DE1626079A1 - Dual-Festtreibstoff-Raketentriebwerk - Google Patents

Dual-Festtreibstoff-Raketentriebwerk

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DE1626079A1
DE1626079A1 DE19681626079 DE1626079A DE1626079A1 DE 1626079 A1 DE1626079 A1 DE 1626079A1 DE 19681626079 DE19681626079 DE 19681626079 DE 1626079 A DE1626079 A DE 1626079A DE 1626079 A1 DE1626079 A1 DE 1626079A1
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Heinz Dilchert
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Dynamit Nobel AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/08—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
    • F02K9/28—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants having two or more propellant charges with the propulsion gases exhausting through a common nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/08—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
    • F02K9/10—Shape or structure of solid propellant charges
    • F02K9/12—Shape or structure of solid propellant charges made of two or more portions burning at different rates or having different characteristics

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Description

1626Ü79
DYNAMIT KOBEL AKTIENGESELLSCHAFT ' Troisdorf, Bez. Köln .
Dual-Fe s ttre ib s t off-Rake t entri ebwerk
Gelenkte Raketen legt man gewöhnlich so aus, daß ihnen eine schubstarke Startstufe die erforderliche Fluggeschwindigkeit erteilt und eine anschließende schubschwache Marschstufe ihre Fluggeschwindigkeit bis zur Erreichung des Zieles aufrecht erhält. Mit Rücksicht auf die Flugeigenschaften und auf einen möglichst geringen Luftwiderstand wählt man schlanke, möglichst kleine Durchmesser aufweisende Flugkörperformen0
Bei den üblichen Treibsatzausbildungen, beispielsweise Innenbrennern, Rohrbrennern usw. ist man bei kleinen Triebwerksdurchmessern auf sehr kurze Brennzeiten beschränkt, weshalb man anstrebt, die Dual-Festtreibstoff-RaketentriebweEke als eine Einheit mit einer gemeinsamen Düse bzw.'Düsengruppe auszubilden, bei der: die zweite Stufe direkt im Anschluß an den Brennschluß ' ■ der ersten Stufe durch diese gezündet wird, ohne daß die ausgebrannte erste Stufe abgeworfen wird» Dabei werden Schubverhält~ nisse von 10:1 und für die Marschstufe Brennzeiten von 60 see. und mehr gefordert. Die Schübe der Marschstufe sollen dabei so groß sein, daß sich auch mit verhältnismäßig schweren Flugkörpern noch alle erforderlichen Flugmanöver in der vorgesehenen Weise einwandfrei durchführen lassen. " . :
Da die derzeit, bekannten Treibstoffe nur eine äußere Klemmung von etwa 170 bis 650 zulassen, läßt sich bei der Verwendungeiner gemeinsamen Düse ein Schubverhältnis von 1Ös1 nicht allein j durch ein Brennflächenverhältnis von 10?1 erzielen« Unter Aus- - ■ schaltung der Grenzwerte wählt man zweokmäßig für die. Startstufe r die äußere Klemmung Ka= 600 und für &i@ Marschetufe. die äußere '\. Klemmung Ka=20Qe Somit ergibt-sich ein Br&nnfigohenverhaltniS' ■ ';. von 3f1e Der noch fehlende Anteil* 10si IMt 'eioh'..duroh Wahl wan
Treibstoffen mit unterschiedlichen BrenngesehwiBdlgkeiten erzielen und ergibt sich mit 10 : 1 _ ,,, . Λ
"~5 j—^ — DiOj · im
- s
Unter Berücksichtigung der unterschiedliehen Treilbstoffdichten. und spezifischen Impulse erreicht man ein Verhältnis der spezifischen Schübe von 3 »33 : 1 gewöhnlieh mit einem Brenngeschwindigkeitsverhältnis von 3 ϊ 1. Wählt man für die Startstufe beispielsweise eine Brenngeschwindigkeit von 21 sm/sec und für die Marschstufe eine solche von 7 mm/sec, so ergilbt sieh bei einer angenommenen Startstufenbrennzeit von 4 see und einer angenommenen Marschstufenbrennzeit von 60 see ein Gesamtbrennstoffabbrand von 4 · 21 + 60 · 7 = 504 mme
Zweck der Erfindung ist es, ein Triebwerk zu schaltent das den vorstehenden !Forderungen gerecht wird» lach dem Vorschlag der Erfindung ist dieses Ziel mit einem Dual-Festtrellbstoff-Triebwerk erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daS der Treib- ' satz aus einer Anzahl von in der Brennkammer in Anständen hintereinander angeordneten* auf eine gemeinsame Mise "bsw. Düsengruppe arbeitenden als doppelseitig brennende Bual-Stiimbrenner mit zwischen zwei Schichten aus Starttreibstoff angeordneter Schicht aus Marschtreibstoff und doppelseitig intezmende- Einfach- { Stirnbrenner aus Starttreibstoff ausgebildete Seilladungen ge- / bildet wirdο Durch entsprechende Bemessung und Festlegung der |
