DE2057819C3

DE2057819C3 -

Info

Publication number: DE2057819C3
Application number: DE19702057819
Authority: DE
Inventors: Pierre Fontenaysous-Bois Val-De-Marne Allard; Jean Chatenay-Malabry Hauts-De-Seine Guillot; Emile Versailles Yvelines Stauff
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1969-11-24
Filing date: 1970-11-24
Publication date: 1974-07-18
Also published as: FR2123036B1; DE2057819A1; GB1337404A; DE2057819B2; FR2123036A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Feststoffraketentriebwerks, dessen Treibladung mit einer aus harzgebundenem Fasermaterial bestehenden Umwickelung versehen wird.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 944 134 ist ein im Umwickelungsverfahren hergestelltes Feststoffraketentriebwerk bekannt, bei welchem die aus einem zylindrischen Block bestehende Treibladung an den Stirnseiten mit jeweils einer Kappe versehen ist und die Umwickelung mit Fasermaterial direkt auf die

Mantelfläche der Treibladung aufgebracht ist.

Beim bekannten Triebwerk wird ein Nachteil darin gesehen, daß eine Schutzschicht zwischen Treibladung und Innenwand der Brennkammer fehlt, wodurch die Gefahr von Rißbildungen in der Treibladung groß ist. Es ist an sich bekannt, z. B. aus der USA.-Patcntschrift 3 210 228, bei Feststoffraketentriebwerken zwischen Treibladung und Gehäuse eine Schicht vorzusehen, jedoch ist in diesem Zusammenhang kein Verfahren ίο zur Anbringung einer solchen Schicht angegeben worden, welches in Zusammenhang mit der Umwickelungstechnik bei Feststoffraketentriebwerken einfach durchzuführen wäre. Eine bekannte Verfahrensweise geht dahin, die Schicht als eine Art Blase auszubilden, '5 die durch Aufpumpen unter solchen Druck und in eine solche Form gebracht wird, daß sie als Wickeldorn für ein aufzubringendes Fasermaterial dienen kann, das dann das eigentliche Gehäuse bildet. Abgesehen davon, daß die Hersteilung der Blase ziemlich um^ao ständlich ist, wird es bei einem solchen Verfahren als nachteilig angesehen, daß die Treibladung nach Herstellung und Erhärtung der Umwickelung in das Gehäuse eingegossen werden muß.

Es liegt daher die Aufgabe vor_; das eingangs eras wähnte Verfahren in einfacher Weise so zu erweitern, daß unter Beibehaltung der bekannten, sich durch die auf die Treibladung bezogene Umwickelungstechnik ergebenden Vorteile ein in einem größeren Bereich von Außentemperaturen gegen Wärmespannungen bruchsicheres und damit funktionstüchtiges Feststoffraketentriebwerk erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor Anlegen der Umwickelung ein mindestens aus zwei miteinander verbundenen Wandungsteilen bestehendes, die Umwickelung gegen Wärme isolierendes und die Treibladung umschließendes Schutzschichtgelläuse aus Kunststoff lose über die Treibladung geschoben wird und dann die Umwickelur.g auf das Schutzschichtgehäuse aufgebracht wird, wobei dieses Gehäuse werkstoffmäßig so steif ist, daß seine Formbeständigkeit während des Wickelvorgangs gewährleistet ist.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß das Schutzschichtgehäuse keine feste Verbindung mit der Treibladung hat und in Form von Gehäuseteilen aufgebracht werden kann, die als Kern beim Wickelvorgang dienen.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Feststoffraketentriebwerk kann eine Reihe von vorteilhaften baulichen Merkmalen aufweisen. So kann das Schutzschichtgehäuse auf einfache Weise durch Zwischenwände in mehrere Kammern aufgegliedert sein, wobei vorteilhafterweise die Zwischenwände mittels das Schutzschichtgehäuse durchdringenden und in die Umwickelung hineinragenden Stahlstiften fixiert sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung getter· in Hand von Zeichnungen aus nachstehender Beschreibung hervor. Es zeigt

Fig. 1 schc.iatisch eine Schnittansicht des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Feststoffraketentriebwerks,

Fig. 2 schematisch die Schnittansicht einer anderen Raketenausführiing,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung ein Detail im Bereich A der Fig. 2 ebenfalls in Schnittansicht,

Fig. 4 schematisch die Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen

Verfahren hergestellten Raketentriebwerks,

F i g. 5 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Umwickelungsvorgangs.

