DE2116966C3 - Aus eng umeinander gebündelten Einzeltriebwerken bestehendes Raketentriebwerk - Google Patents
Aus eng umeinander gebündelten Einzeltriebwerken bestehendes RaketentriebwerkInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/97—Rocket nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/08—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
- F02K9/30—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants with the propulsion gases exhausting through a plurality of nozzles
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Description
3. Raketentriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, Strömungsablösung bzw. keine Verdichtungsstöße;
dadurch gekennzeichnet, daß die Schubdüsen (16) leichtere Handhabung und einfachere Montage der
in einem Honigwabenmuster (28) angeordnet Triebwerke am Raketenheck; außerdem wird das
s'nd- 30 Raketentriebwerk billiger.
4. Raketentriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, In Ausgestaltung der Erfindung sind die Düsendadurch
gekennzeichnet, dpß die Schubdüsen (16) austrittsquerschnitte in einer gemeinsamen Platte
in einem quadratischen Muster (30) angeordnet ausgebildet, die mit den Einzeltriebwerken verbunden
sind. ist.
5. Raketentriebwerk nach Anspruch 3 oder 4, as Die Schubdüsen können in einem quadratischen
wobei F2 der Querschnitt der bereits voll erwei- Muster oder in einem Honigwabenmv.ster angeordnet
terten Gasströmung eines Einzeltriebwerks, C sein. Auch andere Muster sind möglich.
das Entspannungsverhältnis und D2 der Abstand Ein geeigneter Abstand der Mittelachse der
der Mittelachsen der Schubdüsen ist, dadurch ge- Schubdüsen ist durch den Wert D2= |/4f,C/« gekennzeichnet
daß der_Abstand D2 etwa durch 30 geben, wobei F, Jie Düsenaustrittfläche, F1 der Duden
Wert D2 = j/4 f\ 'cfa gegeben ist. senaustrittsquerschnitt, C = F2ZF1 das gewünschte
6. Raketentriebwerk nach t'/iem der vorherge- Entspannungsverhältnis und D2 der Abstand der
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittelachse der Schubdüsen sind.
um den äußeren Ring der Schubdüsen (16) ein Um den äußersten Ring der Schubdüsen kann
gemeinsamer zylindrischer (34) oder divergenter 35 zweckmäßigerweise schließlich ein gemeinsamer zy-(36,
38) Düsenteil angeordnet ist. lindrischer oder divergenter Düsenteil angeordnet
sein.
Durch diese Anordnung eines äußeren divergenten
Düsenteils, der sämtliche Einzeltriebwerke um-
40 schließt, können geringe Divergenzverluste insbesondere bei Betrieb im Vakuum, z. B. im Weltraum
Die Erfindung betrifft ein aus eng umeinander ge- vermieden werden.
bündelten Einzeltriebwerken bestehendes Raketen- Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung
triebwerk, wobei die Einzeltriebwerke jeweils eine werden nachfolgend an Hand von Zeichnungen erBrennkammer
mit daran anschließender Schubdüse 45 läutert:
aufweisen und wobei sämtliche Schubdüsenaustritts- F i g. Ϊ zeigt einen schematischen Schnitt durch das
querschnitte in einer Ebene liegen. Heck eines erfindungsgemäßen Raketentriebwerks;
Bei Raketen mit hohem Schubbedarf ist es üblich, F i g. 2 und 3 zeigen verschiedene Arten der Aneine
Vielzahl von Einzeltriebwerken zu bündeln und Ordnung der Einzeltriebwerke;
am Heck der Rakete nebeneinander anzuordnen. 50 Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Diese Einzeltriebwerke sind im allgemeinen in ihrer Raketentriebwerkes.
am Heck der Rakete nebeneinander anzuordnen. 50 Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Diese Einzeltriebwerke sind im allgemeinen in ihrer Raketentriebwerkes.
Funktion voneinander unabhängig und jeweils mit Das Raketentriebwerk 10 besteht aus einer Vieleiner
Brennkammer, einem konvergenten DUsenteil, zahl von eng umeinander gebündelten Einzeltriebeinem
engsten Düsenhaisquerschnitt und einem diver- werken 12. Wie Fi g. 1 zeigt, weist jedes Einzeltriebgenten
Düsenteil versehen. Der divergente Düsenteil 55 werk 12 eine Brennkammer 14 und eine konvergente
ist hierbei konisch oder glockenförmig ausgebildet Schubdüse 16 auf, deren Düsenaustrittsquerschnitt
und dient dazu, die mit Schallgeschwindigkeit den mit F1 bezeichnet ist. Die allen Schubdüsen 16 ge-Düsenhals
durchströmenden Gase auf Uberschallge- meinsame Austrittsebene ist mit der Position 22 verschwindigkeit
zu beschleunigen. Das Verhältnis zwi- sehen.
sehen Düsenhalsnache und Düsenaustrittsfläche wird 60 Wie in den Fig. 1 und 4 schematisch gezeigt ist,
hierbei bekanntlich entsprechend dem gewünschten divergieren die Gasstrahlen nach dem Austritt aus
Entspannungsverhältnis zwischen Brennkammer- der Schubdüse und stützen sich gegenseitig ab, wie
druck und Außendruck ausgelegt. bei 23 und 25 in Fi g. 1 gezeigt ist. Diese gegenseitige
Es liegt die Aufgabe vor, das Raketentriebwerk Abstützung ersetzt die bisher verwendeten divergendcr
eingangs umrissenen Art baulich einfach, be- «5 ten Düsenteile und führt wie diese zu einer Betriebssicher
und wirkungsgradgünstig auszubilden. schleunigung der austretenden Verbrennungsgase auf
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Überschallgeschwindigkeit.
