DE2657474A1

DE2657474A1 - Verfahren zum herstellen von regenerativ gekuehlten raketenbrennkammern und/oder schubduesen

Info

Publication number: DE2657474A1
Application number: DE19762657474
Authority: DE
Inventors: Karl Butter; Kuno Dipl Ing Knauer; Gunther Dipl Ing Pulkert; Albert Dipl Ing Seidel; Dietmar Dipl Ing Wolf
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-12-18
Filing date: 1976-12-18
Publication date: 1978-06-22
Also published as: FR2374519A1; US4156306A; FR2374519B1

Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, den 13.12.1976

Gesellschaft mit BTO13 Jk/bk beschränkter Haftung,

München 8087

Verfahren zum Herstellen von regenerativ gekühlten Raketenbrennkammern und/oder Schubdüsen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von regenerativ gekühlten Raketenbrennkammern und/oder Schubdüsen, die zwischen einem Innenrnantel mit profilfreier Innenkontur und einem Außenmantel längsverlaufende Kühlkanäle mit seitlichen Begrenzungen in Form radial gerichteter Stege aufweisen, und zwar auf galvanoplastischem Wege unter Zuhilfenahme eines Galvanisierkerns aus chemisch auflösbarem Material mit der Innenkontur des Innenmantels entsprechender Außenkontur und mit Formen für die Kühlkanal-Stege darstellenden radialen Vorsprüngen, wobei in einem ersten Arbeitsgang auf den Galvanisierkern der Innenmantel zusammen mit den Kühlkanalstegen aufgalvanisiert, nach Überdrehen der freien Stegstirnflächen und Einebnen der Kühl-

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kanäle mit einer ausschmelzbaren, elektrisch gut leitenden Füllmasse der Außenmantel galvanisch abgeschieden, anschliessend die Füllmasse aus den Kühlkanälen ausgeschmolzen, in einem weiteren Arbeitsgang der Galvanisierkern durch spanabhebende Verformung bis auf wenige Millimeter Restwandstärke ausgehöhlt und schließlich der Kernrest mit den radialen Vorsprüngen chemisch aufgelöst wird, was in den Kühlkanalstegen zur Heißgasseite hin offene Schlitze zur Folge hat·

Ein solches Herstellungsverfahren und eine nach diesem Verfahren hergestellte, gänzlich aus Nickel bestehende Raketenbrennkammer mit Schubdüse ist aus der DT-OS 2 137 109 bekannt. Die vorerwähnte Raketenbrennkammer mit Schubdüse in vollgalvanischer Nickelbauweise zeichnet sich dabei gegenüber einer gleichgroßen Ausführungsform ebenfalls bekannter Bauart, bei welcher anstelle des galvanisch abgeschiedenen Innenmantels und der im gleichen Arbeitsgang galvanisch abgeschiedenen Kühlkanalstege aus Nickel von einem geschmiedeten einstückigen Grundkörper aus sauerstofffreiem Kupfer mit von der Grundkörperaußenseite her eingefrästen längsverlaufenden Kühlkanälen Gebrauch gemacht wird, durch ein in etwa um 35 % geringeres Baugewicht aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren eingangs genannter Gattung in unaufwendiger Weise dahingehend weiterzuentwickeln, daß es in den zur Heißgasseite hin offenen Schlitzen, die - wie bereits an anderer Stelle erwähnt - als Folge des chemischen Auflösens der radialen Galvanisierkernvorsprünge in den Kühlkanalstcgen auftreten, beim Raketenbrennprozess nicht zu einem Stau heißer Verbrennungsgase mit der Gefahr örtlicher Überhitzung für die Kühlkanalstege kommt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß im Anschluß an die chemische Auflösung des Galvanisierkern-

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restes die vollgalvanische Raketenbrennkammer und/oder Schubdüse auf einen genau passenden, in der Düsenhaisebene quergeteilten Dorn gesteckt wird und auf diesem Dorn die Kühlkanäle zum Schließen der Schlitze in den KühlkanalStegen mittels Druckbeaufschlagung von der Kanalinnenseite her verformt werden.

Die Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte erweist sich als unproblematisch. Wird von ihnen Gebrauch gemacht, ist das Resultat eine vergleichsweise leichtgewichte leistungsfähige Raketenbrennkammer und/oder Schubdüse in vollgalvanischer Bauweise, deren Kühlkanalstege im Betrieb vor thermischen Überbelastungen durch einen Stau heißer Verbrennungsgase in den Toträume darstellenden Schlitzen bewahrt sind.· Das erfindungsgemäße Schließen besagter Schlitze erweist sich auch noch in anderer Hinsicht als vorteilhaft. Dadurch erhalten nämlich die Kühlkanalstege eine Vorspannung, welche die im Betrieb auftretenden Spannungen vermindert.

Ein Ausführungsbeispiel einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Raketenbrennkammer mit Schubdüse wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Raketenbrennkammer mit Schubdüse in vollgalvanischer Bauweise nach Beseitigung des GaI-vanisierkerns,

Fig. 2 einen Querschnitt durch besagten Galvanisierkern und

Fig. 3 die Raketenbrennkammer mit Schubdüse gemäß Fig.l nach erfolgter Endverformung ihrer Kühlkanäle.'

