DE2026907C3 - Feststofftreibsätze für Raketenantriebe - Google Patents

Description

einem gegen die Schubdüse konisch verlaufenden, dem Maße einstellbar.

unter Bildung von Vollkörpern mit Pulver ausgefüll- Einen aus POL durch z. B. Strangpressen, Extru ten Gaskanal. 20 dieren oder nach einem Gießverfahren hergestellten Raketenmotore verlangen häufig große Beschleu Sierninnenbrenner gießt man erfindungsgemäß mit nigungen, um z. B. die notwendige Flugstabilität und Gießpol entsprechend eingestellter hoher Brenn-Treffgenauigkoit zu erreichen. Um dies zu erzielen, geschwindigkeit aus, so daß ein Vollkörper entsteht ist es erforderlich, daß die Treibsätze große bren- Ein solcher Treibsatz ist von seiner Form als VoIlnende Oberflächen aufweisen und so die erforder- 25 körper gegen den schlagartigen Druckaufbau bei der liehe große Gasmenge erzeugt werden kann. Aus Zündung weitaus unempfindlicher, zudem bedingt dieser Problemstelhrg heraus verwendet man oft als diese Ausführungsform noch eine beachtliche Lei-Treibsätze z.B. Sterninnenbrenner, Wagenradbrenner stungssteigerung, wie aus den unten genannten Beioder ähnliche Konfigurationen. Derartige Treibsätze spielen zu ersehen ist.

sind, insbesondere in der Ausführung als Pol-Pulver, 30 In an sich bekannter Weise läßt sich die Ausguß-

bei der erforderlichen Anwendung heißer, schnell- masse in ihrer Brenngeschwindigkeit so einstellen,

brennender Pulver bei tiefen Temperaturen von z. B. daß sich der für die Funktion des Innenbrenners

-40 bis 50 ' C so spröde, daß sie beim Zündschlag erforderliche optimale Gaskanal ausbildet, oder es

zerbrechen und dann die vorgegebene Abbrand- kann zur Erreichung eines optimalen oder wünschens-

charakteristik nicht mehr gewährleistet ist, d. h. die 35 werten Schubverlaufs eine Ausfußmasse mit einer

Funktion des Gerätes in Frage gestellt wird. Zur über die Treibsatzlänge — kontinuierlich oder stufen-

Beseitigung dieser prinzipiellen Mangel sind kon- weise — unterschiedlichen Brenngeschwindigkeit ver-

struktiv große Anstrengungen gemacht worden, wendet werden.

sowohl im Hinblick auf die Abstützung der Treib- Die folgenden Beispiele zeigen in Verbindung mit

sätze in den Brennkammern wie auch in Richtung 40 den Zeichnungen Ausführungsformen der erfindungs-

einer möglichst weichen Treibsatzzündung, um das gemäßen Treibsätze an Hand eines Sterninnenbren-

Auftreten eines Zündschlags weitgehend zu mindern. ners aus POL, bedeuten aber hinsichtlich Ausfüh-

Aus den belgischen Patentschriften 682 630 und rungsform und Treibsatzmaterial, wie z. B. strang-

682 632 sind Sterninnenbrenner-Treibsätze bekannt, gepreßtem, extrudiertem oder gegossenem POL, keine

die einen zur Schubdüse konisch verlaufenden Gas- 45 Einschränkung,

kanal aufweisen. Diese Druckschriften offenbaren Beispiel I
jedoch nur vorteilhafte Ausbildungen der Treibsätze

und nicht deren stoffliche Beschaffenheit. Die deut- In Fig. 1 ist ein Sterninnenbrennertreibsatz abgesche Patentschrift 569 289 beschreibt die Herstellung . bildet, der aus dem Treibsatz 1 und einer äußeren von Raketen, deren zylindrisch oder konisch aus- 50 Inhibierung 2 besteht, die ein Brennen an diesen gebildete Seele mit einer schneller als die eigentliche Flächen verhindert. Der sternförmige Gaskanal ist Ladung brennenden Masse ausgefüllt ist. Hierbei erfindungsgemäß mit einem schnellerbrennenden handelt es sich um Schwarzpulver-Raketen, deren Treibstoff 3 gefüllt, der nach Zündung als Stirn-Ladung unter hohem Prelidruck eingefüllt ist und brenner abbrennt und den für den weiteren Abbrand deren Seele aus locker gefülltem Schwarzpulver bc- 55 des Treibsatzes 1 notwendigen Gaskanal freigibt. steht. Derartige Schwarzpulver-Raketen sind nicht F i g. 2 zeigt den Querschnitt eines derartigen Dualhandhabungssicher, neigen zur Rißbildung und kön- treibsatzes. F i g. 3 zeigt einen möglichen Schubvernen heutigen Anforderungen in keiner Weise ge- lauf als Funktion der Brennzeit für ein derartiges nügen. Triebwerk. Der durch den schnellerbrennenden Trcib-AIIe Maßnahmen und Vorschläge haben keine 60 satz 3 erzielte Leistungsgewinn liegt bei dieser Ausvoll befriedigende Lösung gebracht. Es wurde nun führungsform bei etwa 8 °/o.

