DE2557775A1 - Einrichtung zur stromversorgung des bordnetzes eines flugkoerpers - Google Patents

Einrichtung zur stromversorgung des bordnetzes eines flugkoerpers

Info

Publication number
DE2557775A1
DE2557775A1 DE19752557775 DE2557775A DE2557775A1 DE 2557775 A1 DE2557775 A1 DE 2557775A1 DE 19752557775 DE19752557775 DE 19752557775 DE 2557775 A DE2557775 A DE 2557775A DE 2557775 A1 DE2557775 A1 DE 2557775A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
generator
mhd
board network
mhd generator
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19752557775
Other languages
English (en)
Other versions
DE2557775C3 (de
DE2557775B2 (de
Inventor
Guenther Dipl Ing Dr Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messerschmitt Bolkow Blohm AG filed Critical Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority to DE19752557775 priority Critical patent/DE2557775C3/de
Priority to GB5144476A priority patent/GB1568238A/en
Priority to FR7637488A priority patent/FR2335990A1/fr
Publication of DE2557775A1 publication Critical patent/DE2557775A1/de
Publication of DE2557775B2 publication Critical patent/DE2557775B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2557775C3 publication Critical patent/DE2557775C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F02K9/972—Fluid cooling arrangements for 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
    • F02K9/97—Rocket nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
    • H02K44/08—Magnetohydrodynamic [MHD] generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Description

Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines Flugkörpers
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines raketengetriebenen Flugkörpers mit einem von den Treibgasen betriebenen Energiewandler·
Es ist aus dem DGM 1 870 852 eine Einrichtung zur Stromversorgung bekannt, bei welcher eine Reihe von Thermoelementen einer Thermobatterie um die Antriebsdüse eines Raketentriebwerks angeordnet sind. Diese Thermobatterie besteht aus wechselweise jeweils unter Zwischenfügen einer Isolierschicht aneinandergefügten p— und n—leitenden Halbleiterringscheiben, die mit ihren heißen Kontaktstellen reit der Triebwerksdüse
-2-
und mit ihren kalten Kontaktstellen mit außen am Flugkörper angeordneten Kühlrippen wärmeschlüssig verbunden sind.
Derartige Thermobatterien sind sehr aufwendig im Aufbau und haben im Vergleich zur abnehmbaren Leistung ein hohes Gewicht. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine für Flugkörper geeignete Stromversorgung zu schaffen, welche bei hoher Leistung leichter im Gewicht und billiger herzustellen ist als die bekannte Stromversorgung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Energiewandler ein magneto-hydrodynamischer Generator (MHD-Generator) verwendet wird.
Aus der DT-OS 1 964 265 ist ein MHD-Generator bekannt, der vorzugsweise zur Stromversorgung von Luft- und Raumfahrzeugen dient. Dieser MHD-Generator wird mit einem besonderen Treibmedium, z.B. Helium oder Natriumdampf und einem Arbeitsmedium, z.B. flüssiges Natrium-Kalium-Gemisch, betrieben und nicht, gemäß der Erfindung, von den Treibgasen eines Raketentriebwerks. Da es bekannt war, daß bei linear angeordneten MHD-Generatoren Wirbelstromverluste am Ein- und Ausgang des strömenden Gases in bzw. aus dem Magnetfeld des MHD-Generators auftreten, konnte auch nicht davon ausgegangen werden, einen MHD-Generator direkt mit einem Raketentriebwerk für Flugkörper zu verbinden, da Störungen der Flugbahn durch Turbulenzen im Antriebsstrahl zu erwarten waren. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der relativ zur Triebwerksleistung geringen, zur Versorgung des Bordnetzes benötigten elektrischen Energie, wegen der hohen Treibgasgeschwindigkeit nur schwache Magnetfelder, mit entsprechend geringem Einfluß auf die Strömungsrichtung des Treibgases, notwendig sind.
709826/0166
Da ein MHD-Generator keine bewegten Teile hat, ist er unempfindlich gegenüber den bei Flugkörpern auftretenden hohen Beschleunigungskräften. Wegen der hohen Treibgastemperaturen (ca. 3500K) ist auch der Carnot-Wirkungsgrad sehr hoch.
Vorteilhafterweise ist der MHD-Generator ringförmig um den Bereich der Antriebsdüse mit der größten Treibgasgeschwindigkeit angeordnet.
Zur Erzeugung der notwendigen Magnetfelder werden vorteilhafterweise Permanentmagnete verwendet. Zum Schutz vor den hohen Treibgastemperaturen ist es vorteilhaft, wenn der MHD-Generator von einem Kühlmittel durchströmte Kühlkanäle aufweist. Als Kühlmittel kann dabei die Umgebungsluft oder ein flüssiger Raketentreibstoff verwendet werden.
Anhand eines in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die erfindungsgemäße Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines raketengetriebenen Flugkörpers näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch ein Raketentriebwerk mit einem MHD-Generator;
Figur 2 einen Längsschnitt durch einen MHD-Generator; Figur 3 einen Querschnitt durch einen MHD-Generator.
Der prinzipielle Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines raketengetriebenen Flugkörpers ist in Figur 1 dargestellt. Hierbei ist um den •ngsten Düsenbereich 1.2 eines Raketentriebwerks 1 ein MHD-Generator 2 ringförmig angeordnet. Xn die Brennkammer 1.1
-4-
709826/0166
des Raketentriebwerks 1 werden über Leitungen 3, 4 Raketentreibstoffe eingespritzt. Diese Treibstoffe verbrennen in der Brennkammer bei Temperaturen um 3500K. Bei dieser Temperatur ionisieren die Verbrennungsproduktey so daß ein Plasma mit relativ guter Leitfähigkeit entsteht. Zur Erhöhung der Leitfähigkeit des Plasmas wird über eine Leitung 5 in die Brennkammer 1.1 ein Saatmaterial, z.B. ca. 1 Mol-% Caesium oder Kalium, zugegeben. Die elektrische Leitfähigkeit des aus der Brennkammer 1.1 austretenden Plasmas beträgt dann ca 100 S/m. Die Teilchengeschwindigkeit des Plasmas liegt in diesem Bereich bei etwa 1000 m/s. Die dem MHD-Generator 2 über eine elektrische Leitung 6 entnommene Energie zur Stromversorgung des Bordnetzes beträgt in der Regel nur ein bis zwei Prozent der Antriebsleistung des Raketentriebwerks. Aus diesem Grund genügen zur Ablenkung der ionisierten Teilchen aus dem Gasstrahl im Bereich des engsten Düsenquerschnitts 1.2 schon magnetische Flußdichten von ca. 0,5 bis 1 T, welche durch Permanentmagnete aufgebracht werden können.
In Figur 2 ist die Anordnung der Elektroden 8,9 sowie des aus zwei Teilen bestehenden Permanentmagneten 7.1 und 7.2 zu erkennen. Die Elektroden 8 und 9 sind zur Verminderung von Hall-Effekt-Verlusten in kleinere Teilsegmente 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 bzw. 9,1, 9.2, 9.3, 9.4 unterteilt. Der MHD-Generator 2 ist von Kühlkanälen 10 durchzogen, welche vorteilhafterweise in Längsrichtung verlaufen und bei Verwendung von Raketentreibstoff als Kühlmittel untereinander verbunden sind oder bei Ausnutzung der Luftströmung während des Fluges an beiden Enden offen sind.
Die Anordnung der Kühlkanäle 10 sowie der Permanentmagnete 7.1, 7.2 ist in Figur 3 noch deutlicher zu erkennen. Durch die
709826/0166
Permanentmagnete 7.1 und 7.2 wird im Bereich 1.2 der Antriebsdüse ein senkrecht zu den Elektroden 8 und 9 und senkrecht zur Strömungsrichtung des Treibgases gerichtetes Magnetfeld aufgebaut. Die Pole der Magneten 7.1 und 7.2 sind zum Schutz gegen die hohen Treibgastemperatüren mit einem dünnen, thermisch isolierenden Überzug 11 versehen. Die Elektroden 8,9 sind voneinander und von den Magneten 7.1, 7.2 durch ein elektrisch isolierendes, jedoch gut wärmeleitendes Material 12 getrennt.
Patentansprüche:
-6-
7D9826/01SS

