DE2054877A1 - Arrangement for thrust generation and energy supply - Google Patents

Arrangement for thrust generation and energy supply

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DE2054877A1
DE2054877A1 DE19702054877 DE2054877A DE2054877A1 DE 2054877 A1 DE2054877 A1 DE 2054877A1 DE 19702054877 DE19702054877 DE 19702054877 DE 2054877 A DE2054877 A DE 2054877A DE 2054877 A1 DE2054877 A1 DE 2054877A1
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Dieter 2800 Bremen Borchardt
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Erno Raumfahrttechnik GmbH
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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42Arrangements or adaptations of power supply systems
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Description

Anordnung zur Schuberzeugung und Energieversorgung Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur Schuberzeugung und Energieversorgung, insbesondere für Satellitenträgersysteme mit nuklearem Raketenantrieb.Arrangement for thrust generation and energy supply The invention relates on arrangements for thrust generation and energy supply, especially for Satellite launch systems with nuclear rocket propulsion.

Bei der Flugnission eines Satellitenträgersystems unterscheidet man zwei Flugphasen: Die Schubphase, während der die Triebwerkseinheit und die energieversorgende Einheit eingeschaltet sind und die Freiflugphase, während der nur die Energieversorgung des gesamten Trägersystems aufrechterhalten wird.A distinction is made between the flight mission of a satellite carrier system two flight phases: the thrust phase, during which the engine unit and the power supply Unit are switched on and the free flight phase, during which only the energy supply of the entire delivery system is maintained.

Bisher wurden ftir die jeweiligen Flugphasen getrennte Aggregate zur Energieversorgung in der Schub- und Freiflugphase vorgesehen.So far, separate units have been used for the respective flight phases Energy supply provided in the push and free flight phase.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung für nuklear getriebene Raketen zu entwickeln, die mit einem Minimum an Aggregaten in der Schub- und Freiflugphase auskommt.The object of the present invention is to provide an arrangement for nuclear to develop propelled rockets that use a minimum of aggregates in the thrust and free flight phase.

Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß der auf die Energieversorgungseinheit wirkende Reaktor in der Schubphase zwischen einen Tank und eine Schubdüse geschaltet ist.According to the invention, this happens in that the on the power supply unit Acting reactor connected in the thrust phase between a tank and an exhaust nozzle is.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor mit einer Turbine, einem Verdichter und einem Generator verbunden ist. Weiterhin ist eine zweckmäßige Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühler in die Rohrleitung zwischen Turbine und Verdichter eingebaut ist.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the reactor is connected to a turbine, a compressor and a generator is. Furthermore, an expedient arrangement is characterized in that a cooler is installed in the pipeline between the turbine and the compressor.

Eine verbesserte Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler als Mantelkühler um den Tank angeordnet ist.An improved arrangement is characterized in that the cooler is arranged as a jacket cooler around the tank.

Die Leistungsfähigkeit der Anordnung kann dadurch erhöht werden, daß der Mantelkühler mit einer lösbaren Außenisolierung und einem Sprengsatz versehen ist, so daß er in der Schubphase als Tankbeheizung und in der Freiflugphase als Bbstrahlkühler wirkt. Durch die Doppelfunktion der Aggregate der energieversorgenden Einheit kann eine seperate Bnergieversorgung in der Freiflugphase eingespart werden.The performance of the arrangement can be increased in that the jacket cooler is provided with a detachable outer insulation and an explosive device is, so that it is in the overrun phase as tank heating and in the free flight phase as The jet cooler works. Due to the double function of the power supply units Unit, a separate energy supply can be saved in the free flight phase.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen: Figur 1 Längsschnitt durch eine Anordnung zur Schuberzeugung und Energieversorgung Figur 2 a, b Querschnitt durch einen Treibstofftank In Figur 1 sind der Reaktor 1 und die Schubdüse 4 mit je einem Kühlmantel 12, 23 ausgerüstet und über Rohrleitungen 14,in mit dem Tank 3 und der Turbine 5 verbunden. Turbine 5 und Verdichter 6 sind mechanisch über Welle 13 mit einem Generator 9 gekoppelt und durch Rohrleitung 16 an den Kühler 7 angeschlossen.The invention is based on the drawing of an exemplary embodiment explained. They show: FIG. 1 longitudinal section through an arrangement for generating thrust and power supply Figure 2 a, b cross section through a fuel tank in Figure 1, the reactor 1 and the thrust nozzle 4 are each equipped with a cooling jacket 12, 23 and connected to the tank 3 and the turbine 5 via pipes 14. turbine 5 and compressor 6 are mechanically coupled to a generator 9 via shaft 13 and connected to the cooler 7 by pipe 16.