gefunden, daß man in überraschend einfacher tech- F bedeutet den Schub in kp; t_b die Brennzeit in

nischcr Weise das Problem des Zerbrechens von Sekunden.

Treibsätzen empfindlicher Konfiguration bei tiefen Beisoiel 2

Temperaturen durch die erfindungsgemäße Ausfüh- 65 "

rung der Treibsätze lösen kann. In vielen Fällen wird von Raketentriebwerken ein

: Gegenstand der Erfindung sind Feststofflrcibsätzc annähernd konstanter Schubverlauf über die gesamte

für Raketenantriebe vom Innenbrennertyp, wobei Brennzeit gefordert. Insbesondere ist zur Erzielung

hoher Abschußgeschwindigkeiten bei Brennbeginn ein hoher Schub erwünscht. Dies läßt sich mit einer erfindungsgemäßen Treibsatzanordnung dadurch erreichen, daß der Treibsatz 1 innen in Richtung der Düse einen konischen Verlauf aufweist (Fig. 4) und die Abbrandgcschwindigkeit des schnellerbrennenden Treibsatzes 3 bei konstantem Druck eine über die Treibsatzlänge veränderliche Brenngeschwindigkeit besitzt, wie dies in Fig. 5 schematisch dargestellt ist, in der r die Brenngeschwindigkeit in cm-'s und / die Treibsatzlänge bedeuten. Fig. ή zeigt einen mögliehen Schubverlauf eines derarUgen Triebwerks. Durch die erfindungsgemäße Anwendung des. »rubsatzes 3 und die beschriebene konische Ausfuhrung ergibt sich für dieses Beispiel ein Leistungsgewmn von etwa 15%.. Der Gesamtimpuls ergibt sich aus /· · dt (F i s 6), wobei der Teil b dem Impuls fur oen zylindrischen Sterninnenbrenner ohne Treibstoff 3 entspricht. Der Teil α entspricht dem Impulsgewinn von 15«/« der sich durch die konische Ausführung und die erfindungsgemäße Füllung des Innenbrenners mit dem schnellerbrennenden Treibstoff 6 ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι 2

   das Neue darin erbückt wird, daß der bei derartigen

   Patentanspruch· Treibsätzen vorhandene Gaskanal mit mindestens

   teilweise schneller brennendem Gießpol ausgefüllt ist.

   Feststofftreibsätze für Raketenantriebe vom Grundlegend für die Erfindung ist einerseits die Innenbrennertyp aus POL mit einem gegen die 5 Erkenntnis, daß Vollkörper, z. B. in Form eines Schubdüse konisch verlaufenden, unter Bildung Stirnbrenners, geometriebedingt gegen Zundschlag von Vollkörpern mit Pulver ausgefüllten Gas- bei tiefen Temperaturen weniger empfindlich sind als kanal, dadurchgekennzeichnet.daßder z. B. Sterninnenbrenner und andererseits nach dem Gaskanal mit mindestens teilweise schneller- Stand der Technik praktisch beliebig schnellbrennendem Gießpol ausgefüllt ist. io brennende Pulvermassen im Gießpolverfahren hergestellt werden können. So werden hohe Brenngeschwindigkeiten z. B. dadurch erzielt, daß man ein

   Gießpol herstellt, bei dem das Granulat ganz oder

   teilweise porös ist. Durch den Anteil des porösen 15 Granulats am Gesamtgranulat und über den Poro-

   Die Erfindung betrifft Feststofftreibsätze iür sitäisgvad des porösen Granulats ist die Brenn-

   Raketenantriebe μ τη Innenbrennertyp aus POL mit geschwindigkeit der Gießpolmasse in weitestgehen