DE2838206C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Staustrahlrohr mit einer eine Brennkammer begrenzenden Hülle, die Öffnungen für den Ein­ tritt von Verbrennungsluft aufweist und an ihrem hinteren Ende einen Hals für den Austritt der Verbrennungsgase bildet, mit einer in der Brennkammer angeordneten Start­ rakete und mit einer am Ende des Raketenbetriebes entfern­ baren, den Strom von Verbrennungsluft durch die Brennkammer während des Raketenbetriebes hindernden Einrichtung.

Ein solches Staustrahlrohr ist aus der DE-AS 10 27 522 bekannt. Dieses Staustrahlrohr weist eine Startrakete auf, welche die Brennkammer des Staustrahlrohres im wesentlichen ausfüllt und an ihrem vorderen Ende mit einer kolbenartigen Verlängerung in einer Führung gehalten ist, die sich nach vorn an die Brennkammer anschließt. Nach dem Abbrennen der Startrakete wird die leergebrannte Raketenhülse mittels einer auf die kolbenartige Verlängerung wirkenden Spreng­ ladung ausgetrieben. Die Öffnungen für den Eintritt von Verbrennungsluft sind in der vorderen Stirnwand der Brenn­ kammer angeordnet und es schließen sich an diese Öffnungen nach vorn offene Luftkanäle an. Der Durchtritt der Luft durch die Brennkammer wird bis zum Ende des Raketenbetriebes durch die sich in der Brennkammer befindende Startrakete behindert. Ein Luftspalt zwischen der Raketenhülse und der Innenwand der Brennkammer ermöglicht den Durchtritt eines Luftstromes. Zwar kann dieser Luftstrom zum Schutz der Brennkammerwand gegen die hohen Temperaturen dienen, die beim Abbrennen der Startrakete entstehen, jedoch können schon bei geringen Unsymmetrischen des so erzeugten Luftstromes Lenkkräfte auftreten, welche die Stabilität der Bewegung des Flugkörpers während des Raketenbetriebes beeinträchtigen. Ebenso können unerwünschte Kräfte beim Ausstoßen der Raketenhülse am Ende des Raketenbetriebes auftreten, da zu diesem Zweck eine Sprengladung benutzt wird, welche wiederum einen nach hinten gerichteten und durch die Anordnung der Raketenhülse in der Brennkammer beeinflußten Schub erzeugt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Staustrahlrohr der eingangs beschriebenen Art so zu ver­ bessern, daß die den Strom der Verbrennungsluft hindernde Einrichtung keine nachteiligen Wirkungen auf die Flug­ stabilität während des Raketenbetriebes hat und daß auch beim Übergang vom Raketenbetrieb auf Staustrahlbetrieb keine die Fluglage beeinträchtigenden Kräfte auftreten können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Öffnungen für den Eintritt von Verbrennungsluft in der Mantelfläche der die Brennkammer begrenzenden Hülle ange­ ordnet sind und die den Strom der Verbrennungsluft hindernde Einrichtung von einer äußeren Hülle gebildet wird, welche die die Brennkammer begrenzende innere Hülle umgibt, die in der Mantelfläche angeordneten, seitlichen Öffnungen abdeckt und wenigstens zwei längs einer Umfangslinie voneinander trennbare und zur Freigabe der seitlichen Öffnungen längs der inneren Hülle relativ zueinander verschiebbare Ab­ schnitte aufweist.

