DE1626054B1

DE1626054B1 - Kombinationstriebwerk

Info

Publication number: DE1626054B1
Application number: DE19671626054D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl-Ing Engl
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1967-03-22
Filing date: 1967-03-22
Publication date: 1971-07-01
Also published as: FR1557413A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kombinations- als der Treibstoff, hat Nachteile insofern, als bei triebwerk, bestehend aus einem Raketentriebwerk Brennschluß durch den dann anstehenden Staudruck als Starttriebwerk und einem Staustrahltriebwerk der Luft von der an irgendeiner Stelle entflammten als Marschtriebwerk, mit einer für beide Triebwerke Membrane Reststücke durch das Düsenende hinausgemeinsamen Brennkammer, vor der eine Absperr- 5 geblasen werden. Bei den in Rede stehenden Triebeinrichtung in Form einer geschlossenen, zerstör- werken für Flugkörper zur Beförderung von Gebaren, mit ihrem Außenumfang mit dem Triebwerks- fechtsköpfen oder sonstigen Nutzlasten ist es aber gehäuse über Sollbruchstellen verbundenen Quer- oberstes Gebot, weder die Bedienungsmannschaften wand vorgesehen ist, die während des Raketenbetriebs noch die Bevölkerung oder Gebäude durch aus dem den Strömungsweg der Luft für den Staustrahlbetrieb io Düsenende herausfliegende Teile zu gefährden, wobei sperrt und erst bei Beginn des Staustrahlbetriebs auch die Brandgefahr keine unerhebliche Rolle freigibt, wobei die Querwand gegen Ende bzw. nach spielt.
Beendigung des Raketenbetriebs beseitigt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

Bei Kombinationstriebwerken der vorgenannten Nachteile der bekannten diesbezüglichen Einrich-Art ist es bekannt (USA.-Patentschrift 2 948112), 15 tungen zu vermeiden und eine letzte Sicherheit vor der gemeinsamen Brennkammer der beiden garantierende zerstörbare Querwand zu schaffen.
Einzeltriebwerke eine bewegliche Absperreinrichtung Die Aufgabe gemäß der Erfindung wird dadurch in Form zweier halbkreisförmiger Klappenteile an- gelöst, daß die Querwand über ihre ganze Fläche zuordnen, die auf einer gemeinsamen, senkrecht aus mehreren einzelnen Wandteilen besteht, deren zum Strömungskanal gerichteten, mittleren Schwenk- 20 gegenseitige Verbindungen Sollbruchstellen bilden, achse gelagert sind. Durch diese Klappenteile werden Durch die Erfindung wird erreicht, daß nur Teile Raketen- und Staustrahlbetrieb wechselweise im ein- in ungefährlicher Größenordnung nach der meist gangs angegebenen Sinn gesteuert. Im einzelnen zeitlich sehr kurzen Startphase die Düsenmündung wird bei Raketenbetrieb der Einlaufdiffusor des verlassen, da die Querwand infolge ihrer Sollbruch-Staustrahltriebwerks durch einen in Längsrichtung 25 stellen durch den Luftstaudruck spontan in ihre einverschiebbar angeordneten Verdrängerkegel geschlos- zelnen Teile, die von vornherein entsprechend klein sen, so daß sich im Strömungskanal des Staustrahl- bemessen sind, zerfällt.