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines raketengetriebenen Flugkörpers mit einem von den Treib— gasen betriebenen Energiewandler, dadurch gekennzeichnet t daß als Energiewandler ein magnetohydrodynamischer Generator (MHD-Generator) verwendet wird.
    Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der MHD-Generator (2) ringförmig um den Bereich C1.2) der Antriebsdüse (1) mit der größten Treibgasgeschwindigkeife angeordnet ist.
    Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der MHD-Generator (2) mindestens einen Permanentmagneten (7-1,7.2) zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweist.
    Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der MHD-Generator (2) von einem Kühlmittel durchströmte Kühlkanäle (10) aufweist.
    709826/0166
DE19752557775 1975-12-20 1975-12-20 Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines Flugkörpers Expired DE2557775C3 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752557775 DE2557775C3 (de) 1975-12-20 1975-12-20 Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines Flugkörpers
GB5144476A GB1568238A (en) 1975-12-20 1976-12-09 Rocket propulsion units
FR7637488A FR2335990A1 (fr) 1975-12-20 1976-12-13 Dispositif d'alimentation en courant electrique du reseau de bord d'un missile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752557775 DE2557775C3 (de) 1975-12-20 1975-12-20 Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines Flugkörpers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2557775A1 true DE2557775A1 (de) 1977-06-30
DE2557775B2 DE2557775B2 (de) 1978-09-21
DE2557775C3 DE2557775C3 (de) 1979-05-10

Family

ID=5965152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752557775 Expired DE2557775C3 (de) 1975-12-20 1975-12-20 Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines Flugkörpers

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE2557775C3 (de)
FR (1) FR2335990A1 (de)
GB (1) GB1568238A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2853429A1 (de) * 1978-12-11 1980-06-19 Horst Hanschmann Verfahren zur herstellung von stromerzeugenden elementen iii
EP3007350A1 (de) * 2014-10-08 2016-04-13 MBDA Deutschland GmbH Flugkörper mit magnetohydrodynamischer (mhd) erzeugung elektrischer energie

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3528338C1 (de) * 1985-08-07 1993-01-28 Messerschmitt Boelkow Blohm Vorrichtung mit schneller Magnetfeldkompression
DE3913582A1 (de) * 1989-04-25 1990-10-31 Otto Leonhard Nefzger Zusaetzliche stromerzeugung an raumfaehren-weltraumraketen
GB2397347A (en) * 2003-01-20 2004-07-21 Rolls Royce Plc Deriving electrical energy from waste heat in a gas turbine engine
WO2023014325A1 (en) * 2021-08-03 2023-02-09 Phase Muhendislik Danismanlik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi An energy conversion system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2853429A1 (de) * 1978-12-11 1980-06-19 Horst Hanschmann Verfahren zur herstellung von stromerzeugenden elementen iii
EP3007350A1 (de) * 2014-10-08 2016-04-13 MBDA Deutschland GmbH Flugkörper mit magnetohydrodynamischer (mhd) erzeugung elektrischer energie

Also Published As

Publication number Publication date
FR2335990A1 (fr) 1977-07-15
DE2557775C3 (de) 1979-05-10
FR2335990B3 (de) 1979-08-17
DE2557775B2 (de) 1978-09-21
GB1568238A (en) 1980-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69304336T2 (de) Plasmamotor geringer länge mit geschlossenem elektronendrift
US3411025A (en) Method and apparatus for producing charged aerosols
US3224375A (en) Apparatus for establishing plasma boundary surfaces
US4268765A (en) Transpiration cooled electrodes and insulators for MHD generators
Litchford et al. Magnetohydrodynamic augmented propulsion experiment: i. performance analysis and design
US3324316A (en) Controlled fusion devices
DE2557775C3 (de) Einrichtung zur Stromversorgung des Bordnetzes eines Flugkörpers
EP0216772B1 (de) Verfahren zur erzeugung eines plasmas und ein mhd-generator
John et al. Recent advances in electric arc plasma generation technology
US3449600A (en) Mhd generator fueled by solid grain propellant
Kai et al. Numerical and experimental investigation of plasma plume deflection with MHD flow control
DE2141656A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Injektion von Plasma
US3155850A (en) Magnetohydrodynamic voltage generator
DUCATI et al. High specific impulse thermo-ionic acceleration
US3369134A (en) Heat recovery in generators
US3128595A (en) Propulsion method and apparatus
US3549914A (en) Monolithic electrodes for mhd generators
Scharfman et al. Use of ion probes in supersonic plasma flow
US3261993A (en) Mhd wall vortex generation
Myrabo et al. Hypersonic MHD propulsion system integration for the mercury lightcraft
DE1225285B (de) Magnetohydrodynamischer Generator
Brunner The effects of hall and ion slip on the electrical conductivity of partially ionized gases for magnetohydrodynamic re-entry vehicle application
JPH07174876A (ja) 連続多段加速式同軸ガン
GB1032317A (en) Continuous reheat magnetohydrodynamic generating duct arrangement
Ikuta Electromagnetic acceleration of macroparticles to hypervelocites in axisymmetric geometry

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee