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Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit einem Raketentriebwerk, insbesondere einem Raketentriebwerk für Raumfahrzeuge.
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In aus dem Stand der Technik bekannten Flüssigkeits-Raketentriebwerken wird Treibstoff mittels eines Treibstofffördersystems aus Treibstofftanks einer Schubkammer zugeführt, die sich im Wesentlichen aus einer Brennkammer und einer (Expansions-) Düse zusammensetzt. Als Treibstoff kann beispielsweise Wasserstoff, Kerosin oder Hydrazin verwendet werden, der zusammen mit einem Oxidationsmittel, zum Beispiel flüssigem Sauerstoff oder Stickstofftetroxid, in die Brennkammer eingespritzt wird, um dort zu verbrennen. Die dabei erzeugten Abgase expandieren aus der Brennkammer durch die Düse in die Umgebung, wodurch das Raketentriebwerk eine Schubkraft erzeugt, die entgegen der Expansionsrichtung des Abgases wirkt.
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Während des Brennvorgangs können die Temperaturen in der Brennkammer über 3000 °C erreichen. Damit die Schubkammer, vor allem die Brennkammer, diesen Temperaturen standhält, wird die Wand der Brennkammer üblicherweise mittels eines durch ein Leitungssystem fließenden Kühlmittels gekühlt. Beispielsweise kann der Treibstoff (z.B. Flüssigwasserstoff) im sogenannten Nebenstromverfahren vor der Zuführung in die Brennkammer durch in der Brennkammerwand ausgebildete Kanäle geleitet werden, wo ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Brennkammerwand stattfindet. Beispielhafte Ausgestaltungen einer Brennkammer, die Kühlkanäle zur Durchströmung mit einem Kühlmedium aufweist, sind in den Dokumenten
DE 103 43 049 B3 und
US 2010 / 0 229 389 A1 beschrieben.
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Das Dokument
WO 2015/155 733 A1 offenbart eine Schubkammer für ein Flüssigkeitstriebwerk, welche ein längliches hohles rohrförmiges Gehäuse mit einer eine Brennkammer für den Flüssigtreibstoff und eine Auslassdüse für die Verbrennungsprodukte begrenzenden Innenwand sowie einer Außenwand aufweist, wobei die Innen- und Außenwand axial bezüglich einer Achse des Gehäuses in radialer Richtung voneinander beabstandet verlaufen und mindestens eine Führungsleitung eines Kühlfluids zwischen ihnen begrenzen, wobei sich mehrere ein Gitter bildende stabförmige Elemente in die Führungsleitung erstrecken, um das Kühlfluid durch Erzeugung einer vorbestimmten Turbulenz zu stören, das Gehäuse zu versteifen und die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern, wobei das Gitter Teil eines Körpers ist, der einstückig und aus einem einzigen Material zusammen mit der Innen- und Außenwand hergestellt ist. Das Gitter ist als eine Reihe geneigter und einander kreuzender Stäbe mit Keilen ausgestaltet, wobei die Dicke der Stäbe geringer als die Dicke radialer Trennwände ist.
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In dem Dokument
DE 693 02 042 T2 ist eine Raketenantriebs-Brennkammer offenbart, deren mit der Strömung der heißen Gase in Kontakt stehender innerer Teil eine poröse Wand enthält. Zwischen einem auf der äußeren Oberfläche der porösen Wand aufgebrachten Hydraulikkalibrierungsmantel und einer äußeren Dichtungshülle ist ein ringförmiger Raum für die Versorgung mit Kühlungsraketentreibstoff definiert, der dazu beiträgt, die Einschließung des Kühlungsfluids sicherzustellen, und der an der mechanischen Widerstandsfähigkeit der Gesamtheit teilhat. Die äußere Dichtungshülle wirkt mit Abstandhaltern zusammen, die sich in der ringförmigen Versorgungskammer befinden und eine Befestigung des Hydraulikkalibrierungsmantels an der äußeren Dichtungshülle sicherstellen.