Das in Fig. 1 gezeigte Feststoffraketentriebwerk 10 weist eine aus einer Vielzahl von aufeinandergestapelten kreisringförmigen Scheiben 1 bestehende Treibladung in zwei Kammern auf. Die Scheiben 1 sind mit ihrer Zentralöffnung 2 auf ein mittleres Rohr 3 geschoben und bilden zwei getrennte Treibsätze, von denen einer zwischen zwei Gittern 4 und 5 und der andere zwischen zwei Gittern 6 und 7 gehallen wird. Zwischen dem Aufbringen der Gitter 7 und 4 auf das Rohr 3 wird eine kugelig ausgebauchte Zwischenwand 9 aus Kunststoffmaterial eingesetzt, die das später vorzusehende Gehäuse in die genannten ¹S Kammern 8 und 8' unterteilt.

Wenn der Aufbau der beiden Treibsätze beendet ist, wird die gesamte zweistufige Treibladung von einem Schutzschichtgehäuse 11, 12 aus Kunststoff umgeben, welcher der Temperatur, der Erosion infolge der raschen Strömung und der chemischen Wirkung der Gase bei der Verbrennung des Raketentreibstoffs widersteh:. Das Schutzschichtgehäuse besteht aus zwei Wandungsteilen 11 und 12, die von beiden Enden lose über die Treibladung geschoben werden, so ^a5 daß der Wandungsteil 11 den in der Kammer 8' befindlichen Treibsatz umhüllt. Jeder Wandungsteil 11 bzw. 12 trägt an seinem äußeren Ende eine rings um die Enden des Rohrs 3 verlaufende Ausnehmung 13 bzw. 14. Die Ränder 15 und 16 an den offenen Enden der beiden Wandteile 11 und 12 werden vorzugsweise mit dem äußeren Rand 17 der Zwischenwand 9 verschweißt.

Die Treibladung befindet sich nun in zwei durch die Trennwand 9 getrennten Kammern 8 und 8' des gemeinsamen Schutzschichtgehäuscs 11, 12, welches nun mit einer Umwickelung 18 aus harzgebundenem Fasermaterial versehen werden kann.

Der Umwickelungsvorgang ist in Fig. 5 veranschaulicht. An Stelle der Stopfen 20 an den Enden des Rohrs 3 werden zwei Halbachsen 19 vorgesehen, so daß das Schutzschichtgehäuse 11,12 einen drehbaren Wickeldorn bildet. Dieses Gehäuse wird um die Halbachsen 19 gedreht und dabei mit einem Glasfasermaterial umwickelt, welches mit einem bei etwa + 50" C polymcrisierenden Harz imprägniert ist. Beim Umwickeln werden im Schutzschichtgehäuse 11, 12 anzuordnende Düsen 21 aus Stahl, welche zum Ableiten der Verbrennungsgase bestimmt sind, zwischen den Lagen des Materials der Umwickelung 18 festgehalten. Gleichzeitig werden, um die Zwischenwand 9 zu halten, zahlreiche Stahlstifte 22 vorgesehen, deren Spitzen 23 zum Zeitpunkt des Uinwickelns hervorragen, um die Zwischenwand 9 in der Umwikkelung 18 gegen die Köpfe 24 der Stifte 22 zu verankern.

Nach dem Umwickeln mit dem harzgebundenen Glasfasermaterial erfolgt die Polymerisation des Harzes z. B. bei + 50° C. Man wählt einen solchen Temperaturbereich, um den chemischen Raketentreibstoff der Treibladung 1 nicht abzubauen, was bei höheren Temperaturen der Fall sein könnte.