Bei dem erfindungsgemäßen Staustrahlrohr sind demgemäß die für den Eintritt von Verbrennungsluft vorgesehenen Öffnungen nicht an der Stirnseite der Brennkammer angeordnet, sondern in der Mantelfläche der die Brennkammer begrenzenden Hülle. Weiterhin sind keine im Inneren der Brennkammer angeordneten Abdeckungen oder Hemmkörper vorgesehen, welche den Strom der Verbrennungsluft durch diese Öffnungen hindern, sondern es ist das Staustrahlrohr mit einer zusätzlichen, äußeren Hülle versehen, welche die Öffnungen überdeckt und daher dem Einfluß der an dem Staustrahlrohr vorbeiströmenden Außenluft völlig entzieht. Dadurch sind irgendwelche störenden Ein­ flüsse des Luftstromes während und am Ende des Raketenbe­ triebes völlig ausgeschlossen. Gleichzeitig ist auch ver­ mieden, daß irgendwelche zum Absperren der Verbrennungsluft dienenden Einrichtungen einem hohen Staudruck ausgesetzt sind, wie es bei der bekannten Anordnung der Fall ist, wo die durch Öffnungen eintretende Luft auf die Stirnfläche der Raketenhülse trifft und daher diese Hülse hoch belastet. Bei dem erfindungsgemäßen Staustrahlrohr werden weiterhin am Ende des Raketenbetriebes nach dem Auftrennen der äußeren Hülle die seitlichen Öffnungen durch Verschieben der Hüllen­ abschnitte in einem mehr oder weniger stetig zunehmenden Maße freigegeben, so daß der Strom der Verbrennungsluft nicht schlagartig einsetzt, sondern relativ langsam an­ wächst, wodurch ein sehr stetiger Übergang vom Raketenbe­ trieb auf den Staustrahlbetrieb stattfindet. Auch hierbei treten keine Unsymmetrien auf, welche die Flugstabilität des mit einem solchen Staustrahlrohr versehenen Flugkörpers beeinträchtigen könnten.

Das Zertrennen der äußeren Hülle kann sowohl in einer zur Achse des Staustrahlrohres senkrechten als auch in einer dazu schrägen Ebene erfolgen. Die Trennung kann auch längs einer Umfangslinie stattfinden, die nicht in einer Ebene enthalten ist. Nach dem Zertrennen ist es möglich, das Verschieben eines Abschnittes gegenüber dem anderen oder das Verschieben beider Abschnitte gegeneinander vorzusehen. Vorzugsweise ist nach dem Zertrennen der äußeren Hülle nur deren hinterer Abschnitt verschiebbar und abwerfbar und nimmt bei seiner Verschiebe- und Abwurfbewegung eine Düse mit, welche die Austrittsöffnung für die Verbrennungsgase bei Raketenbetrieb bildet.

Das erfindungsgemäße Staustrahlrohr weist vorteilhaft eine zusätzliche äußere Struktur in Form eines ringförmigen Mantels auf, der die innere Hülle und die äußere Hülle umgibt und wenigstens einen Lufteinlaßkanal aufweist, derart, daß für die innere Hülle bei Staustrahlbetrieb ein Druckausgleich existiert. Dieser Mantel stellt nicht nur die Verbindung zwischen den Lufteintrittsöffnungen und der Brennkammer her, sondern erlaubt es auch, eine mechanische Belastung der inneren Hülle in dem Bereich zu vermeiden, in welcher deren mechanische Festigkeit durch die Existenz von Öffnungen großer Abmessungen geschwächt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die innere Hülle mit leichtem Spiel in der äußeren Hülle ange­ ordnet und so weit dehnbar, daß sie sich unter dem in ihrem Inneren bei Raketenbetrieb herrschenden Druck fest an die äußere Hülle anlegt.

Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Staustrahlrohres ist dagegen die innere Hülle mit erheblichem Spiel in der äußeren Hülle angeordnet, derart, daß die innere Hülle bei Raketenbetrieb unter Gleichdruck steht und keine Verformung eintritt.

Gemäß einer weiteren Variante wird eine äußere zusätzliche Struktur vorgesehen, welche die innere und die äußere Hülle bis zum hinteren Ende der Brennkammer umgibt, derart, daß sie die interne Hülle während der Funktionsphase des Reise­ betriebes unter Gleichdruck hält, und die wenigstens einen Luftkanal enthält.

Ein erster Vorteil dieser Anordnung ergibt sich aus der Tatsache, daß nach dem Abtrennen der äußeren Hülle die innere Hülle mit ihren seitlichen Öffnungen vollständig von der äußeren, zusätzlichen Struktur umgeben ist. Daher ist die innere Hülle während der Funktion des Reisebetriebes vollständig unter Gleichdruck. Ein zweiter Vorteil dieser Ausbildung der äußeren Struktur besteht in der Möglichkeit, an dieser Struktur Leitflächen zu befestigen, die sich vollständig am Ende des Strahltriebwerkes befinden.

Bei einer Ausgestaltung der Brennkammer gemäß dieser Variante kann sich die äußere Struktur nach vorne bis über mindestens einen Teil der Länge des Fahrzeuges erstrecken, um eine Luftaufnahme an der Spitze und ein Zuführen der aufgenommenen Luft zur Brennkammer zu gewährleisten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung darge­ stellten, nur zur Erläuterung ausgewählten und nicht ein­ schränkenden Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Brennkammer nach der Erfindung im Zustand des Raketenbetriebes,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt längs der Linie II-II in Fig. 3 durch die Brennkammer nach Fig. 1, jedoch im Zustand des Staustrahlbetriebes,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III durch die Anordnung nach Fig. 2 und

Fig. 4 teilweise in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt einen mit einer weiteren Aus­ führungsform einer Brennkammer nach der Erfindung versehenen Flugkörper im Zustand des Raketenbe­ triebes.

Es ist zu bemerken, daß in den Figuren die Proportionen der verschiedenen Bauteile verfälscht worden sind, um ihre Anordnung deutlicher zu machen. So ist beispielsweise die Dicke der verschiedenen geschichteten Bauelemente sehr stark übertrieben. Ferner wird verschiedene klassische Bauelemente in der Zeichnung nicht dargestellt worden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Brennkammer eines Stau­ strahlrohres nach der Erfindung, die für den Start- oder Raketenbetrieb vorbereitet ist, ist der freie Innenraum der Brennkammer praktisch vollständig von einem Propergol-Block 1 ausgefüllt, der eine axiale Ausnehmung 16 aufweist, die das Entzünden des Propergol-Blockes 1 mittels eines Zünders 6 erlaubt, der beispielsweise am vorderen Boden der Brenn­ kammer angebracht ist, wie es Fig. 1 zeigt. Der Propergol- Block 1 ist mit einer Materialschicht 2 versehen, welche die Außenfläche des Propergol-Blockes schützt. Diese Material­ schicht 2 kann entfallen, wenn der Propergol-Block unmittel­ bar auf die Innenfläche der Brennkammer aufgeklebt ist.

Der Propergol-Block 1 ist von einer inneren Hülle 3 umgeben, welche die Brennkammer des Staustrahlrohres begrenzt. Fig. 1 veranschaulicht die am meisten übliche Ausbildung einer solchen inneren Hülle 3, die eine innere Schicht 31 aus einem wärmedämmenden Material und eine äußere Schicht 32 aus einem druckfesten Material umfaßt. Die Schichten 31 und 32 der inneren Hülle 3 können bei einer abgewandelten Aus­ führungsform auch aus einem einzigen Material bestehen, das sowohl in der Lage ist, den chemischen Angriffen zu wider­ stehen als auch die Kräfte aufzunehmen, die sich aus dem inneren Druck während des Staustrahlbetriebes ergeben, trotz der Erwärmung, die aus dem bedeutenden inneren Wärmefluß resultieren.

Die innere Hülle 3 weist einen Hals 33 zum Austritt der Verbrennungsgase während des Reisebetriebes auf, der von einer Verengung am Endabschnitt der inneren Hülle 3 gebildet wird. In dem vorderen zylindrischen Abschnitt der inneren Hülle 3 sind seitliche Öffnungen 34 eingeschnitten. Es können mehrere dieser Öffnungen 34, welche den Lufteintritt im Reisebetrieb gestatten sollen, vorgesehen sein. Die Anzahl dieser seitlichen Öffnungen richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungszweck. Ebenso können die Form und die Abmessungen der seitlichen Öffnungen 34 nach dem jeweiligen Bedarf verschieden gewählt werden.

Während des Startbetriebes sind die Öffnungen 34 durch eine äußere Hülle 4 verschlossen, die vollständig die innere Hülle umgibt und eine Verstärkung der inneren Hülle gewähr­ leistet, die es der inneren Hülle ermöglicht, dem internen Druck standzuhalten, der in der Brennkammer während des Startbetriebes herrscht. Die äußere Hülle 4 weist einen Boden oder vorderen Abschnitt 41 und einen hinteren zylindrischen Abschnitt 42 auf. Eine Düse 43, die eine Austrittsöffnung mit stark vermindertem Durchmesser für die Verbrennungsgase während des Startbetriebes bildet, ist am hinteren Ende der äußeren Hülle 4 angebracht und mit dieser fest verbunden. Die Düse 43 kann einen Teil der Brennkammer bilden, wie es Fig. 1 zeigt, um das Staustrahlrohr möglichst kompakt zu gestalten.

Um das Einbringen des Treibstoffes zu erleichtern, können die in die innere Hülle 3 eingeschnittenen Öffnungen 34 mit Einlagen 7 ausgefüllt sein, die aus einem inkompressiblen, jedoch nachgiebigen Material, beispielsweise aus Kautschuk, bestehen. Diese Einlagen 7, deren Vorhandensein für die Funktion der erfindungsgemäßen Brennkammer nicht un­ entbehrlich ist, werden freigegeben und ausgeworfen, wenn die äußere Hülle 4 am Ende des Startbetriebes wenigstens teilweise entfernt wird.

Während des Startbetriebes arbeitet die Brennkammer mit den beiden ineinandergeschachtelten Hüllen 3 und 4, wie es Fig. 1 zeigt. Bei der speziellen, hier beschriebenen Ausführungs­ form dehnt sich die innere Hülle 3 zu Beginn des Startbe­ triebes, also nach dem Zünden, unter der Wirkung des inneren Druckes p aus. Der Außendurchmesser der inneren Hülle 3, der bei einem Druck p = 0 den Wert D aufweist, nimmt bei wachsendem Druck zu und erreicht bei einem Druck p ₁ einen Wert D + ε, bei dem kein Spiel zwischen der inneren Hülle 3 und der äußeren Hülle 4 mehr existiert. Wenn nun der Druck über den Wert p ₁ weiter ansteigt, bis der Betriebsdruck p ₀ des Startbetriebes erreicht ist, stützt sich die innere Hülle 3 an der äußeren Hülle 4 ab, welche der Gesamtan­ ordnung die notwendige mechanische Stabilität verleiht.

Am Ende des Startbetriebes, d. h., wenn die Brennfläche des Propergol-Blockes 1 nahezu den Wert Null erreicht, ergibt sich eine Übergangsphase zwischen dem Startbetrieb und dem Reisebetrieb. Die Übergangsphase endet, wenn der im Reisebe­ trieb ausgeübte Schub die gleiche Größe erreicht wie die aerodynamischen Widerstandskräfte.