Anzahl der Dual·=· und der Einfach-Stirnbrenner sowie auch durch \ ■■.'■■■ ι
Wahl der Treibstoffsorten hat man es in verhältnismäßig einfacher Weise in der Hand, sehr unterschiedlicn.eü lOrderungen Rechnung zu tragen. · ■ .
In zweckmäßiger weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Teilladungen als außen- und innenseitig isolierte ringzylindrische Körper auszubilden« Dazu ist dann auch nock Torgesehen, jede Teilladung für sich gesondert im BrennkasmergeMuse zu befes-tigen.» Solche ringzylindrisch ausgebildete Teilladungen las-
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sen sich ".vorteilhaft auf einem diisenseitigen offenen zentralen Rohr anordnen, dessen Inneres mittels radialer Öffnungen mit den Stirnflächen der Teilladungen in■'-Verbindung■■-gehalten wird, so daß über die Öffnungen Wd das Rohr die sich entwickelnden Treibgase aller Teilladungen zu der gemeinsamen Düse öder !Düsen« gruppe hin- und aus dieser abströmen können. Dieses Rohr erlaubt dann auch eine einfache Zündung der einzelnen Teilladungen, indem in einen Teil dieser Öffnungen oder auch in zusätzliche öffnungen Zündbeiladungen eingesetzt werden, die von einer gemeinsamen, vorteilhaft am düsengegenseitigen Ende des Rohres an«*- ;i geordneten Zündladung gezündet werden. Besonders günstig ist es, alle Teilladungen in gleichen Abständen voneinander anzuordnen, weil sich dadurch in den Säumen zwischen je zwei benachbarten Teilladungen stets die gleichen-Verhältnisse einstellen* In diesem Sinne erweist es sich auch als zweckmäßig, alle Dual-Brenner nach dem einen Molarende zu aufeinanderfolgend und alle Einfach-Brenner nach dem anderen Rohrende zu aufeinanderfolgend anzuordnen. Ebenfalls in diesem Sinne wie auch zusätzlich.noch aus fertigungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, alle Teilladungen mit den gleichen Quersehnittsäbmessungen zu versehen, und darüber hinaus auch noch die Dual-Brenner und/oder die Einfach-Brenner untereinander genau gleich zu machen. j
Wie an sich bekannt, kann frei den Dual-Brennern auch von der ■'■'-'._ Maßnahme, Gebrauch gemacht werden,, zwecks Erzielung eines all- '■ mählichen bzw. innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums sich vollziehenden Brenriübergangs vom Starttreibstoff auf den Marschtreibstoff die Verbindungsflächen zwischen diesen abweichend von den Anbrandflächen der Starttreibstoffschiehten auszubilden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel gezeigt und wird anhand dieses im folgenden noch erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 ein Dual-Triebwerk im Axialschnitt und Fig. 2 dazu einen Querschnitt.
In der mit der Düse 8 versehenen Brennkammer 9 sind nach dem vorderen Ende zu die als Treibstoffblöcke mit dem außenliegenden Starttreibstoff 1 und dem innenliegenden Marschtreibstoff ausgebildeten Dual-Stirnbrenner 12 und nach dem hinteren Ende zu die nur aus Starttreibstoff 1 hergestellten Einfach-Stirnbrenner 13 angeordnet.
Alle Stirnbrenner sind auf halber Länge mit den Tragringen 3 versehen und über diese mittels der Distanzrohre 4 in ihrer Lage fixiert. Je zwei benachbarte Brenner sind mit ihren Brennflächen 5 sich gegenüberliegend angeordnet und durch alle Brenner hindurch erstreckt sich das mit den Bohrungen 6 versehene zentrale Rohr 7« ·
In einem Teil der Bohrungen 6 sind die Zundbeiladungspatronen angebracht, die von der am vorderen Ende des Rohres 7 angeordneten zentralen Zündladung 10 gezündet werden.
Nach der Zündung der Stirnflächen 5 der Teilladungen 12 und strömen die Brenngase in Richtung des Pfeils 14 durch die Bohrungen 6 hindurch in das Gasleitrohr 7 und von diesem zur Düse liach dem Abbrand des Starttreibstoffs 1 greift der Abbrand bei den Dual-Brennern zwangsläufig auf den verbliebenen Marschtreibstoff 2 über, wobei infolge der gezeigten großen Dicke der Marschtreibstoffschicht mit der Marschstufe des Triebwerks eine, entsprechend lange Brennzeit erreicht wird.
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Claims (11)

