder den benötigten unter Druck stehenden Oxidator bereitzustellen.Space propulsion 102 therefore includes a starting device 128 to start the space propulsion 102 provide the required pressurized fuel and / or the required pressurized oxidizer.

Hierzu wird Brennstoff aus dem Brennstofftank 108 einem Druckbehälter 130 zugeführt. Ferner wird Oxidator aus dem Oxidatortank 110 einem weiteren Druckbehälter 130 zugeführt.For this purpose, fuel is taken from the fuel tank 108 a pressure vessel 130 fed. In addition, the oxidizer is removed from the oxidizer tank 110 another pressure vessel 130 fed.

Die Druckbehälter 130 werden dann verschlossen und mittels Wärmeüberträger 142 erwärmt.The pressure vessel 130 are then closed and by means of heat exchangers 142 warmed up.

Der zunächst kryogene Brennstoff und der zunächst kryogene Oxidator werden hierdurch erwärmt und unter Druck gesetzt.The initially cryogenic fuel and the initially cryogenic oxidizer are thereby heated and pressurized.

Bei Erreichen eines gewünschten Druckniveaus wird der unter Druck gesetzte Brennstoff und der unter Druck gesetzte Oxidator aus den Druckbehältern 130 der Verbrennungsvorrichtung 122 zugeführt.Upon reaching a desired pressure level, the pressurized fuel and the pressurized oxidizer are released from the pressure vessels 130 the combustion device 122 fed.

In der Verbrennungsvorrichtung 122 wird der Brennstoff mit dem Oxidator verbrannt.In the incinerator 122 the fuel is burned with the oxidizer.

Das hierbei entstehende unter Druck stehende heiße Abgas wird über die Abgasleitungen 132 den Turbinenvorrichtungen 116 der Turbopumpenvorrichtungen 114 zugeführt.The resulting hot exhaust gas is under pressure via the exhaust pipes 132 the turbine devices 116 of the turbo pump devices 114 fed.

Die Turbinenvorrichtungen 116 werden hierdurch angetrieben, insbesondere in Rotation versetzt.The turbine devices 116 are thereby driven, in particular set in rotation.

Die Rotationsbewegung wird über die Wellen 120 der Turbopumpenvorrichtung 114 auf die Kompressorvorrichtungen 118 der Turbopumpenvorrichtungen 114 übertragen. Die Kompressorvorrichtungen 118 sind dann einsatzbereit, um den aus dem Brennstofftank 108 zugeführten Brennstoff bzw. den aus dem Oxidatortank 110 zugeführten Oxidator unter Druck zu setzen, insbesondere unter einen Druck von beispielsweise ungefähr 100 bar.The rotational movement is via the shafts 120 the turbo pump device 114 on the compressor devices 118 of the turbo pump devices 114 transfer. The compressor devices 118 are then ready to use to remove the fuel from the fuel tank 108 supplied fuel or from the oxidizer tank 110 to put supplied oxidizer under pressure, in particular under a pressure of, for example, about 100 bar.

Der mittels der Kompressorvorrichtungen 118 der Turbopumpenvorrichtungen 114 unter Druck gesetzte Brennstoff bzw. Oxidator wird dann der Brennkammervorrichtung 106 und der Schubdüsenvorrichtung 112 zugeführt, um dort zur Erzeugung von Schub genutzt zu werden.By means of the compressor devices 118 of the turbo pump devices 114 Pressurized fuel or oxidizer is then added to the combustor 106 and the thruster device 112 supplied to be used there to generate thrust.

Aus der Brennstoffleitung 124 zur Zuführung von unter Druck stehendem Brennstoff von der Kompressorvorrichtung 118 zu der Brennkammervorrichtung 106 und/oder zu der Schubdüsenvorrichtung 112 kann unter Druck stehender Brennstoff abgezweigt werden, um diesen der Verbrennungsvorrichtung 122 zuzuführen.From the fuel line 124 for supplying fuel under pressure from the compressor device 118 to the combustion chamber device 106 and / or to the thruster device 112 pressurized fuel can be diverted to the combustion device 122 feed.

Entsprechend kann aus der Oxidatorleitung 126 zur Zuführung von mittels der Kompressorvorrichtung 118 erzeugtem unter Druck stehenden Oxidator zu der Brennkammervorrichtung 106 unter Druck stehender Oxidator abgezweigt werden, um diesen der Verbrennungsvorrichtung 122 zuzuführen.Correspondingly, from the oxidizer line 126 for feeding by means of the compressor device 118 pressurized oxidizer produced to the combustor 106 pressurized oxidizer can be diverted to the combustion device 122 feed.

Die Verbrennungsvorrichtung 122 kann somit nach dem Starten der Turbopumpenvorrichtung 114 mit Brennstoff und Oxidator versorgt werden, welche mittels der Kompressorvorrichtungen 118 unter Druck gesetzt wurden. Die Versorgung der Verbrennungsvorrichtung 122 mit Brennstoff und Oxidator kann somit von der zunächst zum Starten des Raumfahrtantriebs 102 erfolgten Versorgung mittels der Druckbehälter 130 auf die Versorgung mittels der Kompressorvorrichtungen 118 umgestellt werden.The combustion device 122 can thus after starting the turbo pump device 114 be supplied with fuel and oxidizer, which by means of the compressor devices 118 were pressured. The supply of the combustion device 122 with fuel and oxidizer you can start the space propulsion first 102 supplied by means of the pressure vessel 130 on the supply by means of the compressor devices 118 be changed.

Nach dieser Umstellung, beispielsweise durch Umstellen der Drei-Wege-Ventile 140, kann der Raumfahrtantrieb 102 ohne Zutun der Startvorrichtung 128 in einem Normalbetrieb weiterbetrieben werden.After this changeover, for example by changing the three-way valves 140 , can the space propulsion 102 without the assistance of the starting device 128 continue to be operated in normal operation.

Bei Bedarf kann die Zufuhr von Brennstoff und Oxidator zu der Brennkammervorrichtung 106 und/oder der Schubdüsenvorrichtung 112 unterbrochen werden, um den Raumfahrtantrieb 102 zu stoppen, insbesondere wieder in den Ruhezustand zu versetzen.If necessary, the supply of fuel and oxidizer to the combustion chamber device 106 and / or the thruster device 112 interrupted to space propulsion 102 to stop, especially to put it back to sleep.

Ein erneuter Start des Raumfahrtantriebs 102 ist dann jedoch jederzeit durch erneute Nutzung der Startvorrichtung 128 zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen 114 möglich.Another start of space propulsion 102 is then, however, at any time by using the starting device again 128 to start the turbo pump devices 114 possible.

Dadurch, dass die Startvorrichtung 128 vorgesehen ist, kann der Raumfahrtantrieb 102 beliebig oft zuverlässig wiedergezündet werden.By having the starting device 128 is provided, the space drive 102 can be reliably reignited as often as required.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
RaumfahrzeugSpacecraft
102102
RaumfahrtantriebSpace propulsion
104104
RaketentriebwerkRocket engine
106106
BrennkammervorrichtungCombustion chamber device
108108
BrennstofftankFuel tank
110110
OxidatortankOxidizer tank
112112
SchubdüsenvorrichtungThruster device
114114
TurbopumpenvorrichtungTurbo pump device
116116
TurbinenvorrichtungTurbine device
118118
KompressorvorrichtungCompressor device
120120
Wellewave
122122
VerbrennungsvorrichtungCombustion device
124124
BrennstoffleitungFuel line
126126
OxidatorleitungOxidizer line
128128
StartvorrichtungStarting device
130130
Druckbehälterpressure vessel
132132
AbgasleitungExhaust pipe
134134
GasgeneratorvorrichtungInflator device
136136
GasgeneratortriebwerkGas generator engine
138138
VentilvorrichtungValve device
140140
Drei-Wege-VentilThree-way valve
142142
WärmeüberträgerHeat exchanger
144144
SpülvorrichtungFlushing device

Claims (15)

Raumfahrtantrieb (102) für ein Raumfahrzeug (100), umfassend: - einen Brennstofftank (108) zur Aufnahme von kryogenem Brennstoff; - einen Oxidatortank (110) zur Aufnahme von kryogenem Oxidator; - eine Brennkammervorrichtung (106) zur Umsetzung des Brennstoffs mit Oxidator; - eine Schubdüsenvorrichtung (112) zur Erzeugung von Schub; - zwei Turbopumpenvorrichtungen (114) zum Fördern von Brennstoff und Oxidator zu der Brennkammervorrichtung (106); - eine Startvorrichtung (128) zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen (114), dadurch gekennzeichnet, dass die Startvorrichtung (128) mindestens einen Druckbehälter (130) umfasst, welchem Brennstoff aus dem Brennstofftank (108) oder Oxidator aus dem Oxidatortank (110) zuführbar ist, wobei die Startvorrichtung (128) ferner einen Wärmeüberträger (142) umfasst, wobei dem Druckbehälter (130) zur Druckerhöhung des darin enthaltenen Brennstoffs oder des darin enthaltenen Oxidators Wärme mittels des Wärmeüberträgers (142) zuführbar ist und wobei der unter Druck gesetzte Brennstoff oder Oxidator zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen (114) nutzbar ist.A space engine (102) for a spacecraft (100), comprising: - a fuel tank (108) for holding cryogenic fuel; - An oxidizer tank (110) for holding cryogenic oxidizer; - A combustion chamber device (106) for converting the fuel with oxidizer; - a thrust nozzle device (112) for generating thrust; - Two turbo pump devices (114) for conveying fuel and oxidizer to the combustion chamber device (106); - a starting device (128) for starting the turbo pump devices (114), characterized in that the starting device (128) comprises at least one pressure vessel (130) to which fuel can be fed from the fuel tank (108) or oxidizer from the oxidizer tank (110), wherein the starting device (128) further comprises a heat exchanger (142), wherein the pressure vessel (130) for increasing the pressure of the fuel contained therein or the oxidizer contained therein heat can be supplied by means of the heat exchanger (142) and wherein the pressurized fuel or oxidizer for Starting the turbo pump devices (114) is usable. Raumfahrtantrieb (102) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Startvorrichtung (128) zwei Druckbehälter (130) umfasst, wobei einem Druckbehälter (130) Brennstoff aus dem Brennstofftank (108) und einem weiteren Druckbehälter (130) Oxidator aus dem Oxidatortank (110) zuführbar ist, wobei beiden Druckbehältern (130) zur Druckerhöhung des darin enthaltenen Brennstoffs und des darin enthaltenen Oxidators Wärme zuführbar ist und wobei der unter Druck gesetzte Brennstoff und der unter Druck gesetzte Oxidator zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen (114) nutzbar sind.Space propulsion (102) after Claim 1 , characterized in that the starting device (128) comprises two pressure vessels (130), one pressure vessel (130) fuel from the Fuel tank (108) and a further pressure vessel (130) oxidizer can be fed from the oxidizer tank (110), both pressure vessels (130) can be supplied with heat to increase the pressure of the fuel contained therein and the oxidizer contained therein, and the pressurized fuel and the pressurized oxidizer can be used to start the turbo pump devices (114). Raumfahrtantrieb (102) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbopumpenvorrichtungen (114) Turbinenvorrichtungen (116) zum Antreiben von Kompressorvorrichtungen (118) der Turbopumpenvorrichtungen (114) umfassen und dass der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter (130) und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter (130) den Turbinenvorrichtungen (116) zuführbar ist.Space propulsion (102) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the turbo pump devices (114) comprise turbine devices (116) for driving compressor devices (118) of the turbo pump devices (114) and that the pressurized fuel from the one pressure vessel (130) and / or the pressurized oxidizer from the further pressure vessel (130) can be fed to the turbine devices (116). Raumfahrtantrieb (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumfahrtantrieb (102) eine von der Brennkammervorrichtung (106) verschiedene Verbrennungsvorrichtung (122) umfasst, welcher Brennstoff und Oxidator zuführbar ist.Space propulsion (102) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the space drive (102) comprises a combustion device (122) which is different from the combustion chamber device (106) and to which fuel and oxidizer can be supplied. Raumfahrtantrieb (102) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumfahrtantrieb (102) eine von der Brennkammervorrichtung (106) verschiedene Verbrennungsvorrichtung (122) umfasst, welcher der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter (130) und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter (130) zuführbar ist.Space propulsion (102) after Claim 4 , characterized in that the space drive (102) comprises a combustion device (122) which is different from the combustion chamber device (106) and which contains the pressurized fuel from one pressure vessel (130) and / or the pressurized oxidizer from the further pressure vessel ( 130) can be supplied. Raumfahrtantrieb (102) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbopumpenvorrichtungen (114) Turbinenvorrichtungen (116) zum Antreiben von Kompressorvorrichtungen (118) der Turbopumpenvorrichtungen (114) umfassen und dass zum Antreiben der Turbopumpenvorrichtungen (114) ein Abgas aus der Verbrennungsvorrichtung (122) den Turbinenvorrichtungen (116) zuführbar ist.Space propulsion (102) according to one of the Claims 4 or 5 , characterized in that the turbo pump devices (114) comprise turbine devices (116) for driving compressor devices (118) of the turbo pump devices (114) and that an exhaust gas from the combustion device (122) can be fed to the turbine devices (116) for driving the turbo pump devices (114) is. Raumfahrtantrieb (102) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsvorrichtung (122) als eine Gasgeneratorvorrichtung (134) ausgebildet ist.Space propulsion (102) according to one of the Claims 4 to 6th , characterized in that the combustion device (122) is designed as a gas generator device (134). Raumfahrtantrieb (102) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumfahrtantrieb (102) mindestens eine Ventilvorrichtung (138) umfasst, mittels welcher die Zufuhr von Brennstoff aus dem Brennstofftank (108) und/oder die Zufuhr von Oxidator aus dem Oxidatortank (110) zu der Verbrennungsvorrichtung (122), zu dem mindestens einen Druckbehälter (130) und/oder zu der Brennkammervorrichtung (106) steuerbar oder regelbar ist.Space propulsion (102) according to one of the Claims 4 to 7th , characterized in that the space drive (102) comprises at least one valve device (138), by means of which the supply of fuel from the fuel tank (108) and / or the supply of oxidizer from the oxidizer tank (110) to the combustion device (122), to which at least one pressure vessel (130) and / or to the combustion chamber device (106) can be controlled or regulated. Raumfahrtantrieb (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumfahrtantrieb (102) mindestens ein Drei-Wege-Ventil (140) umfasst, mittels welchem umschaltbar ist zwischen einer Versorgung der Verbrennungsvorrichtung (122) mit Brennstoff und Oxidator durch die Startvorrichtung (128) und einer Versorgung der Verbrennungsvorrichtung (122) mit Brennstoff und Oxidator durch die Turbopumpenvorrichtungen (114).Space propulsion (102) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the space drive (102) comprises at least one three-way valve (140), by means of which it is possible to switch between supplying the combustion device (122) with fuel and oxidizer by the starting device (128) and supplying the combustion device ( 122) with fuel and oxidizer by the turbo pump devices (114). Verfahren zum Starten eines Raumfahrtantriebs (102), umfassend: - Zuführen von kryogenem Brennstoff aus einem Brennstofftank (108) zu einem Druckbehälter (130) und/oder Zuführen von kryogenem Oxidator aus einem Oxidatortank (110) zu einem Druckbehälter (130); - Erwärmen des Brennstoffs durch Zuführen von Wärme zu dem Druckbehälter (130) mittels eines Wärmeüberträgers (142), so dass der Brennstoff unter Druck gesetzt wird, und/oder Erwärmen des Oxidators durch Zuführen von Wärme zu dem Druckbehälter (130) mittels eines Wärmeüberträgers (142), so dass der Oxidator unter Druck gesetzt wird; - Nutzen des unter Druck stehenden Brennstoffs und/oder des unter Druck stehenden Oxidators zum Starten von Turbopumpenvorrichtungen (114) des Raumfahrtantriebs (102).A method of starting a space engine (102) comprising: - supplying cryogenic fuel from a fuel tank (108) to a pressure vessel (130) and / or supplying cryogenic oxidizer from an oxidizer tank (110) to a pressure vessel (130); - Heating the fuel by supplying heat to the pressure vessel (130) by means of a heat exchanger (142), so that the fuel is pressurized, and / or heating the oxidizer by supplying heat to the pressure vessel (130) by means of a heat exchanger ( 142) so that the oxidizer is pressurized; - Using the pressurized fuel and / or the pressurized oxidizer to start turbo pump devices (114) of the space propulsion system (102). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbopumpenvorrichtungen (114) Turbinenvorrichtungen (116) zum Antreiben von Kompressorvorrichtungen (118) der Turbopumpenvorrichtungen (114) umfassen und dass der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter (130) und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter (130) den Turbinenvorrichtungen (116) zugeführt wird.Procedure according to Claim 10 , characterized in that the turbo pump devices (114) comprise turbine devices (116) for driving compressor devices (118) of the turbo pump devices (114) and that the pressurized fuel from the one pressure vessel (130) and / or the pressurized oxidizer from the further pressure vessel (130) is fed to the turbine devices (116). Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumfahrtantrieb (102) eine von der Brennkammervorrichtung (106) verschiedene Verbrennungsvorrichtung (122) umfasst, welcher Brennstoff und Oxidator zugeführt wird.Method according to one of the Claims 10 or 11 , characterized in that the space drive (102) comprises a combustion device (122) different from the combustion chamber device (106), to which fuel and oxidizer are supplied. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumfahrtantrieb (102) eine von der Brennkammervorrichtung (106) verschiedene Verbrennungsvorrichtung (122) umfasst, welcher der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter (130) und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter (130) zugeführt wird.Procedure according to Claim 12 , characterized in that the space drive (102) comprises a combustion device (122) which is different from the combustion chamber device (106) and which contains the pressurized fuel from one pressure vessel (130) and / or the pressurized oxidizer from the further pressure vessel ( 130) is fed. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbopumpenvorrichtungen (114) Turbinenvorrichtungen (116) zum Antreiben von Kompressorvorrichtungen (118) der Turbopumpenvorrichtungen (114) umfassen und dass zum Antreiben der Turbopumpenvorrichtungen (114) ein Abgas aus der Verbrennungsvorrichtung (122) den Turbinenvorrichtungen (116) zugeführt wird.Method according to one of the Claims 12 or 13 , characterized in that the turbo pump devices (114) comprise turbine devices (116) for driving compressor devices (118) of the turbo pump devices (114) and that an exhaust gas from the combustion device (122) is supplied to the turbine devices (116) for driving the turbo pump devices (114) becomes. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Starten des Raumfahrtantriebs (102), insbesondere zum Starten der Turbopumpenvorrichtungen (114), der Verbrennungsvorrichtung (122) der unter Druck gesetzte Brennstoff aus dem einen Druckbehälter (130) und/oder der unter Druck gesetzte Oxidator aus dem weiteren Druckbehälter (130) zugeführt wird und dass nach dem Starten des Raumfahrtantriebs (102), insbesondere nach dem Starten der Turbopumpenvorrichtungen (114), der Verbrennungsvorrichtung (122) Brennstoff und/oder Oxidator zugeführt wird, welcher mittels der Kompressorvorrichtungen (118) der Turbopumpenvorrichtungen (114) unter Druck gesetzt wurde.Procedure according to Claim 14 , characterized in that to start the space propulsion (102), in particular to start the turbo pump devices (114), the combustion device (122), the pressurized fuel from one pressure vessel (130) and / or the pressurized oxidizer from the other Pressure vessel (130) is supplied and that after starting the space propulsion system (102), in particular after starting the turbo pump devices (114), the combustion device (122) is supplied with fuel and / or oxidizer, which by means of the compressor devices (118) of the turbo pump devices ( 114) was pressurized.
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