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Aus dem Dokument
DE 602 10 578 T2 ist eine Ausströmdüse für ein Raketentriebwerk bekannt, das drei längs angeordnete Abschnitte aufweist, wobei die Düsenwand jedes Abschnitts eine Struktur mit einer Vielzahl von wechselseitig benachbarten rohrförmigen Kühlkanälen ist, die sich wendelförmig im Wesentlichen parallel zueinander von Einlassende des Abschnitts zu seinem Auslassende erstrecken. Zur Rollmomentreduktion sind die Rohre benachbarter Abschnitte so ausgerichtet, dass ein Wechsel zwischen einem positiven und einem negativen Kanalwinkel in dem Übergang von einem Abschnitt zu einem benachbarten Abschnitt vorhanden ist.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Raketentriebwerk bereitzustellen, welches vergleichsweise einfach herstellbar ist und eine effiziente Kühlung der Schubkammerwand gewährleistet.
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Diesbezüglich wird ein Raketentriebwerk vorgeschlagen, welches eine von einer Mantelkonstruktion begrenzte Schubkammer mit einer Kammerlängsachse aufweist. Die Mantelkonstruktion enthält mindestens einen mit einer Quelle eines Kühlmediums in fluidischer Verbindung stehenden Kühlkanal. Der Kühlkanal ist von einer Mehrzahl von dem Kühlmedium umströmter, sich jeweils nur über einen Teil der entlang der Kammerlängsachse gemessenen Länge des Kühlkanals erstreckender Brückenelemente durchsetzt, welche zwei den Kühlkanal innen- und außenseitig begrenzende Mantelwandstücke der Mantelkonstruktion miteinander verbinden. Der Kühlkanal sowie die Mantelkonstruktion mit den den Kühlkanal begrenzenden Mantelwandstücken können beispielsweise zylindersymmetrisch ausgestaltet sein.
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Innen- und außenseitig bezieht sich in diesem Kontext auf eine Radialrichtung zur Kammerlängsachse der Schubkammer. Der radiale Abstand zwischen der Kammerlängsachse und dem den Kühlkanal innenseitig begrenzenden Materialwandstück ist somit geringer als der radiale Abstand zwischen der Kammerlängsachse und dem den Kühlkanal außenseitig begrenzenden Materialwandstück.
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Der Kühlkanal kann sich im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Schubkammer oder nur über einen Teil der axialen Länge der Schubkammer erstrecken. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich der Kühlkanal im Bereich des Brennraums und/oder im Bereich der Düse befindet.
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Der Kühlkanal weist bei bestimmten Ausführungsformen einen Einlass und einen Auslass für das Kühlmedium auf, durch den das Kühlmedium in den Kühlkanal ein- bzw. ausströmen kann. Der Einlass kann beispielsweise mit einem Einlaufverteiler fluidisch gekoppelt sein. Der Einlass und/oder der Auslass ist bevorzugt an mindestens einem Ende des Kühlkanals in Kammerlängsrichtung angeordnet. Beispielsweise kann der Einlass und/oder der Auslass am von der Brennkammer abgewandten Ende der Düse oder am von der Düse abgewandten Ende der Brennkammer angeordnet sein.
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Es wurde gesagt, dass sich die Brückenelemente nur über einen Teil, insbesondere einen Minderteil, der entlang der Kammerlängsachse gemessenen Länge des Kühlkanals erstrecken. Mit anderen Worten sind die Brückenelemente kürzer als der Kühlkanal, wenn man die Erstreckung des Kühlkanals in Richtung von einem Einspritzende der Schubkammer, an dem Treibstoff in einen Brennraum der Schubkammer eingespritzt wird, zu einem Abgasaustrittsende der Schubkammer, an dem die aus der Verbrennung des Treibstoffs resultierenden Abgase aus der Schubkammerdüse austreten, betrachtet. Diese Erstreckungsrichtung des Kühlkanals verläuft in einer Blickrichtung von radial außen auf die Schubkammer entlang der Kammerlängsachse, selbst wenn sich bei Betrachtung in einem die Kammerlängsachse enthaltenden Axiallängsschnitt die Mantelkonstruktion nicht oder nicht überall parallel zur Kammerlängsachse erstreckt (beispielsweise verläuft die Mantelkonstruktion bei Betrachtung in einem solchen Axiallängsschnitt im Bereich der Düse schräg zur Kammerlängsachse). Bei bestimmten Ausführungsformen ist die Längsausdehnung der Brückenelemente (gemessen entlang der Kammerlängsachse) substantiell kleiner als die Länge des Kühlkanals und beträgt beispielsweise höchstens 20% oder höchstens 15% oder höchstens 10% oder höchstens 5% oder höchstens 3% oder höchstens 1 % der Länge des Kühlkanals.
