DE1209809B

DE1209809B - Kontinuierlich arbeitendes Strahltriebwerk

Info

Publication number: DE1209809B
Application number: DES62499A
Authority: DE
Inventors: Paul Sommer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-04-08
Filing date: 1959-04-08
Publication date: 1966-01-27

Description

Kontinuierlich arbeitendes Strahltriebwerk Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ein kontinuierlich arbeitendes thermisches Strahltriebwerk zu schaffen, welches ohne Zufuhr von mechanischer Energie bzw. ohne mechanisch bewegliche Elemente bereits im Stand einen positiven Schub erzeugt.
Bei Raketentriebwerken wird ein Standschub dadurch erreicht, daß in einen bis auf die Gasaustrittsöffnung (Düse) allseitig geschlossenen Brennraum auch in der Rakete mitgeführter Sauerstoff oder ein Sauerstoffträger eingespritzt wird. Der Nachteil ist hierbei der, daß auch dann der mitgeführte Sauerstoff verbraucht werden muß, wenn sich die Rakete in an sich genügend Sauerstoff enthaltender Luft befindet.
Bei den bekannten Staustrahltriebwerken, die normalerweise keinen Standschub erzeugen, sind solche bekannt, bei denen mittels zentrisch angeordneter Düsen für den Brennstoffdampf injektorartig die Luft angesaugt werden soll. Es schließt sich hier jedoch an den Verbrennungsteil eine konische Verjüngung als Abschluß des Triebwerkes an, was zur Folge hat, daß durch den bei Zünden des Triebwerkes einsetzenden Sperreffekt der Brennkammer infolge entgegengerichteten überdrucks der Injektor seine Aufgabe nicht mehr -voll oder gar nicht erfüllen kann.
Ein weiteres Strahltriebwerk ist bekannt, bei dem ein Sperreffekt nicht eintritt, da sich sein Einströmteil verjüngt und sein Ausströmteil erweitert und somit ein dem Luftstrom entgegengerichteter überdruck nicht entsteht, bei dem aber der Brennstoff in Strömungsrichtung erst stromab des engsten Querschnittes eintritt und somit eine Injektorwirkung des Brennstoffes nur unvollkommen erfolgen kann und die Verbrennung - wenn nicht Zündkammern verwendet werden - erst ein Stück stromab im Ausströmteil beginnt, was zu Ausbrandverlusten führen kann.
Die Erfindung vermeidet vorgenannte Nachteile und besteht bei einem Strahltriebwerk mit einem sich verjüngenden Einströmteil und einem sich daran unmittelbar anschließenden, sich erweiternden Ausströmteil und mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Brennstoffstromes, durch den injektorartig Luft angesaugt wird, darin, daß die den Brennstoffstrom erzeugende Vorrichtung als eine oder mehrere Düsen ausgebildet ist, die zentrisch und so weit stromauf des engsten Triebwerkkanalquerschnitts im Einströmteil angeordnet sind, daß bereits im engsten Querschnitt des Triebwerks ein zündfähiges Gemisch vorhanden ist. Weiterhin können bei diesem Strahltriebwerk gemäß der Erfindung der oder den Brennstoffdüse(n) eine oder mehrere Düse(n) für Sauerstoff bzw. Sauerstoffträger beigeordnet werden, und zwar gleichfalls so weit stromauf des engsten Triebwerkkanalquerschnitts im Einströmteil, daß bereits im engsten Querschnitt des Triebwerks ein zündfähiges Gemisch vorhanden ist.
Weiterhin kann bei diesem Strahltriebwerk gemäß der Erfindung um dieses in radialem Abstand ein etwa gleichgefonnter Mantel angebracht sein, dessen Verbindungsstege als Kühlrippen dienen, wobei an diesem Mantel ein Verlängerungsstück anschließt, in dem zusätzliche Brennstoffdüsen als ein Nachbrenner angeordnet sind.
Ausführungsbeispieledes erfindungsgemäßenStrahltriebwerkes sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Ab b. 1 ein Strahltriebwerk im Längsschnitt mit einer Brennstoffdüse, A b b. 11 ein Strahltriebwerk im Längsschnitt mit einer Brennstoffdüse und einer Sauerstoff- oder Sauerstoffträgerdüse, Ab b. III ein Strahltriebwerk im Längsschnitt mit einer Brennstoffdüse, einem das Triebwerk umgebenden Kühlmantel und dem Nachbrenner.