Das in der Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Raketentriebwerks hat nur eine einzige Kammer. Das Schutzschichtgehäuse besteht in diesem Fall aus einem Wandungsteil 112, welches einen Boden 109 und einen kurzen zylindrischen Abschnitt 110 aufweist, und aus einem Wandungsteil 111 mit einem Boden 119 und einem längeren zylindrischen Abschnitt 120. Die Verbindung der beiden Teile erfolgt über die Länge des kurzen zylindrischen Abschnitts 110 des ersten Wandungsteils 112.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht die Treibladung aus einem einzigen VoUblock 101, der mit einem Verzögerungslack auf seinen Mantelumfang 25 und auf seiner Vorderfläche 26 bedeckt ist Die Treibladung ist zwischen Haltegittern 27 und 28 angeordnet. Der Block 101 trägt Verankerungselemente 29, um ihn mit dem vorderen und hinteren Gitter 27 und 28 zu verbinden.

Das Schutzschichtgehäuse 30, 32, 34, welches als Kern für die Umwickelung 118 dient, wird dadurch gebildet, daß der mit den Gittern 27 und 28 ausgerüstete Block vorne und hinten jeweils mit einer Kappe 30 bzw. 32 versehen wird. Die Kappe 30 wird durch das vordere Gitter 27 gehalten und trägt einen vorderen, außen eingeschnürten Halsteil 31. Die hintere Kappe 32, die mit dem hinteren Gitter 28 zentriert ist, besteht zum thermischen Schutz aus hitzebeständigem Kunststoffmaterial und trägt einen Halsteil 33 aus einer Leichtmetallegierung.

Um das Schutzschichtgehäuse im mittleren Bereich des Treibladungsblocks 101 zu vervollständigen und somit die Kammer bei hohem Betriebsdruck dicht zu halten, wird an dieser Stelle eine Schicht aus elastomerem Material 34 vorgesehen.

Wie bei der ersten Ausführungsform werden nach Fertigstellung des Schutzschichtgehäuses 30, 32, 34 zwei Halbachsen 19 an den Enden des Gehäuses angeordnet (vgl. Fig. 5). Der so entstandene Wickeldorn wird mit Glasfasermaterial oder anderem Fasermaterial, welches mit Harz imprägniert ist, umwickelt. Dann wird die Polymerisation z. B. bei + 50° C durchgeführt.

Ein Gasleitrohr 35, das thermisch geschützt ist, führt die Verbrennungsgase zu der (nicht gezeigten) Schubdüse. Dieses Rohr wird am Triebwerk angeordnet, nachdem die Umwickelung 118 polymerisiert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Feststoffraketentriebwerks, dessen Treibladung mit einer aus harzgebundenem Fasermaterial bestehenden Umwickelung versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor Anlegen der Umwikkelung (18, 118) ein mindestens aus zwei miteinander verbundenen Wandungsteilen bestehendes, die Umwickelung (18, 118) gegen Wärme isolierendes und die Treibladung (1,101) umschließendes Schutzschichtgehäuse (11,12; 30, 32, 34) aus Kunststoff lose über die Treibladung (1,101) geschoben wird und dann die Umwickelung (18,118) auf das Schutzschichtgehäuse (U, 12; 30, 32, 34) aufgebracht wird, wobei dieses Gehäuse werksioffmäßig so steif ist, daß seine Formbeständigkeit während des Wickelvorgangs gewährleistet ist.

2. Feststoffraketentriebwerk, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzschichtgehäuse (11, 12) durch Zwischenwäpde (9) in mehrere Kammern (8, 8') aufgegliedert ist, die die in einzelne Treibsätze aufgegliederte Treibladung aufnehmen.

3. Feststoffraketentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände, (9) mittels das Schutzschichtgehäuse (11, 12) durchdringenden und in die Umwickelung (18) hineinragenden Stahlstiften (22) fixiert sind.

4. Feststoffraketentriebwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzschichtgehäusie (11, 12) und die Umwickelung (18) am Mantelumfang von Düsen (21) durchdrungen sind, deren stromaufwärtiges Ende an der Innenwand des Schutzschichtgehäuses (11, 12) anliegt.

5. Feststoffraketentriebwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzschichtgehäuse (11, 12) samt Umwickelung (18) als Träger von Hilfseinrichtungen dient.

6. Feststoffraketentriebwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzschichigehäuse (11,12) an seinen axialen Enden ringförmige Ausnehmungen (13, 14) aufweist, in denen die Umwickelung (18) endet.

7. Feststoffraketentriebwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzschichtgehäuse (30, 32, 34) triebwerkaxial von einem Gasleitrohr (35) für die Verbrennungsgase durchsetzt ist.