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In einer Ausführungsform ist zumindest eine Teilanzahl der Brückenelemente gestalt- oder/und größenverschieden. Alternativ können alle Brückenelemente gestalt- und größengleich sein.
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Hinsichtlich des Verteilungsbilds der Brückenelemente in Kammerlängsrichtung und in Kammerumfangsrichtung gilt bei bestimmten Ausführungsformen, dass zumindest eine Teilanzahl der Brückenelemente mit - bezogen auf eine Umfangsrichtung der Schubkammer - gegenseitigem Winkelversatz und mit - bezogen auf die Kammerlängsachse - gegenseitigem Längsversatz in dem Kühlkanal angeordnet ist. Beispielsweise können die Brückenelemente auf mehrere axial aufeinander folgende Umfangslinien (insbesondere Ringlinien) verteilt sein, wobei für zumindest eine Teilanzahl paarweise axial benachbarter Umfangslinien die Brückenelemente der einen Umfangslinie des Paars winkelversetzt zu den Brückenelementen der anderen Umfangslinie des Paars angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können für zumindest eine Teilanzahl paarweise axial benachbarter Umfangslinien die Brückenelemente der einen Umfangslinie des Paars winkelpositionsgleich zu den Brückenelementen der anderen Umfangslinie des Paars angeordnet sein. Die Anzahl der Brückenelemente pro Umfangslinie wird ebenso wie die Anzahl der axial aufeinanderfolgenden Umfangslinien abhängig von den Stabilitätsanforderungen geeignet festgelegt werden.
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Bei bestimmten Ausführungsformen sind die beiden Mantelwandstücke von konzentrisch ineinander angeordneten, durch einen radialen Ringraum voneinander getrennten Ringwandteilen gebildet. In Ringumfangsrichtung sind bei diesen Ausführungsformen entweder eine Mehrzahl verteilt angeordneter, sich jeweils nur über einen Teil des Ringumfangs erstreckender und jeweils aus der Quelle mit Kühlmedium versorgter Kühlkanäle oder ein einziger, sich über den vollen Ringumfang erstreckender Kühlkanal vorgesehen. Im ersteren Fall weist jeder der Mehrzahl Kühlkanäle in Ringumfangsrichtung beispielsweise eine Winkelbreite von mindestens 30 Grad oder mindestens 60 Grad oder mindestens 72 Grad oder mindestens 90 Grad oder mindestens 120 Grad oder mindestens 150 Grad oder mindestens 180 Grad auf.
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Erfindungsgemäß ist zumindest eine Teilanzahl der Brückenelemente als Brückenstege ausgeführt, die bei Betrachtung in einer längs der Mantelwandstücke orientierten Schnittfläche länger als breit sind.
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Zumindest eine Teilanzahl der Brückenstege kann - bei Betrachtung in der längs der Mantelwandstücke orientierten Schnittfläche - mit ihrer Steglängsrichtung parallel zur Kammerlängsachse orientiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine Teilanzahl der Brückenstege - ebenfalls bei Betrachtung in der Schnittfläche - mit ihrer Steglängsrichtung unter einem spitzen Winkel schräg zur Kammerlängsachse orientiert sein. Insbesondere können geradlinig orientierte Brückenstege und schräg orientierte Brückenstege miteinander kombiniert werden. Während anhand der Anzahl parallel zur Kammerlängsachse orientierter Brückenstege der Strömungsquerschnitt des Kühlmediums lokal definiert werden kann, um die lokale Strömungsgeschwindigkeit im Kühlkanal einzustellen, ermöglichen schräg orientierte Brückenstege eine Änderung der Richtung der Kühlmediumströmung. Insgesamt kann dadurch der Wärmeabtransport verbessert werden.
