DE2040134C3 - Staublatt für die Schubvektorsteuerung am Austrittsquerschnitt einer Schubdüse eines Raketenmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Staubiatt für die Schubvektorsteuerung am Austrittsquerschnitt einer Schubdüse eines Raketenmotors, wobei das Staubiatt um eine zur Schubdüsenachse parallele Achse in den Austrittsquerschnitt schwenkbar ist und aus einem feuerfesten metallischen Material besieht, welches mit einer Auflage versehen ist.

Es ist ein Staublatt dieser Art bekannt (CH-PS 2 91 000). In diesem Fall besteht das Staubiatt aus einem Leitkörper, der aus einem feuerfesten metallischen Material besteht und Jen Schubgasen ausgesetzt ist und auf der diesen Schubgasen zugewandten Seite in Schlitzen Kohleeinsatzstücke aufweist, die bei hohen Temperaturen dadurch einen be'riedif enden Betrieb gewährleisten sollen, daß sie Reibungsverluste vermindern, die zwischen dem Rand des Austrittsquerschnitts und dem Leitkörper auftreten. Mit einer solchen Maßnahme ist jedoch kein ausreichender Schutz für die Halterung und Schwenklagerung des Staublatts gewährleistet, da die Wärme unmittelbar auf die hierfür vorgesehenen Einrichtungen weitergeleitet wird.

Aufgabe der Erfindung isit es, ein Staublatt der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei dem die für die Stützung und Halterung des Staublatts vorgesehenen Einrichtungen vor Überhitzung durch die Schubgase geschützt sind.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Auflage als isolierende Zwischenschicht zwischen einem stromab gelegenen Stützkörper und einem stromauf gelegenen plattenförmigen Leitkörper angeordnet ist.

Bei einer solchen Anordnung übernimmt der Stützkörper die Halterung des Staublatts, wobei seine Unversehrtheit und Funktionstüchtigkeit durch die dazwischenliegende Isolierschicht gewährleistet wird, ohne daß der Gesamtaufbau wesentlich komplizierter wird.

Von besonderem Vorteil ist, wenn der Stützkörper mit einem starren Schwenkzapfen einstückig ist, da sich hierdurch eine wesentliche konstruktive Vereinfachung ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Endansicht einer mit vier erfindungsgemäßen Staublättern versehenen Schubdüse, wobei ein Staublatt sich in Arbeitsstellung befindet;

Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Staublattes und seinen zugehörigen

Schwenkzapfen;

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht nach Linie 11MII in Fig.2.

Eine Schubdüse 10 eines Raketenmotors besitzt einen Austrittsquerschnitt 11. Auf dem rückwärtigen Ende der Düse 10 sind vier Staublätter 12 angeordnet; jedes Blatt weist erfindungsgemäß einen Leitkörper 13, einen Stützkörper 14 und eine isolierende Zwischenschicht 15 auf. Der Leitkörper 13 ist aus Molybdän und hat etwa die Form eines Beils mit einer konvexen Staukante 17 und einen Stiel. Die Staukante bildet einen Kreisbogen, dessen Radius der gleiche wie der des Austrittsquerschnitts 11 ist Eine ebene Fläche 19 des Leitkörpers 13 bildet eine Anströmfläche; an dem Stiel ist ein von der Fläcrie 19 vorstehender kreisförmiger Vorsprung 20 gebildet Der Vorsprung und der Stiel sind zur Bildung einer öffnung 21 durchbohrt. Die Staukante 17 hat eine Abschrägung, die über eine Stufe 24 in einen im Querschnitt schwächeren Teil übergeht.

Der Stützkörper 14 besteht aus einem hochfesten Stahl mit einer Zugfestigkeit von 95— 110 kg/mm² und entspricht mit Ausnahme der Abschrägung 23 allgemein der Form des Leitkörpers 13. Die Unterseite des Stützkörpers 14 ist am Ende und an einer Seite unter Bildung einer Stufe 25 ausgespart, wie in F i g. 1 in gestrichelter Linie dargestellt Am anderen Ende des Stützkörpers 14 steht ein Schwenkzapfen 26 von der Unterseite des Stützkörpers rechtwinklig vor.

Die Zwischenschicht 15 ist aus einem Phenolasbest und besitzt einen Körper 27, einen Rand 28, der sich entlang einer Seite und einem Ende des Körpers 27 erstreckt und einen hülsenförmigen Ansatz 29, der mit einem Außendurchmesser in die Öffnung 21 des Leitkörpers 13 paßt Die Zwischenschicht 15 ist entsprechend den gegenüberliegenden abgestuften Oberflächen des Leitkörpers 13 und des Stützkörpers 14 geformt, so daß sie zwischen diesen liegt, wie in F i g. 3 und in dem geschnittenen Teil von F i g. 2 dargestellt ist Die Zwischenschicht 15 ist bei 30 durchbohrt, um den

*o Schwenkzapfen 26 des Stützkörpers 14 aufzunehmen.

Der Leitkörper 13, die Zwischenschicht 15 und der Stützkörper 14 sind mit drei aus Molybdän bestehenden Senkschrauben 31 zusammengefügt und ebenfalls mit Harz zusammengeklebt, das bei 150⁰C für I¹/2 Stunden

■»5 gehärtet wurde.

In einem typischen Anwendungsfall der vorstehend beschriebenen Staublätter sind die vier Staublätter in gleichen Winkelstellungen auf der Schubdüse 10 (Fig. 1) eines Festtreibstoff-Raketenmotors eines Flugkörpers angeordnet, der einen mittleren axialen Schub von 800 kg hat.

Dei Schwenkzapfen 26 jedes Staublattes sitzt in einem Lager 34 (F i g. 2) neben dem Austrittsquerschnitt der Schubdüse. Das durch das Lager 34 ragende Ende jedes Schwenkzapfens ist mit einer Betätigungseinrichtung (nicht dargestellt) verbunden, die dem Schwenkzapfen und damit dem zugehörigen Staublatt eine gewünschte Drehbewegung erteilt

Untersuchungen an einem Staublatt mit dem vorstehend beschriebenen Verbundaufbau haben ergeben, daß der Molybdän-Leitkörper 13 eine nicht verschleißende Anströmfläche für das Schubgas liefert und einer Temperatur in der Größenordnung von 2000° K für eine Brennzeit von 6 Sek. ausreichend widersteht.

Weiterhin isoliert die Zwischenschicht 15 den Belastung aufnehmenden Stützkörper 14 in einem solchen Maß, daß der Stützkörper ausreichend kühl

gehalten wird, um die Starrheit des Staublattes aufrechtzuerhalten. Es wurde festgestellt, daß das Staublatt tatsächlich ausreichend starr ist, um überschüssige Gasabströmung zu verhindern, d. h. Abströmen von Schubgas zwischen dem Staublatt und der Düse, wenn die Motorkammer bei 0,5 kg/mm² arbeitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Staublatt für die Schubvektorsteuerung am Austrittsquerschnitt einer Schubdüse eines Raketenmotors, wobei das Staublatt um eine zur Schubdüsenachse parallele Achse in den Austrittsquerschnitt schwenkbar und aus einem feuerfesten metallischen Material besteht, welches mit einer Auflage versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage als isolierende Zwischenschicht (15) zwischen einem stromab gelegenen Stützkörper (14) und einem stromauf gelegenen plattenförmigen Leitkörper(13) angeordnet ist

2. Staublatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (14) mit einem starren Schwenkzapfen (26) einstückig ist.