Patentansprüche
1. Dual-Pesttreibstoff-Raketentriebwerk, dadurch "■"gekennzeichnet, daß der Treibsatz aus einer Anzahl von in der Brennkammer in Abständen hintereinander.angeordneten, auf eine gemeinsame Düse "bzw. Düsengruppe arbeitenden als doppelseitig brennende Dual-Stirnbrenner mit zwischen zwei Schichten aus Starttreibstoff angeordneter Schicht aus Marschtreihstoff und doppelseitig brennende Einfach-Stirnbrenner aus Starttreibstoff ausgebildeten Teilladungen gebildet ist, -
2. Dual-Pesttreibstöff-Raketentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilladungen als außen- und innenseitig isolierte ringzylindrisQhe Körper ausgebildet sind.
3. Dual-Pesttreibstoff-Raketentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilladung für sich im Brennkammergehäuse in seiner Lage fixiert ist* -
4·. Dual-Pesttreibstoff-Räketentriebwerk nach einemder/Ansprüche 1 bis 3, daurch gekennzeichnet, daß die Teilladungen auf einem an seinem düsenseitigen Ende offenen zentralen Rohr angeordnet sind und die Stirnflächen der Teilladungen über radiale Öffnungen mit dem Rohrinnem in Yerbindung stehen.
5· Dual-Pesttreibstoff-Raketentriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfeuerung der Teilladungen mittels einer im vorderen Ende des Rohres untergebrachten zentralen Zündladung sowie in der Nähe der Stirnflächen der Teilladungen in radialen öffnungen des Rohres angeordneten 2.ün.dbeiladungen erfolgt. ==
6· Dual-Pesttreibstoff-Raketentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilladungen in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.
- 2
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7· Dual-Festtreibstoff-Raketentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle als Dual-Brenner ausgebildeten Teilladungen am anderen Ende des Triebwerks angeordnet sind.
8. Dual-Festtreibstoff-Raketentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teil-
. ladungen die gleichen Querschnittsabmessungen aufweisen·
9. Dual-Festtreibstoff-Raketentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle als Dual-Brenner ausgebildeten Teilladungen gleich sind.
10· Dual-Festtreibstoff-Raketentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle als Einfach-Stirnbrenner ausgebildeten Teilladungen gleich sind.
11. Dual-Festtreibstoff-Raketentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Starttreibstoffschichten der als Dual-Stirribrenner ausgebildeten Teilladungen halb so dick*sind wie die als Einfach-Stirnbrenner ausgebildeten Teilladungen. .
ORIGINALiNSPECTED ' -
109811/0240
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SE00476/69A SE336933B (de) 1968-01-16 1969-01-15
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