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Zumindest eine Teilanzahl der Brückenstege besitzt bei bestimmten Ausführungsformen - bei Betrachtung in der Schnittfläche - eine geradlinige Stegform oder eine gebogene oder abknickende Stegform. Insbesondere kann mindestens einer der Brückenstege bei Betrachtung in der Schnittfläche hinsichtlich seines Strömungswiderstandes optimiert sein, beispielsweise ein Tropfenprofil aufweisen. Ein Tropfenprofil zeichnet sich dadurch aus, dass es achsensymmetrisch bezüglich seiner Längsachse ist, an seinem ersten Ende in Längsrichtung einen ersten Krümmungsradius und an seinem zweiten, dem ersten Ende entgegengesetzten Ende in Längsrichtung einen zweiten Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der erste Krümmungsradius. Derart ausgestaltete Brückenstege sind vorzugsweise so im Kühlkanal angeordnet, dass sie an ihrem ersten Ende angeströmt werden. Ferner ist es denkbar, dass die Stegform bei Betrachtung in der Schnittfläche mehreckig, insbesondere drei- oder viereckig ist.
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Bei bestimmten Ausführungsformen ist zumindest eine Teilanzahl der Brückenelemente mit den beiden Mantelwandstücken einstückig zusammenhängend ohne Fügestellen hergestellt. Beispielsweise können die Mantelwandstücke und die Brückenelemente in einem Verfahren des additiven Schichtaufbaus (Additive Layer Manufacturing - ALM), zum Beispiel nach dem Pulver-Bett-Verfahren oder dem Pulver-Düse-Verfahren, gefertigt werden (im allgemeinen Sprachgebrauch auch als 3D-Druck bezeichnet). Die Mantelwandstücke und die Brückenelemente bestehen beispielsweise aus Edelstahl und/oder einer Legierung auf Nickelbasis (z.B. einer unter der Handelsbezeichnung Inconel vertriebenen Legierung). Fügestellen, die aus der fertigungstechnischen Zusammenfügung zunächst getrennt hergestellter Bauteile entstehen (z.B. Schweißnähte), können zwischen den Brückenelementen und den Mantelwandstücken sowie innerhalb der Brückenelemente bei Anwendung einer ALM-Fertigungstechnologie vermieden werden. Es können also vollständige Mantelsegmente, die jeweils ein inneres und ein äußeres Mantelwandstück und dazwischen eine Vielzahl Brückenelemente aufweisen, im 3D-Druck in einem Stück hergestellt werden. Die Verfügbarkeit einer ausreichend großen 3D-Druckanlage vorausgesetzt kann die gesamte Mantelkonstruktion in einem Stück gedruckt werden. Es ist aber auch möglich, die Mantelkonstruktion aus mehreren ihrerseits jeweils in einem Stück gedruckten Mantelsegmenten zusammenzusetzen. Jedes dieser Mantelsegmente kann beispielsweise einen ringartig geschlossenen Teilabschnitt der Mantelkonstruktion bilden, sodass zur Bildung der Mantelkonstruktion die einzelnen Ringe übereinander gesetzt und miteinander zu verschweißen oder anderweitig zu verbinden sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen am Beispiel eines Raketentriebwerkes weiter erläutert. Es stellen dar:
- 1 eine schematische Längsschnittansicht eines Raketentriebwerkes;
- 2 eine abschnittsweise Längsschnittansicht der Mantelkonstruktion des Raketentriebwerkes aus 1 entlang einer Schnittebene durch die Kammerlängsachse;
- 3 eine abschnittsweise Längsschnittansicht der Mantelkonstruktion des Raketentriebwerkes entlang der Schnittfläche A-A aus 1; und
- 4 eine perspektivische Teilansicht eines Abschnitts der Mantelkonstruktion des Raketentriebwerkes aus 1.
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1 zeigt Raketentriebwerk 10 mit einer Schubkammer 12, welche eine Brennkammer 14 und eine Düse 16 umfasst. Die Schubkammer 12 ist von einer Mantelkonstruktion 18 begrenzt, welche sich längs einer Kammerlängsachse A erstreckt. In der Mantelkonstruktion 18 ist mindestens ein mit einer Quelle 19 eines Kühlmediums in fluidischer Verbindung stehender Kühlkanal 20 ausgebildet. Die Mantelkonstruktion 18 weist den Kühlkanal 20 bezüglich der Achse A radial innen- und außenseitig begrenzende Mantelwandstücke 21 und 23 auf. Im gezeigten Beispielfall sind die beiden Mantelwandstücke 21, 23 von konzentrisch ineinander angeordneten Ringwandteilen gebildet. Der Kühlkanal 20 erstreckt sich um 360 Grad rings um die Kammerlängsachse A.
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Während des Betriebes des Raketentriebwerks 10 wird das Kühlmedium von der Quelle 19 durch eine Zuführungsleitung 22 und einen Einlaufverteiler 24 dem Kühlkanal 20 zugeführt, in den es in Strömungsrichtung S einströmt (vgl. 2 bis 4). Die Mantelkonstruktion 18 und der Kühlkanal 20 erstrecken sich von einem ersten Ende der Schubkammer 12, welches der Düse 16 entgegengesetzt und dem Einlaufverteiler 24 zugewandt ist, bis zu einem dem ersten Ende entgegengesetzten zweiten Ende der Schubkammer 12, an dem das Kühlmedium während des Betriebs des Raketentriebwerks aus dem Kühlkanal 20 in eine hier nicht näher relevante Auslassleitung austritt. In einer Alternative ist vorgesehen, dass der Einlaufverteiler 24 am in 1 unteren, zweiten Ende der Schubkammer 12 angeordnet ist, sodass das Kühlmedium in die entgegengesetzte Richtung fließt. Im Kühlkanal 20 angeordnete Bauteile sind dann entsprechend umgekehrt ausgerichtet. Ferner ist es denkbar, dass sich der Kühlkanal axial gesehen nur im Bereich der Brennkammer 14 oder nur im Bereich der Düse 16 befindet. In einer weiteren Alternative, in der sich der Kühlkanal nur im Bereich der Brennkammer befindet, ist der Einlaufverteiler 24 an der Schnittstelle zwischen der Brennkammer 14 und der Düse 16 angeordnet. Auch in dieser Alternative fließt das Kühlmedium in die entgegengesetzte Richtung, d.h. in der Darstellung aus 1 von unten nach oben, und die im Kühlkanal 20 angeordneten Bauteile sind wie in der zuvor genannten Alternative umgekehrt ausgerichtet.
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Im Kühlkanal 20 sind mehrere als Brückenstege 30, 32, 34, 36, 38 ausgebildete Brückenelemente angeordnet, die jeweils den Kühlkanal 20 in Radialrichtung bezüglich der Kammerlängsachse A durchsetzen (vgl. 2). In ihren Merkmalen übereinstimmende Brückenstege tragen hier dasselbe Bezugszeichen. Jeder der Brückenstege 30, 32, 34, 36, 38 steht somit in direktem Kontakt mit den Mantelwandstücken 21, 23 und verbindet diese. Die beiden Mantelwandstücke 21, 23 und die Brückenstege 30, 32, 34, 36, 38 sind einstückig zusammenhängend ohne Fügestellen („aus einem Guss“) durch Drucken hergestellt. Die Brückenstege 30, 32, 34 und 36 sind im Bereich der Brennkammer 14 und der Brückensteg 38 ist im Bereich der Erweiterung der Düse 16 angeordnet. Wenn sich der Kühlkanal im Fall der Alternativen nur im Bereich der Brennkammer 14 befindet, fehlen die Brückenstege 38.
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Alle Brückenstege 30, 32, 34, 36, 38 sind bei Betrachtung in einer längs der Mantelwandstücke orientierten Schnittfläche A-A (vgl. 1) länger als breit. In Steglängsrichtung haben sie also eine größere Abmessung als in Stegquerrichtung. Um ein Zahlenbeispiel zu geben, können die Brückenstege 30-38 in Steglängsrichtung höchstens 10 cm oder höchstens 8 cm oder höchstens 6 cm oder höchstens 4 cm lang sein. Beispielsweise beträgt die Abmessung zumindest einer Teilanzahl der Brückenstege 30-38 in Steglängsrichtung höchstens 3 cm oder höchstens 2 cm oder höchstens 1 cm. In Stegquerrichtung sind die Brückenstege 30-38 beispielsweise höchstens 3 cm oder höchstens 2cm oder höchstens 1 cm dick. Beispielsweise besitzt zumindest eine Teilanzahl der Brückenstege 30-38 ein Dicke in Stegquerrichtung zwischen etwa 1 mm und etwa 5 mm. Das Verhältnis der Länge in Steglängsrichtung zu Dicke in Stegquerrichtung beträgt zumindest bei einer Teilanzahl der Brückenstege 30-38 beispielsweise nicht weniger als 1,5:1 oder nicht weniger als 2:1 oder nicht weniger als 3:1 oder nicht weniger als 4:1. Die vorstehenden Zahlenangaben gelten nicht nur, aber insbesondere auch für Triebwerke mit einem Brennkammerdurchmesser von höchstens etwa 1 m.
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Wie in dem abschnittsweisen Axiallängsschnitt aus 2 beispielhaft dargestellt, sind die Brückenstege 30-38 an ihren bezüglich der Kammerlängsachse A radialinneren, an das Mantelwandstück 21 grenzenden Seiten in Steglängsrichtung kürzer als an ihren radial äußeren, an das Mantelwandstück 23 grenzenden Seiten. Insofern bezeichnet in diesem Kontext die Länge eines Brückenelements oder Brückenstegs seine maximale Erstreckung in seiner Steglängsrichtung. Die Brückenstege 30-38 weisen im Axiallängsschnitt durch die Kammerlängsachse A betrachtet einen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei die parallelen Seiten des Trapezes entlang der Schnittfläche zwischen den Mantelwandstücken 21, 23 und den Brückenstegen 30-38 verlaufen und die Höhe des Trapezes dem Abstand zwischen den Mantelwandstücken 21, 23 entspricht.
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Im Axiallängsschnitt betrachtet stromaufwärts bezüglich der Strömungsrichtung S angeordnete Kanten der Brückenstege 30-38 verlaufen senkrecht zu den an den Kühlkanal 20 angrenzenden Oberflächen der Mantelwandstücke 21, 23. Im selben Schnitt betrachtet schneiden stromabwärts bezüglich der Strömungsrichtung S angeordnete Kanten der Brückenstege 30-38 den Kühlkanal 20 begrenzende Oberflächen der Mantelwandstücke 21, 23 unter einem Winkel a, der maximal 30 Grad beträgt. In Alternativen beträgt der Winkel maximal 25 Grad oder maximal 20 Grad. Ferner ist es denkbar, dass der Winkel größer als 30 Grad ist, beispielsweise bis zu 35 Grad beträgt.
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Jeder der Brückenstege 30, 32, 34, 36, 38 weist in der Schnittfläche A-A ein tropfenförmiges Profil auf mit einem schwach gekrümmten ersten Ende und einem zweiten Ende, welches stärker gekrümmt ist als das erste Ende. Die Brückenstege 30, 32, 34, 36 sind derart ausgerichtet, dass ihre ersten Enden stromaufwärts und ihre zweiten Enden stromabwärts zeigen, und werden an all ihren nicht in Kontakt mit dem Mantelwandstücken 21, 23 stehenden Oberflächenabschnitten vom Kühlmedium umströmt. Sowohl in Umfangsrichtung der Schubkammer 12 als auch in Längsrichtung parallel zur Kammerlängsachse A ist jeder der Brückenstege beabstandet gegenüber den übrigen Brückenstegen angeordnet, sodass kein Kontakt zwischen den Brückenstegen 30, 32, 34, 36, 38 besteht (siehe 3 und 4). Darüber hinaus sind die Brückenstege 30, 32, 34, 36 und 38 beabstandet gegenüber dem Einlaufverteiler 24 angeordnet.
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Die 2 und 3 zeigen beispielhaft, dass die Brückenstege 34 größer, insbesondere länger und breiter, als die Brückenstege 32 und kleiner, insbesondere kürzer und schmaler, als die Brückenstege 30 sind. Dementsprechend ist eine geringere Anzahl an Brückenstegen 30 in einem bestimmten Bereich / auf einer bestimmten Höhe längs der Achse A in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet als Brückenstege 32. Dadurch wird beispielsweise im Bereich der Brückenstege 30 eine geringere Strömungsgeschwindigkeit realisiert als im Bereich der Brückenstege 32. Somit kann im Bereich der Brückenstege 32 eine größere Wärmemenge auf das Kühlmedium übergehen als im Bereich der Brückenstege 30. Dies gilt analog für die Brückenstege 34 bzw. 32.
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Während die Brückenstege 30 und 32 in der längs der Mantelwandstücke 21, 23 orientierten Schnittfläche derart parallel zueinander ausgerichtet sind, dass ihre Steglängsrichtungen (in 3 von oben nach unten) parallel zueinander verlaufen und parallel zur Kammerlängsachse orientiert sind, sind die Brückenstege 34 zwar parallel zueinander, aber schräg zu den Brückenstegen 30 und 32 ausgerichtet und schräg zur Kammerlängsachse orientiert. In der Betrachtung aus 3 schneidet also die Steglängsrichtung jeder der Brückenstege 34 die Steglängsrichtung der Brückenstege 30, 32. Hierdurch kann die Strömung wirksam in Umfangsrichtung umgelenkt werden.
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Die Brückenstege 36 und 38 sind wie die Brückenstege 30 ausgebildet, können aber wahlweise die Merkmale der Brückenstege 32 oder 34 aufweisen. Darüber hinaus sind in einem alternativen Raketentriebwerk zwischen den Brückenstegen 30, 32, 34, 36 und/oder 38 eine beliebige Anzahl weiterer Brückenstege angeordnet, die die Merkmale der Brückenstege 30, 32, 34, 36 oder 38 aufweisen.
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In einem weiteren, in den Figuren nicht dargestellten alternativen Raketentriebwerk ist der Spalt zwischen den Mantelwandstücken 21, 23 durch sich radial und längs relativ zur Kammerlängsachse A erstreckende Zwischenwände in mehrere Kühlkanäle, beispielsweise in drei, vier oder fünf Kühlkanäle aufgeteilt. In dieser Alternative weisen die Kühlkanäle jeweils dieselbe Winkelbreite, d.h. Breite in Umfangsrichtung bezüglich der Achse A auf.
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Insgesamt zeichnet sich das hier beschrieben Raketentriebwerk durch eine effizientere Kühlung der Schubkammer aus. Durch die beschriebene Ausgestaltung kann die Strömung des Kühlmediums lokal und im Ganzen präzise eingestellt und somit die Übertragung der Abgaswärme verbessert werden. Insbesondere kann mittels der Formgebung, Anordnung und Anzahl der Brückenelemente / -stege über den Umfang und die Länge des Kühlkanals sowie über den relativen Abstand zwischen den Mantelwandstücken die Strömung des Kühlmediums nach den Wünschen des Entwicklers gesteuert werden. Dies erlaubt, den Wärmeübergang zu steuern. Wenn das Raketentriebwerk additiv, d.h. mittels 3D Druck, gefertigt wird, zeichnet es sich zudem durch eine einfache und kostengünstige Herstellung aus.