Schubdüsen konvergente Düsen sind. F i g. 2 zeigt eine Ansicht des Raketentriebwerkes
Schubdüsen konvergente Düsen sind. F i g. 2 zeigt eine Ansicht des Raketentriebwerkes
von F i g. 1 in Pfeilrichtung P. Die Düsen 16 und damit deren Austrittsquerschnitte F1 sind bei dieser
Ausführungsform in einem Honigvvabenmuster 28 angeordnet.
Die Düsenaustrittsquerschni.tte können aber auch S in einer gemeinsamen Platte ausgebildet sein, die mit
den Einzeltriebwerken 12 verbunden ist.
Bei der Anordnung der Düsen bzw. der Einzeltriebwerke in Form eines Houigwabenmusters 28
(Fig. 2) nehmen die aus den einzelnen Düsen ausströmenden
Gasstrahlen im Querschnitt etwa die Form von Sechsecken 32 an.
Bei der Ausfuhrungsform nach F i g. 3 sind die \ Einzeltriebwerke und ihre Düsen in Form eines
quadratischen Musters 30 angeordnet.
An den Außenseiten des äußersten Ringes der Schubdüsen 16 erfolgt keine gegenseitige Abstützung
der Gasstrahlen. Hierdurch können bei Betrieb im Vakuum geringe Divergenzverluste entstehen. Bei der
in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ist daher rings um den äußersten Ring der Düsep 16 ein gemeinsamer
Düsenteil vorgesehen, der zylindrisch 34 oder divergent 36, 38 ausgebildet sein kann. Dieser
Düsenteil umgibt das gesamte Bündel der aus den einzelnen Triebwerken ausströmenden Gasstrahlen
24. Er stützt die äußeren Gasstrahlen auf ihrer Außenseite ab.
Die Einzeltriebwerke 12 sind in üblicher Weise mit Zufuhrleitungen 40 und 42 für Brennstoff und
Oxydationsmittel versehen.
Bezeichnet man nun den Düsenaustrittsquerschnitt mit F1, den Querschnitt des bereits erweiterten Gasstrahls,
der hier als kreisförmig angenommen werden soll, mit F2 und setzt man FJF1=C, d. h. dem Flächenverhältnis,
das dem gewünschten Entspannungsverhälinis zwischen Brennkammerdruck und Außendruck
entspricht, und setzt man ferner voraus, daß die im Querschnitt kreisförmigen Gasstrahlen sich
im Bereich des Außendruckes gerade berühren, so ist der Durchmesser D2 des Querschnitts F2 gleich
dem Abstand der Mittefachsen der Gasstrahlen, d. h. gleich dem Abstand der Mittelachsen der Schubdüsen
16.
Mit F1(Fx = C
und Fj = η ί)2 2/4
ergibt sich hieraus für
Dieser Wert von D0 ist ein theoretischer Anhaltspunkt
für den Abstand der Einzeltriebwerke voneinander, der größer oder kleiner sein kann je nach den
Anforderungen, die an das Triebwerk gestellt werden. Da außerdem die Querschnitte der aus den einzelnen
Düsen ausströmenden Gasstrahlen in der Praxis nicht kreisförmig sind, weicht der optimale
Abstandswert mehr oder weniger von dem vorgenannten theoretischen Wert ab.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Aus eng umeinander gebündelten Einzc! erforderlichen divergenten Düsenteil, da sich die Vertriebwerken
bestehendes Raketentriebwerk, wo- 5 brennungsgase gegenseitig selbst abstützen und sich
bei die Einzeltriebwerke jeweils eine Brennkam- hierbei beschleunigen. Die erfindungsgemäße Ausbilmer
mit daran anschließender Schubdüse auf- dung des Raketentriebwerkes liefert dabei, wie Verweisen
und wobei sämtliche Schubdüsenaustritts- suche zeigten, dieselbe Ausströmungsgeschwindigkeit
querschnitte in einer Ebene liegen, dadurch wie divergente Düsenteile.
gekennzeichnet, daß die Schubdüsen (16) io Das erfindungsgemäße Raketentriebwerk weist gekonvergente
Düsen sind. genüber solchen mit divergenten Düsenteilen unter
2. Raketentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch anderem folgende Vorteile auf:
gekennzeichnet, daß die Düsenaustrittsquer- Verkleinerung der 7.u kühlenden Oberfläche; Verschnitte
(F1) in einer gemeinsamen Platte ausge- ringerung der Raketentriebwerksmasse; Verkürzung
bildet sind, die mit den Einzeltriebwerken (12) 15 des Raketentriebwerkes; Steigerung der Zuverlässigverbunden
ist. keit und Betriebssicherheit des Triebwerkes; keine
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712116966 DE2116966C3 (de) | 1971-04-07 | 1971-04-07 | Aus eng umeinander gebündelten Einzeltriebwerken bestehendes Raketentriebwerk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712116966 DE2116966C3 (de) | 1971-04-07 | 1971-04-07 | Aus eng umeinander gebündelten Einzeltriebwerken bestehendes Raketentriebwerk |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2116966A1 DE2116966A1 (de) | 1972-10-19 |
DE2116966B2 DE2116966B2 (de) | 1973-08-16 |
DE2116966C3 true DE2116966C3 (de) | 1974-03-14 |
Family
ID=5804118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712116966 Expired DE2116966C3 (de) | 1971-04-07 | 1971-04-07 | Aus eng umeinander gebündelten Einzeltriebwerken bestehendes Raketentriebwerk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2116966C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5343698A (en) * | 1993-04-28 | 1994-09-06 | United Technologies Corporation | Hexagonal cluster nozzle for a rocket engine |
-
1971
- 1971-04-07 DE DE19712116966 patent/DE2116966C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2116966B2 (de) | 1973-08-16 |
DE2116966A1 (de) | 1972-10-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |