DE2230457B2

DE2230457B2 - Zwischenwand für Raketentriebwerke

Info

Publication number: DE2230457B2
Application number: DE2230457A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing.(Grad.) 5000 Koeln Brandenburg; Wolfgang 5050 Porz Dorn; Rainer Ing.(Grad.) 5060 Bergisch Gladbach Schoeffl
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1972-06-22
Filing date: 1972-06-22
Publication date: 1980-07-03
Also published as: FR2189646A1; IT986191B; BE801230A; DE2230457A1; FR2189646B1; GB1401400A; US3879942A; DE2230457C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwischenwand für Raketentriebwerke, mit wenigstens einer Durchströmöffnung und diese verschließenden Stopfen zur Abtrennung einer mit Feststofftreibsatz und wenigstens einer Düse versehenen Brennkammer von einem am düsenabgewandten Ende angeordneten zusätzlichen Raum, insbesondere einer weiteren Brennkammer mit Feststofftreibsatz.

Es ist eine Zwischenwand für Raketentriebwerke bekannt mit wenigstens einer Durchströmöffnung und diese verschließenden Stopfen zur Abtrennung einer mit einem Feststofftreibsatz und wenigstens einer Düse versehenen Brennkammer von einem am düsenabgewandten Ende angeordneten zusätzlichen Raum, insbesondere einer weiteren Brennkammer mit Feststofftreibsatz. Nach Abbrand des Treibsatzes im düsenseitigen Brennkammerraum werden bei Zündung des Treibsatzes im zweiten Brennkammerraum in der Zwischenwand öffnungen freigegeben, durch welche die Verbrennungsgase vom zweiten Brennkammerraum durch den ersten düsenseitigen Brennkammerraum hindurch zur Düse gelangen. In dem zusätzlichen Raum kann aber auch beispielsweise ein Staustrahltriebwerk mit Lufteinlauf und Treibstoffeinspritzung vorgesehen sein. Auch hier werden bei der Zündung des Staustrahltriebwerkes die Stopfen ir (lic davorliegende Kammer hineingedrOckt und durch die wenigstens eine Düse ausgestoßen, Dabei besteht aber grundsatzlieh die Gefahr, daß die Stopfen in der Döse verklemmen und hiermit das ungehinderte Abströmen der Treibgase beeinträchtigen, was je nach den Umständen eine Explosion des Raketentriebwerkes zur Folge haben kann.

Der Frfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bekannten Zwischenwand zu vermeiden.

Die Erfindung löst die Aufgabe für. eine Zwischenwand der eingangs erläuterten Art dadurch, daß der wenigstens eine Stopfen an einer Halteeinrichtung axial verschiebbar und nach erfolgtem Hinausschieben aus der Durchströmöffnung seitlich verschieb- oder schwenkbar, vorzugsweise in eine die Durchströmöffnung völlig freigebende Stellung, befestigt ist

Zweckmäßig ist die Zwischenwand so ausgebildet daß die Halteeinrichtung auf einem an der Zwischenwand zentral angeordneten Zapfen axial verschiebbar und seitlich verschwenkbar ist Die Halteeinrichtung kann aber auch beispielsweise als Ring ausgebildet sein, der in einer Führung an der Innenwandung des Brennkammergehäuses axial verschiebbar ist Die Stopfen sind dann mit dem Ring durch radiale Arme verbunden.

Die seitliche Verschieb- bzw. Schwenkbarkeit des wenigstens einen Smpfens ist gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung durch vorgespannte Federn gegeben. Dabei ist es vorteilhaft die Zwischenwand mit einem Anschlag für die Halteeinrichtung zu versehen, der das vom Federelement ausgeübte Drehmoment aufnimmt, solange sich der wenigstens eine Stopfen noch innerhalb der Durchströmöffnung befindet

Gemäß einem anderen Vorscnlag der Erfindung ist vorgesehen, die Halteeinrichtung zur Verschwenkung infolge der axialen Gasströmung mit einer die axialen Kräfte teilweise in ein Drehmoment umsetzenden Zwangsführung zu verschen. Dabei kann es sich um einen am Zapfen fest angebracht! radialen Stift handeln, der in einen zunächst axial ausgeführten und dann an seinem stopfenseitigen Ende abgewinkelten Schlitz der Halteeinrichtung eingreift. Es ist aber auch möglich, den im Querschnitt oval rechteckig, dreieckig oder dergleichen ausgebildeten Zapfen im Bereich seines düsenseitigen Endes entsprechend der gewünschten Verschwenkbarkeit der Halteeinrichtung zu tordieren.

Insbesondere bei rotierenden Raketen trägt die Zwischenwand wegen der angestrebten symmetrischen Massenverteilung mehr als eine öffnung und damit auch mehr als einen Stopfen, der je nach der mechanischen und thermischen Beanspruchung z. B. aus Stahl, Aluminium, Kunststoff mit Metallbelegung, Sintermetall oder Keramik bestehen kann.

Das Federelement zum seitlichen Verschieben oder Verschwenken der Stopfen kann als Biegestab, Spiralfeder mit flachem oder rundem Querschnitt oder auch als zylindrische oder kegelförmige Schraubenfeder ausgebildet sein.

Die einen beispielsweise kreisförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisenden Stopfen tragen zweckmäßig auf ihrer zylindrischen Mantelfläche einen zusätzlichen Dichtungsring.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt.

Fig. I zeigt ein an sich bekanntes Feststoffraketentriebwerk mit der Hülle 1 mit Düse 2, dem ersten Brennkammerraum 3 und dem zweiten Brennkammer-

raum 4, die beide durch die Zwischenwand 5 voneinander getrennt sind. Im ersten Brennkammerraum 3 befindet sich der. Treibsatz 6 mit dem Anzünder 7. Im zweiten Brer&ammerraum 4 befindet sich der Treibsatz 8 mit dem Anzünder 9.

Fig.2 zeigt die Zwischenwand 5 gemäß der Erfindung. Sie besitzt zwei öffnungen 10, die durch Stopfen 11 mit Dichtringen 32 verschlossen sind. Die Stopfen 11 sind untereinander durch eine Haltesinrichtung 13 verbunden, weiche auf einem an der Zwischenwand 5 befestigten Zapfen 14 axial verschiebbar und schwenkbar gelagert ist Am düsenseitigen Ende ist der Zapfen 14 mit der einen beispielsweise quadratischen Querschnitt aufweisenden Verlängerung 15 mit Anschlag 16 versehen. Auf dieser Verlängerung 15 ist die Flachspiralfeder 17 mit ihrem einen Ende verschiebbar angeordnet Das andere freie Ende 18 der Flachspiralfeder 17 ist mittels der Befestigung 19 fest mit der Halteeinrichtung 13 verbunden. Der Stift 20 nimmt das von der Feder 17 ausgeübte Drehmoment auf, solange die Stopfen 1! sich noch in den Öffnungen 10 befinden.

F i g. 3 zeigt die Zwischenwand entsprechend dem in F i g. 2 eingetragenen Schnitt X-X mit den Stopfen 11 und der Halteeinrichtung 13. Die auf der Verlängerung 15 axial verschiebbare Flachspiralfeder 17 ist durch ihre Einspannung an der Befestigung 19 so vorgespannt, daß sie auf die Halteeinrichtung 13 ein Drehmoment ausübt. Werden durch einen Oberdruck im zweiten, d. h. düsenabgewandten Brennkammerraum 4 die Stopfen 11 aus den Offnungen 10 herausgedrückt, so wird durch das Drehmoment der Rachspiralfeder 1/ die Halteeinrichtung 13 zusammen mit den Stopfen 11 um z. B. 90° gedreht, so daß die Stopfen 11 zwischen den öffnungen 10 liegen,

Fig,4 zeigt diese Stellung, Durch die Verschiebung der Stopfen ti ist die Flachspiralfeder 17 zusammen mit der Halteeinrichtung 13 an den Anschlag 16 gedrückt worden.

Fig.5, die den in Fig.4 eingetragenen Schnitt Y-Y darstellt, zeigt die Stellung der Stopfen 11 nach der Freigabe der öffnungen 10 der Zwischenwand 5 noch deutlicher. Die Flachspiralfeder 17 ist nach der

ίο Verschwenkung der Hebeeinrichtung 13 um z. B. 90° entspannt, so daß die Halteeinrichtung 13 mit den Stopfen 11 in dieser Endstellung bleibt

Fig.6 zeigt in der Aufsicht eine Ausbildung der Zwischenwand 5, bei der die Halteeinrichtung der

is Stopfen U durch die Federn 13a selbst gebildet ist 16a ist ein Anschlag und 20a sind an der Zwischenwand 5 angebrachte Stifte, welche die Federvirkiing erst dann freigeben, wenn die Stopfen 11 aus den öffnungen 10 hinausgedrückt sind. Die verschwenkie die Öffnungen 10 freigebende Lage der Stopfen '1 ist gestrichelt dargestellt

F i g. 7 zeigt eine Ausbildung der Zwischenwand 5, bei der die Schwenkbarkeit der Halteeinrichtung 13 für die Stopfen 11 durch eine Zwangsführung am Zapfen 14 gegeben ist, indem der am Zapfen 14 fest angeordnete radiale Stift 21 durch einen Schlitz 22 hindurchgreift, der in einer mit der Halteeinrichtung 13 fest verbunden auf dem Zapfen 14 verschiebbaren Hülse 23 ausgebildet ist. Dieser Schlitz 22 ist in einem ersten Abschnitt 22a axial

w und im zweiten Abschnitt 22ö abgewinkelt ausgeführt, um die gewünschte Verschwenkung der Halteeinrichtung 13 unter der Druckwirkung der die Stopfen 11 anströmenden Treibgase zu erreichen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprache;

1. Zwischenwand für Raketentriebwerke, mit wenigstens einer Durcbströraöffnung und diese verschließenden Stopfen zur Abtrennung einer mit Feststofftreibsatz und wenigstens einer Düse versehenen Brennkammer von einem am düsenabgewandten Ende angeordneten zusätzlichen Raum, insbesondere einer weiteren Brennkammer mit Feststofftreibsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Stopfen (11) an einer Halteeinrichtung (13) axial verschiebbar und nach erfolgtem Hinausschieben aus der Durchströmöffnung (10) seitlich verschieb- oder schwenkbar, vorzugsweise in eine die Durchströmöffnung (10) völlig freigebende Stellung, befestigt ist

2. Zwischenwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (13) auf einem an der Zwischenwand (5) zentral angeordneten Zapfet; (14) axial verschiebbar und seitlich schwenkbar Ist.

3. Zwischenwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Verschieb- bzw. Schwenkbarkeit des wenigstens einen Stopfens (11) durch vorgespannte Federn (13a, 17) gegeben ist

4. Zwischenwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Anschlag (20,2OaJ für die Halteeinrichtung (13) versehen ist, der das vom Federeleinent (17,13aJ ausgeübte Drehmoment aufnimmt, solange sich der wenigstens eine Stopfen (II) noch innerhalb der Durchströmöffnung (10) befindet

5. Zwischenwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (13) zur Verschwenkung infolge der axL.en Gasströmung mit einer die axialen Kräfte teilweise in ein Drehmoment umsetzenden Zwangsführung (21, 22) versehen ist