triebwerke kein Staudruck aufbauen kann. Gleich- In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlazeitig wird die gemeinsame Brennkammer mit Rake- gen, die Sollbruchstellen zwischen den einzelnen tentreibmittelkomponenten, flüssigem Brennstoff und 30 Wandteilen aus einer brennbaren Masse, insbeson-Sauerstoff, versorgt, die beide in die Brennkammer dere leicht entzündbaren Pulvermasse, in Form eines eingespritzt und gezündet werden, wobei der Brenn- Verbindungsgitters herzustellen. Dadurch wird die kammerdruck die als Absperreinrichtung fungieren- Auftrennung der Querwand in ihre Einzelbestandden Klappenteile selbsttätig in Schließrichtung bringt teile noch zusätzlich durch die sehr rasche Eliminie- und hält, so daß, bedingt durch den hohen Brenn- 35 rung der Verbindungen bzw. der Verbindungsstrukkammerdruck, keine Flammen nach vorne schlagen tür selbst unterstützt. Sogar beim Entflammen dieser können. Bei Aufnahme des Staustrahlbetriebes wird Verbindungsstruktur nur an einer einzigen Stelle der Einlaufdiffusor des Staustrahltriebwerks durch infolge eines unbeabsichtigten ungleichen Abbrandes Zurückschieben des Verdrängerkegels geöffnet und des Raketentreibsatzes verbrennt diese Gitterstruktur gleichzeitig die Zufuhr der Treibmittelkomponente 40 durch ihr größeres Oberflächenverhältnis zur Masse »Sauerstoff« zur Brennkammer unterbrochen, wo- schneller als eine zusammenhängende Fläche,
durch der Raketenbetrieb beendet wird. Dei Stau- Da durch die vorherrschenden hohen Strömungsdruck der nunmehr einströmenden Luft öffnet selbst- geschwindigkeiten nur eine sehr kurze Zeit für die tätig die Klappenteile, so daß durch Luftsauerstoff- Eliminierung der Querwand zur Verfügung steht, ist zufuhr der Staustrahlbetrieb in der Brennkammer 45 ^eme äußerst rasche Auflösungseigenschaft für die aufgenommen werden kann. Die bekannte Absperr- Querwand von besonderem Vorteil,
einrichtung ist durch ihre bewegliche Ausführung Dies wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung störanfällig, wobei hinzukommt, daß für solche dadurch erreicht, daß die einzelnen Wandteile, wie Einrichtungen nur schwere und teuere Materialien bei der geschlossenen (einstückigen) Querwand beverwendet werden können, die den extrem hohen 5° kannt, aus brennbarem Material hergestellt sind.
Betriebsbelastungen im Hinblick auf hohe Tempe- Zur Erhöhung der Spontaneität des Zerfalls und raturen und Erosion standhalten. Dabei besteht der Beschleunigung der Zerstörung der Querwand außerdem die Gefahr, daß ein oder beide Klappen- besteht in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die teile klemmen oder nicht mehr ganz schließen, wo- Möglichkeit, die Querwand in Richtung zur Schubdurch der Betrieb des Kombinationstriebwerks un- 55 düse hin gewölbt auszuführen. Durch diese Gestalmöglich oder zumindest stark beeinträchtigt wird. tung weist nämlich die Querwand in »Richtung ihrer

Ferner ist es nach der USA.-Patentschrift 2 987 875 Zerstörung« einen wesentlich kleineren Widerstands-

bei einem Kombinationstriebwerk der eingangs ge- wert auf, dagegen ist die Querwand in Wirkungs-

nannten Art bekannt, zwischen dem Starttreibsatz. richtung des Brennkammerinnendrucks während des

der anfänglich die gemeinsame Brennkammer aus- 60 Raketenbetriebs in günstiger Weise wesentlich steifer,

füllt, und dem Marschtreibsatz eine brennbare Mem- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

brane an einem am Triebwerksgehäuse befestigten Erfindung dargestellt. Es zeigt

Flammenhalter vorzusehen. Die Anordnung des F i g. 1 ein Kombinationstriebwerk im Längsschnitt

Außenumfanges der Membrane am Flammenhalter mit einer Absperreinrichtung und

erfolgt dabei über eine Sollbruchverbindung. Diese 65 Fig. 2 eine besondere Variante einer Absperrein-

Maßnahme einer an sich durch Verbrennbarkeit richtung.

zerstörbaren Membrane, die aus bestimmten Grün- Das Kombinationstriebwerk besteht aus einem

den eine langsamere Brenngeschwindigkeit aufweist Raketentriebwerk 1 und einem Staustrahltriebwerk 2,

die beide eine gemeinsame Brennkammer 3 aufweisen. Das Raketentriebwerk 1 ist im Beispielsfall mit einem Feststofftreibsatz 4 ausgerüstet, der mit seiner vorderen Stirnseite 5 an einer Absperreinrichtung in Form einer feststehenden, geschlossenen, zerstörbar ausgebildeten Querwand 6 angrenzt, die aus mehreren einzelnen Wandteilen 6 α zusammengesetzt ist, die durch ein Sollbruchstellen bildendes Verbindungsgitter 7, das im Beispielsfall aus einer leicht zündbaren Pulvermasse besteht, zusammengehalten werden. In Richtung zum Einlaufdiffusor 8 des Staustrahltriebwerks 2 hin stützt sich die während des Raketenbetriebes durch den Brennkammerdruck, der insbesondere gegen Ende des Raketenbetriebes von dem dünnwandigen Restbestand des Feststofftreibsatzes 4 nicht mehr aufgenommen werden kann, hochbelastete Querwand 6 gegen ein unzerstörbares Gitter 9 ab, das so ausgeführt ist, daß es zugleich als Flammhalter für das Staustrahltriebwerk 2 bzw. während des Staustrahlbetriebes dient. Wie in Fig. 1 dargestellt, liegen die Querwand 6 und das unzerstörbare Gitter 9 quer zur Brennkammer 3 und sind eben ausgebildet. Dagegen sind in F i g. 2 die Querwand 16 und das unzerstörbare Gitter 19 zur Schubdüse 10 hin gewölbt ausgeführt. Die Querwand 6 bzw. 16 bzw. deren Wandteile 6 α bzw. 16 α können, insbesondere aus Gewichtsgründen, aus Kunststoff oder Leichtmetall hergestellt sein. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Querwand 6 bzw. 16 bzw. deren Wandteile 6 α bzw. 16 α aus einem brennbaren Material herzustellen, so daß dieselben bereits während des Auswerfens ganz oder zumindest teilweise abbrennen.

Für den Betrieb des Staustrahltriebwerks 2 ist ein in einer Treibmittelkammer 11 α eingebauter Fest-Stofftreibsatz 11 vorgesehen, der bei seinem Abbrand sauerstoffarme Brenngase erzeugt, zu denen Luft- ' sauerstoff zugemischt wird.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Triebwerks ist wie folgt:

Zuerst wird der Feststofftreibsatz 4 gezündet. Die während seines Abbrands entstehenden Treibgase durchströmen unter Schuberzeugung die Düse 10. Der Feststofftreibsatz 4 ist mindestens so bemessen, daß er den Flugkörper auf eine für den Staustrahlbetrieb erforderliche Geschwindigkeit beschleunigt. Der Teil 10 α der Schubdüse 10 ist so ausgelegt und aus einem solchen Material hergestellt, daß er während des Abbrands des Feststofftreibsatzes 4 fortschreitend mit abbrennt, so daß nach dem Raketenbetrieb von der Schubdüse 10 nur noch das mit 10 b bezeichnete, für höhere Fluggeschwindigkeiten bestimmte Schubdüsenprofil übrigbleibt.

Am Ende des Raketenbetriebes erfaßt die Brennzone das aus Pulver oder aus einem anderen brennbaren Material bestehende Verbindungsgitter 7 bzw. 17, wodurch die geschlossene Querwand 6 bzw. 16 zerstört wird. Die einzelnen Wandteile 6 α bzw. 16 a werden durch den nunmehr zur Wirkung kommenden Staudruck der durch den Einlaufdiffusor 8 einströmenden Luft durch die Brennkammer 3 und Schubdüse 10 hindurch ins Freie befördert. Gleichzeitig wird der Feststofftreibsatz 11 des Staustrahltriebwerks gezündet und zum Abbrennen gebracht. Die erzeugten sauerstoffarmen Brenngase strömen durch mehrere Gasausströmrohre 12 aus der Treibmittelkammer 11 α aus und unter Zumischung von Luftsauerstoff in die gemeinsame Brennkammer 3 ein, wo ein voller Ausbrand stattfindet. Während des Staustrahlbetriebes dient das stehengebliebene Abstützgitter 9 zur Flammenstabilisierung.

An Stelle eines aus Pulver oder sonstigem brennbaren Material bestehenden Verbindungsgitters la bzw. 17 α können die einzelnen Wandteile 6 α bzw. α ζ. Β. durch eine einfache Klebeschicht zusammengehalten sein, deren Festigkeit unter der des Materials der Wandteile liegt und so bemessen ist, daß sie der einsetzende Staudruck selbsttätig zerstören kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Kombinationstriebwerk, bestehend aus einem Raketentriebwerk als Starttriebwerk und einem Staustrahltriebwerk als Marschtriebwerk, mit einer für beide Triebwerke gemeinsamen Brennkammer, vor der eine Absperreinrichtung in Form einer geschlossenen, zerstörbaren, mit ihrem Außenumfang mit dem Triebwerksgehäuse über Sollbruchstellen verbundenen Querwand vorgesehen ist, die während des Raketenbetriebs den Strömungsweg der Luft für den Staustrahlbetrieb sperrt und erst bei Beginn des Staustrahlbetriebs freigibt, wobei die Querwand gegen Ende bzw. nach Beendigung des Raketenbetriebs beseitigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (6 bzw. 16) über ihre ganze Fläche aus mehreren einzelnen Wandteilen besteht, deren gegenseitige Verbindungen Sollbruchstellen bilden.

2. Kombinationstriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstellen zwischen den einzelnen Wandteilen (6 bzw. 16) aus einer brennbaren Masse, insbesondere leicht zündbaren Pulvermasse, in Form eines Verbindungsgitters (7 bzw. 17) bestehen.

3. Kombinationstriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wandteile (6 α bzw. 16 α), wie bei der geschlossenen (einstückigen) Querwand bekannt, aus brennbarem Material hergestellt sind.

4. Kombinationstriebwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (16) in Richtung zur Schubdüse (10) hin gewölbt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY