DE1950407B2 - Treibstoffversorgungssystem fuer ein raketentriebwerk - Google Patents

Description

dampfförmigen bzw. flüssigen Treibstoffkompo- 2 816417 ein Treibstoffversorgungssystem bekannt, nenten zu den Regenerativkühlern (9 und 8) und bei dem beide flüssigen Treibstoffkomponenten mit den diesen nachgeschalteten Turbinen (67 und 45 Hilfe von Pumpen in die Brennkammer gefördert 68) führen, deren Austrittsleitungen (73. 74) rrit werden. Die Aniriebsturbinen für diese Pumpen den Einblaskanälen (6 und 7) verbunden sind. werden aus den Pumpenförderleitungen abgezapfter

und in Vorbreiinkammem verdampfter Treibstoffkomponenten angetrieben. Nach Entspannen dieser

50 dampfförmigen Treibstottkomponenten in den Turbinen werden sie in Ja.-. Freie, in die Atmosphäre, abgeleitet, so daH sie für eine weitere Verbrennung

Das Hauptpatent betrifft ein Treibstoff ve rsorgungs- in der Raketenbrennkammer verlorengehen. Ablystcm für ein Raketentriebwerk, welches mittels gesehen davon, daß bei diesem bekannten Treibstotf-Inehrerer flüssiger, vorzugsweise kryogener Treib- 55 versoiiumgssystem ausschließlich flüssige Treibstoffetoffkomponenten, d. h. solcher in Form verflüssigter komponenten in die Brennkammer des T ichwerks Oase tiefer Temperatur, beispielsweise flüssigem strömen, muli ein eigener Starter vorgcscli. λ erden, Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff, betrieben wird, in dem die Treibstoffkomponenten voi erbrannt wobei die vor dem Starten des Triebwerks bzw. un- werden müssen, um die Turbinen anfänglich in Ummittelbnr danach durch Einwirkung der Umgebungs- 60 drehung zu versetzen.

temperatur aus den Treibstoffbehaltern abdampfen- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein den Treibstoffkomponenten nach deren Zündung zur einfaches Turbopumpenfbrdersystem für die flüssig Schuberzeugung herangezogen werden. und (Ur die dampfförmig aus den Treibstoffbehältern

Die Erfindung des Hauptpatents besteht nun abströmenden Treibstoffkomponenten in einem darin, daß sowohl für die vor dem Starten des Trieb- 65 Treibstoffversorgungssystem eingangs genannter Gatwerks bzw, unmittelbar danach abdampfenden Treib- tung so zu vereinigen, d«ß noch höhere Schubstoffkomponenten als auch für die im Verlauf der leistungen erzielbar sind, weiteren Startphase Io flüssigem Zustand aus den Diese Aufgabe v/ird erfindungsgemäß dadurch ge-