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Wie bereits erwähnt, zeigt Pig. 1 eine regenerativ gekühlte Brennkammer 1 mit Schubdüse 2 für ein Flüssigkeitsraketentriebwerk, und zwar in perspektivischer Darstellungsweise. Aufgebaut ist die Brennkammer-Schubdüseneinheit 1,2 im wesentlichen aus einem Innenmantel 3, einem Außenmantel 4 und Stegen 5, die sich in radialer Richtung vom Innenmantel 3 zum Außenmantel 4 erstrecken. Die Stege 5 bilden die seitlichen Begrenzungen von längsverlaufenden Kühlkanälen 6 mit über die Kanallänge veränderlichen Querschnitten. In ihnen verlaufen - ebenfalls in Längsrichtung - zur Heißgasseite hin offene Schlitze 8.

Hergestellt wurde die beispielsweise aus Nickel bestehende vorbeschriebene Brennkammer 1 mit Schubdüse 2 auf galvanoplastischem Wege, und zwar unter Zuhilfenahme eines in Fig.2 im Querschnitt wiedergegebenen Galvanisierkerns 9, der eine der Innenkontur des Innenmantels 3 entsprechende Außenkontur 10 und Formen für die Kühlkanäle 6 darstellende radiale Vorsprünge 11 aufweist. Auf den Galvanisierkern 9 werden als erstes in einem einzigen Arbeitsgang der Innenmantel 3 und die Stege 5 mit den Kühlkanälen 6 und den Schlitzen 8 angefertigt. Nach dem Überdrehen der freien Stegstirnflächen und dem Einebnen der Kühlkanäle 6, beispielsweise mit einem Leitwachs, wird sodann der Außenmantel 4 aufgalvanisiert. Es folgt - im Bereich der Kühlkanalenden - das Bohren von Ein- und Auslauf löchern, durch welche das in einem v/eiteren Arbeitsgang erhitzte Wachs aus den Kühlkanälen 6 entweichen kann. Daraufhin wird der Galvanisierkern 9, der beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminium-Hagnesium-KupferLegierung besteht, bis auf wenige Millimeter Wandstärke durch spanabhebende Verformung ausgehöhlt und der hohle Kernrest mit den radialen Vorsprüngen 11 mittels Matronlauge ausgebeizt.

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Die beim Ausbeizen der radialen Kernvorsprünge 11 in den KühlkanalStegen 5 auftretenden Schlitze 8 werden anschliessend geschlossen.

Hiersu wird die Brennkammer 1 mit Schubdüse 2 - wie aus Fig. 3 ersichtlich - auf einen genau passenden, in der Düsenhaisebene quergeteilten Dorn 12 gesteckt. Ist dies geschehen, erfolgt eine beispielsweise hydraulische Druckbeaufschlagung der Kühlkanäle 6 von der Kanalinnenseite her, und zwar in einem solchen Ausmaß, daß es au einer die Schlitze 8 schließenden Verformung der Kühlkanalstege 5 kommt.

Patentanspruch:

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Leerseite

Claims

Patentanspruch

Verfahren zum Herstellen von regenerativ gekühlten Raketenbrennkammern und/oder Schubdüsen, die zwischen einem Innenmantel mit profilfreier Innenkontur und einem Außenmantel längsverlaufende Kühlkanäle mit seitlichen Begrenzungen in Form radial gerichteter Stege aufweisen, und zwar auf galvanoplastischem Wege unter Zuhilfenahme eines Galvanisierkerns aus chemisch auflösbarem Material mit der Innenkontur des Innenmantels entsprechender Außenkontur und mit Formen für die Kühlkanalstege darstellenden radialen Vorsprüngen, wobei in einem ersten Arbeitsgang auf den Galvanisierkern der Innenmantel zusammen mit Kühlkanalstegen aufgalvanisiert, nach Überdrehen der freien Stegstirnflächen und Einebnen der Kühlkanäle mit einer ausschmelzbaren, elektrisch gut leitenden Füllmasse der Außenmantel galvanisch abgeschieden, anschließend die Füllmasse aus den Kühlkanälen ausgeschmolzen, in einem weiteren Arbeitsgang der Galvanisierkern durch spanabhebende Verformung bis auf wenige Millimeter Restwandstärke ausgehöhlt und schließlich der Kernrest mit den radialen Vorsprüngen chemisch aufgelöst wird, was in den Kühlkanalstegen zur Heißgasseite hin offene Schlitze zur Folge hat, dadurch gekennzeichnet , daß im Anschluß an die chemische Auflösung des Galvanisierkernrestes die vollgalvanische Raketenbrennkammer (1) und/oder Schubdüse (2) auf einen genau passenden, in der Düsenhalsebene quergeteilten Dorn (12) gesteckt wird und auf diesem Dorn (12) die Kühlkanäle (6) zum Schließen der Schlitze (8) in den Kühlkanalstegen (5) mittels Druckbeaufschlagung von der Kanalinnenseite her verforrat werden.

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