Der Verdichter 6 ist weiterhin mit dem Druckgaspolster 2 über Rohrleitungen 17 und mit dem Reaktor 1 über Rohrleitungen 18 verbunden. Ein Zweiwegeventil 21 koppelt die Rohrleitungen 17 und 18. Für den geschlossenen Gasprozeß ist zwischen Kühlmantel 12 und Turbine 5 eine Rohrleitung 22 eingebaut.The compressor 6 is still connected to the compressed gas cushion 2 via pipelines 17 and connected to the reactor 1 via pipes 18. A two-way valve 21 couples the pipes 17 and 18. For the closed gas process is between Cooling jacket 12 and turbine 5, a pipeline 22 installed.

Figur 2a zeigt in der Stellung A einen Querschnitt durch den Tank 3, die Außenisolierung 9 mit dem Sprengsatz 10 und dem aus Kühlschlangen 19 bestehenden Kühler 7.FIG. 2a shows, in position A, a cross section through the tank 3, the outer insulation 9 with the explosive device 10 and the one consisting of cooling coils 19 Cooler 7.

In Stellung B ist der Tank 3 mit dem Kühler 7 in aufgesprengtem Zustand gezeigt. In Figur 2b sind zusätzlich liL innern Spíegelflächen 11 angebracht.In position B, the tank 3 with the cooler 7 is in the exploded state shown. In Figure 2b, inside mirror surfaces 11 are additionally attached.

Funktiorssbeschreibung: er pank 3 onthäl-t das Treibgas für die Schuberzeugung, das nach dem Zünden der Rakete von einem Druckgaspolster 2 über Rohrleitung 14 in den Kühlmantel 23 der Schubdüse 4 und in den Kühlmantel 12 des Reaktors 1 gedrückt wird.Functional description: he pank 3 holds the propellant gas for the thrust generation, after firing the rocket from a compressed gas cushion 2 via pipeline 14 in the cooling jacket 23 of the thrust nozzle 4 and pressed into the cooling jacket 12 of the reactor 1 will.

Dieser ist der Bauform nach ein gasgekühlter Reaktor, bei dem allerdings das Treibgas selbst die Kühlung übernimmt.This is the design according to a gas-cooled reactor, in which, however the propellant itself takes over the cooling.

Hierbei wird der größere Teilstrom soweit verdampft, daß er in den REaktor 1 über Rohrleitung 20 geleitet und nach einer weiteren Erwärmung in der Düse 4 entspannt werden kann.Here, the larger partial flow is evaporated to the extent that it is in the REaktor 1 passed through pipeline 20 and after a further heating in the Nozzle 4 can be relaxed.

Ein kleiner Teilstrom wird zum Antrieb der Turbine 5 verwandt, die ihre mechanische Energie über Welle 13 an den Verdichter 6 und den Generator 8 abgibt. Die restliche Wärmeenergie des Teilstroms wird im Kühlmantel 7 des Tanks 3 zur Aufheizung des Treibstoffes benötigt. Da'ch wird das nun stark heruntergekuhlte Treibgas über Rohrleitung 16 an den Verdichter 6 gegeben, der das komprimierte Treibgas durch Rohrleitung 17 auf das Gaspolster 2 lrackt.A small partial flow is used to drive the turbine 5, the releases its mechanical energy to the compressor 6 and the generator 8 via shaft 13. The remaining thermal energy of the partial flow is used for heating in the cooling jacket 7 of the tank 3 of fuel required. The propellant gas, which has now been greatly cooled, is over Pipeline 16 given to the compressor 6, the compressed propellant gas through Pipeline 17 lracks onto gas cushion 2.

Nach Beendigung der Schubphase ist der Tank 3 nur mit drucklosem Treibgas gefüllt. Die Tankisolierung 9 wird mittels Sprengsatz 10 zerstört und gleichzeitig der Kühlmantel 7 aufgesprengt, so daß nun die Wärme in den Weltraum abgestrahlt werden kann. Besonders günstig geschieht das über die im Tank angebrachten Spiegel 11.After the end of the overrun phase, the tank 3 is only with pressureless propellant gas filled. The tank insulation 9 is destroyed by means of an explosive device 10 and at the same time the cooling jacket 7 burst open, so that the heat is now radiated into space can be. This is done particularly cheaply using the mirrors installed in the tank 11.

Das schuberzeugende und energieversorgende System wird nun in einen, geschlossenen Gasturbinenprozeß zur reinen Energieversorgung umgeschaltet. Nachdem das Zweiwegeventil 21 betätigt worden ist, kann der Verdichter 6 das Treibgas über Rohrleitungen 17, 18 in den Reaktor 1 fördern.The thrust-generating and energy-supplying system is now closed gas turbine process switched to pure energy supply. After this the two-way valve 21 has been actuated, the compressor 6 can use the propellant gas Promote pipelines 17, 18 into reactor 1.

Nach der Erwärmung tritt es durch die Rohrleitung 22 in die Turbine 5 und wird entspannt. Im Kühler 7 wird es dann nach Passieren der Rohrleitung 16 weiter abgekühlt, bis es in den Verdichter 6 gelangt. Damit ist ein geschlossener Gaskreislauf hergestellt, der in der üblichen Weise zur Erzeugung von mechanischer oder elektrischer Energie, in der Freiflugphase auch zur Kühlung des Reaktors 1 und der Schubdüse 4 herangezogen werden kann.After heating, it enters the turbine through the pipe 22 5 and is relaxed. It is then in the cooler 7 after passing through the pipeline 16 cooled further until it reaches the compressor 6. This is a closed one Gas cycle produced in the usual way for generating mechanical or electrical energy, in the free-flight phase also for cooling the reactor 1 and the thrust nozzle 4 can be used.

Um eine zweite Schubphase nach einem Freiflug zu ermöglichen, kann ein Zusatz tank mit Druckgaspolster parallel zum Haupttank 7 in das Rohrleitungssystem geschaltet werden.To enable a second thrust phase after a free flight, can an additional tank with a pressurized gas cushion parallel to the main tank 7 in the pipeline system be switched.

- Patentansprüche - - patent claims -

Claims (7)

Ansprüche 1. Anordnung zur Schuberzeugung und Energieversorgung, insbesondere für Satellitenträgersysteme mit naklearem Rasetenantrieb bestexlerld aus einem Reaktor, einer Triebwerkseinheit und einer energieversorgenden Einheit, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der auf die Energieversorgungseinheit (5, 6, 7) wirkende Reaktor (1) in der Schubphase zwischen einen Tank (2, 3) und eine Schubdüse (4) geschaltet ist. Claims 1. arrangement for thrust generation and energy supply, bestexlerld especially for satellite carrier systems with naclear speed drive from a reactor, an engine unit and an energy supply unit, as a result, that the on the power supply unit (5, 6, 7) acting reactor (1) in the overrun phase between a tank (2, 3) and a thrust nozzle (4) is connected. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Reaktor (1) mit einer Turbine (5), einem Verdichter (6) und einem Generator (8) verbunden ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the reactor (1) with a turbine (5), a compressor (6) and a generator (8) is connected. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Fühler (7) in die Rohrleitung (16) zwischen Turbine (5) und Verdichter (6) eingebaut ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that a sensor (7) in the pipe (16) between the turbine (5) and the compressor (6) is built in. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Kühler (7) als Mantelkühler um den Tank (2, 3) angeordnet ist.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the cooler (7) is arranged as a jacket cooler around the tank (2, 3). 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Mantelkühler (7) mit einer lösbaren Außenisolierung (9) und einem Sprengsatz (io) versehen ist.5. Arrangement according to claim 4, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that the jacket cooler (7) with a detachable outer insulation (9) and an explosive device (io) is provided. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Mantelkühler (7) in der Schubphase als Tankbeheizung und in der Freiflugphase als Abstrahlkühler ausgebildet ist.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the jacket cooler (7) in the overrun phase as tank heating and in the free flight phase is designed as a radiation cooler. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z ei c h ne t , daß in dem Tank (3) Reflektionsspiegel (11) angebracht sind.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that g e k e n n -z ei c h ne t, that in the tank (3) reflecting mirrors (11) are attached. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3913582A1 (en) * 1989-04-25 1990-10-31 Otto Leonhard Nefzger Auxiliary current supply for space rockets - has turbine wheel rotated by rocket jet to drive electrical generator
DE4102973A1 (en) * 1991-02-01 1992-08-06 Otto Leonhard Nefzger Jet-propelled space vehicle - has air pressure turbines driven by electric motors and supplied with air from storage under pressure or in liq. form

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