_m, daß die Turbopumpen und die diese antreibenin Turbinen das Leitungssystem für die abdampfcnden Treibstoftkomponenten mit dem Leitung*- «ystem für die flüssig zu fördernden TreibstolTkom-Renten derart verbinden, daß die die Turbopum-Jen unmittelbar verlassenden Druckleitungen für die flüssigen Treibstofflcomponenten in die Leitungen für tlie aus den Treibstoffbehältern abdampfenden Treibstülfkomponenten einmünden, von denen die Lei-Hingen für die dampfförmigen bzw. flüssigen Treib- ^!komponenten zu den Regenerativkühlern und den dicJn nachgeschauten Turbinen führen, deren Austrittsleitungen mit den Einblaskanälen verbunden ^SinDie Erfindung stellt eine sinnvolle Verknüpfung des Turbopumpenfördersystems für den flüssigen Hauptstroni und des Förderstroms für die abdamprunden Druckgase dar, ohne daß Brennkammern, Starter, zusätzliche aufwendige Hilfsleitungen und Einspritzsysteme notwendig smd. Wie schon im Hauptpatent ausführlich besprochen, erlaubt das erfndungsgemäße Treibstoffversorgungssystem .m (iegensatz zu den bekannten Systemen, die flussig und oder dampfförmig aus den Treibstoffbehältern abströmenden Treibstoffkomponenten ausschließlieh in dampfförmigem Zustand in die Brennkammer «,uuführen. Mit der Erfindung wird also auf einlache Weise erreicht, daß das beim und nach dem Start wirksame Treibstoffversorgungssystem, bei dem die dampfförmigen Komponenten aus den TreibstorTbehältern abdampfen (Druckgasfördersystem). .Jie Turbinen antreibt, so daß ein bekannter, als Vorbrennkammer ausgeb.ldeter Starter nicht nötig ist. Wird in den TreibstorTbehältern ein bestimmter Druckwert erreicht, tritt das Treibstoffversorgungssystcm (Hauptstromfördersystem) in Aktion, bei dem I kt:t ve'rflüssigten Treibstoffkomponenten von den Pumpen über Regenerativkuhlsysteme, in denen sie verdampft werden, über die schon in Drehung versetzten Turbinen in die Brennkammer gefordert werden. Es werden also die Leitungen für die abdampfenden Treibstoffkomponenten und die Leitungen f.ir die flüssig zu fördernden Treibstoffkompo-Senten so miteinander übe. ein Turbopumpemystem gekoppelt, daß hc.de Treibstoffkomponenten nach ciner^PVerdampfun_g in Regenerativküh.sys.emen zum jkeu. ohne

ten erreicht. Schließlich

Vorverbrennung \°'^1βΓΰ _Ρ^£Γ wenden, als Vorte.i der Erfindung Ein Ausfuhrungsbe.sp.cl emus ^

werk wird in der ^^^^^^n _Solgegeben. An ^H?^{nd d}" ™^β™2 Funktion des Trieb-

len ^ψ¹^™'^™ S^werelös gkdt erläutert werks im Zustand der scnwcrciusg

xo werden. Hilfsschubes werden die von

Zur Erzeugung enes H.lB«ⁿg^J^e _rfj ^. den TrcbstoffbehBlterr.14 undUJ durch * _ff_

|^'J_n*_{en u}ber' die Regenerativkühlsysteme 9 .5 unSTden Turbinen 67 und 68 W^^J™? sich die hochgespannten ' "^d ^ spannen und jnschhcßend in den

73 und 74 zu«Je» ^"^JSvorSngen sind die Be₁ den Vorbescnleuni. jigs\org*s

«. Drücke in den Leitungen,,W j

die ^^^^64 fn dL' Lehungen 75 und

^ *^e _d^f ™^förie^ Treibsfoffkompo-76 fur die nussig zu lor Druckes

ncnten ^^^^^Jkung in den Behältern 14 ,5 infolge ^d« .^_n ⁸S_n ri" Hüssigkeitsspiegel und 19 geschlos^ "jUJen ^ ^ , * _der ^F _Vorin den Treibstoffbehai ^ ^nach f g¹^ _{d 26 be}. beschleunigung st ^scn-^matl^^{h m}" _hase auftretende zeichnet. Der ^^*kMSS? £t ^dTs überdruck >n den J™™" ^e£ _und J_{7 be}. strichpunktiert angedeutet und mit ze unu

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3er eine an sicn ncivitnim.· vum-niiiii^ui^ .v,, .

Antriebsturbinen notwendig ist. 7U höheren Wer das Hauptschubniveau erzeugt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. I 950 407

   TreibstolTbehältern nachströmenden Treibsiorfkom-

   Patentanspruclv. ponentcn, die auf Grund der Wärmeabgabe in der

   als Regenerativkühler ausgebildeten Brennkammer

   Treibstoffversorgungssystem für ein Raketen- und/uder Schubdüse verdampfen, ein und dieselben triebwerk, welches mittels mehrerer flüssiger 5 Einblaskanäle zur Einführung in die Brennkammer kryogener Treibstoifkomponenten, d. h. solcher dienen. Damit wird ein vereinfachtes TreibstolTverin Form verflüssigter Gase tiefer Temperatur, sorgungssystem für ein schnell einsatzbereites und beispielsweise flüssigem Sauerstoff und flüssigem leistungsstarkes Flüssigkeitsraketentriebwerk geschaf-Wusserstoff, betrieben wird, wobei die vor dem fen, das neben sicherer und leichter Zündbarktit, Starten des Triebwerks bzw. unmittelbar danach io optimalen Einströmverhältnissen und ausreichender durch Einwirkung der Umgebungstemperatur aus Durchmischling der Treibstoffkomponenten einen den Treibstoffbehältern abdampfenden Treibstoff- großen Schubverstellbereich gewährleistet, komponenten nach deren Zündung zur Schub- Um weiter die Schubleistung eines Triebwerks zu

   erzeugung herangezogen werden, wobei sowohl erhöhen, wird im Hauptpatent zusätzlich vorgeschlafür dfe vor dem Starten des Triebwerks bzw. un- j 5 gen, die im flüssigen Zustand aus den TreibstofT-mitleloar danach abdampfenden Treibstoffkom- behältern abströmenden Treibstoffkomponenten mitponenten als auch für die im Verlauf der weite- tels Turbopumpen zu fördern.

   ren Startphasr in flüssigem Zustand aus den Aus der L'SA.-Patentschrift 3 094 838 ist ein

   Treihstoffbehäliern nachströmenden Treibstoff- Turbopumpen-Fördersystem für ein Raketemricb komponenten, die auf Grund der Wärmeabgabe 30 werk bekannt, bei dem nur eine Treibstoffkompo in der als Regenerativkühler ausgebildeten Brenn- nente in einem Regenerativkühlsystem vorverdamplt kammer und oder Schubdüse verdampfen, ein und der Gasstrom in einer Antriebsturbine für die und dieselben Einblaskanäle zur Einführung in Treibstofförde.pumpen teilweise expandiert. Bei die die Brennkammer dienen und zur Erzeugung sem Treibstoffversorgungssystem wird also eine hoher Schubleistungen in den die Treibstoff- »5 Treibstoffkomponenie in gasförmigem und die andere behälter verlassenden Leitungen Turoopumpen in flüssigem Zustand in die Brennkammer angeblasen zur Treibstoffförderung angeordnet sind, nach bzw. eingespritzt.

   Patent 1626 101, dadurch gekennzeich- Das Treibsioffversorguniissystem gemäß der schon

   net, daß die lurbopumpen (65 und 66) und im Hauptpatent erörterten USA.-Patentschrift die diese aufreibenden Turbi-un (67 und 68) 30 3 224 189 weist zwar ein Druckgas- und ein Haupt das Leitungssystem (69. 71. 9, 73 und 70, 72, 8, Stromfördersystem auf. bei dem also Leitungen für 74) für du abdampfenden Treibs jffkomponenten die auf. den Treibstoffbehältern dampfenden Treibmit dem Leitungssystem (75, 77, 71, 9 und 76, stoffkomponenten und mit Pumpen versehene Lei-78. 72. 8) für die flüssig zu fördernden treib- tungen für die aus den Treibstoffbehaltern flüssig Stoffkomponenten derart verbinden, daß die die 35 abströmenden Treibstoffkomponenten vorgesehen Turbopumpen (65 und 66) unmittelbar verlassen- sind. Da die Phasen beider Treibstoffkomponcnten den Druckleitungen (77 und 78) für die flüssigen getrennt, ohne ^;n einem Regenei.a ^kühlsystem vorTreibstoff komponenten in die Leitungen (69. 71 verdampft zu weiden, über getrennte Einspritz- bzw. und 70. 72) für die aus den Treibstoffbehaltern Einblassysteme ir. die Brennkammer eingeführt wer-(14 und 19) abdampfenden Treibstoffkomponen- 40 den, ist die Verwendung eines ein/ieen Einblasten (Mündungsstellen M₃ und M₄) einmünden, systems nicht möglich.

   von denen die Leitungen (71 und 72) für die Schließlich i..t aus der USA.-Patentschrift