Die Wirkungsweise des Strahltriebwerkes gemäß der Erfindung ist folgende: Der aus der oder den im Einströmteil la angeordneten Brennstoffdüse(n) 2 gas- oder dampfförmig austretende Brennstoff reißt aus dem Einströmteil la Luft mit, bildet ein zündfähiges Gemisch, welches im engsten Triebwerkskanalquerschnitt lb zündet, im Ausströmteil 1 c ausbrennt und als gerichteter Treibstrahl das Strahltriebwerk 1 verläßt.
Bei Luftmangel oder bei benötigter großer Startenergie kann eine oder mehrere gleichfalls im Einströmteil la angeordnete Sauerstoff- oder Sauerstoffträgerdüse(n) 3 geöffnet werden, wobei sich der Sauerstoff oder der Sauerstoffträger mit dem Brennstoff so mischt, daß das Gemisch im engsten Triebwerkskanalquerschnitt 1 b zündet, im Ausströmteil 1 c ausbrennt und als gerichteter Treibstrahl das Triebwerk 1 verläßt.
Zur Kühlung des Triebwerkes 1 kann um dieses in radialem Abstand ein Kühlmantel 5 angeordnet sein, dessen Verbindungsstege 4 als Kühlrippen wirken. Die diesen Mantel 5 und die Rippen 4 durchströmende Luft entzieht der Wand des Triebwerkes 1 Wärme, wobei sich ihr Volumen vergrößert und dadurch beim Verlassen des Triebwerkes 1 einen schuberhöhenden Impuls abgibt. Da diese Luft stark erhitzt, aber noch unverbraucht ist, kann in diese zur Schuberhöhung in einem Nachbrenner aus den Brennstoffdüsen 6 noch zusätzlich Brennstoff eingespritzt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Kontinuierlich arbeitendes Strahltriebwerk mit einem sich verjüngenden Einströmteil und einem sich daran unmittelbar anschließenden sich erweiternden Ausströrnteil und mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Brennstoffstromes, durch den injektorartig Luft angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die den Brennstoffstrom erzeugende Vorrichtung als eine oder mehrere Düse(n) (2) ausgebildet ist, die zentrisch und so weit stromauf des engsten Triebwerkkanalquerschnitts (1 b) im Einströmteil (la) angeordnet sind, daß bereits im engsten Querschnitt des Triebwerkes (1 b) ein zündfähiges Gewisch vorhanden ist. 2. Strahltriebwerk nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Einströmteil (la) konisch geradlinig verjüngt. 3. Strahltriebwerk nach Ansprach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder den Brennstoffdüse(n) (2) eine oder mehrere Düse(n) (3) für Sauerstoff bzw. Sauerstoffträger beigeordnet sind. 4. Strahltriebwerk nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß um das Triebwerk in radialem Abstand ein etwa gleichgeformter, luftdurchströmter Mantel (5) vorgesehen ist, dessen Verbindungsstege als Kühlrippen (4) dienen, wobei an diesem Mantel (5) ein Verlängerungsstück anschließt, in dem zusätzlich Brennstoffdüsen (6) als ein Nachbrenner angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 927 812; französische Patentschriften Nr. 1153 245, 1112 986, 1104 211, 1078 176, 1011439; Luftfahrttechnik, Bd.
2, H. 7 (15. 7. 1956), S. 136, 137; Ing.-Arch., Bd. 18, 1950, S. 272 bis 276; The Aeroplane, Bd. 95, Nr. 2467 (12. 12. 1958), S. 872; Aviation Week, Bd. 68, H. 1 (6. 1. 1958), S. 57; Aero Digest, Bd. 69 (1954), H. 1 (Juli), S. 41; Comptes Rendus hebdomadaires des s6ances de Facad6mie des seiences, Verlag Gauthier-Villers et Cie, Paris, Nr. 9, vom 27. 2. 1950, S. 818 bis 820; B. Er. k, »Technische Strömungslehre«, 5. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, 1957, S. 367; E. Schmidt, »Einführung i. d. techn. Thennodynamik«, 4. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, 1950, S. 328 bis 333; R. Sauer, »Theoretische Einführung i. d. Gasdynamik«, 1. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, 1943, S.12.