Gegen Ende der Verbrennung des Propergol-Blockes 1 nimmt der Druck in der Brennkammer vom Betriebsdruck p ₀ bis auf Null ab. Wenn der Druck in der Brennkammer ein Druck p ₁ unter­ schreitet, wird die innere Hülle 3 nicht mehr an die äußere Hülle 4 angepreßt. Es ist dann möglich, für eine Freigabe der Öffnungen 34 zu sorgen, die in der inneren Hülle 3 angebracht sind. Bei der erfindungsgemäßen Brennkammer ist es möglich, zu diesem Zeitpunkt die äußere Hülle 4 in einer Zone 44 längs ihres Umfanges zu zertrennen, so daß entweder der eine oder der andere oder auch beide der so getrennten Abschnitte 41 und 42 der äußeren Hülle 4 auf der inneren Hülle 3 frei verschiebbar sind. Die Trennung, die in der Zone 44 erfolgt, der in der inneren Hülle 3 die Öffnungen 34 benachbart sind, daß durch ein Verschieben der äußeren Hülle 4 die Öffnungen freigegeben werden, kann in jeder beliebigen Weise erfolgen und der jeweiligen Anordnung angepaßt sein. Die einfachste Form ist die Trennung längs einer Umfangs­ linie, die in einer zur Achse der Brennkammer senkrechten Ebene liegt, beispielsweise unter Verwendung eines ab­ werfbaren Gurtbandes, einer zweiteiligen Schelle u. dgl. Erfindungsgemäß ist es möglich, nach einem Zerteilen der äußeren Hülle 4 im Bereich der Zone 44 entweder nur den hinteren Abschnitt 42 zu verschieben, während der vordere Abschnitt 41 unbeweglich bleibt, oder den vorderen Abschnitt 41 zu verschieben, der die Öffnungen 34 der inneren Hülle 3 überdeckt, während der hintere Abschnitt 42 der Hülle 4 fest bleibt. Es können aber auch die beiden voneinander ge­ trennten Abschnitte 41 und 42 der äußeren Hülle 4 gleich­ zeitig um gleiche oder verschiedene Strecken verschoben werden.

Das Verschieben der äußeren Hülle 4 erfolgt, sobald die Trennung stattgefunden hat, in allen Fällen auf natürliche Weise aufgrund von Axialkräften, die auf die Existenz eines Innendruckes zurückzuführen sind, der größer ist als der Umgebungsdruck.

Es ist im allgemeinen besonders zweckmäßig, eine Trennung in einer vor den Öffnungen 34 liegenden Zone 44 vorzunehmen, wie es bei der anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterten Aus­ führungsform der Erfindung der Fall ist, und den hinteren Abschnitt 42 der äußeren Hülle 4 zu verschieben. Auf diese Weise wird durch Abwerfen des hinteren Abschnittes 42 zu­ gleich eine Freigabe der Lufteintrittsöffnungen 34 und ein Abwerfen der Düse 43 bewirkt. Weiterhin hat eine solche Maßnahme keinen Raumverlust innerhalb des Staustrahlrohres zur Folge, wie es der Fall wäre, wenn der vordere Abschnitt 41 verschoben werden müßte. Weiterhin trägt die Ejektion einer bedeutenden Masse, wie sie von dem hinteren Abschnitt 42 gebildet wird, am Ende der Startphase dazu bei, die Geschwindigkeit zu erreichen, die für den Reisebetrieb gewünscht wird. Endlich wird durch die Erleichterung des Flugkörpers um den Hauptteil der Struktur, die für den Betrieb bei hohem Druck ausgelegt ist, die träge Masse des Flugkörpers reduziert, was für mögliche Beschleunigungs­ phasen während des Reisebetriebes von Vorteil ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die äußere Hülle 4 in einer Zone 44, die zuvor durch eine Ver­ minderung der Dicke des die äußere Hülle bildenden Metalls festgelegt ist, von eine Sprengschnur 8 umgeben. Die Ver­ minderung des Metalls der äußeren Hülle 4 erfolgt unter Berücksichtigung der während des Startbetriebes auftretenden Axialkräfte. In der durch die Verdünnung entstehenden Rinne ist ein Polster 9 angeordnet, das dazu dient, die Schock­ welle zu dämpfen, die von der Sprengschnur 8 erzeugt wird, um dadurch die innere Hülle 3 im Bereich der Sprengschnur 8 zu schützen.

Nach dem Zertrennen der äußeren Hülle 4 im Bereich der Zone 44 übt der in der Brennkammer herrschende Restdruck auf die Innenfläche der Düse 43 eine größere Kraft aus als das sich im divergierenden Abschnitt der Düse 43 entspannende Gas. Die resultierende Kraft bewirkt dann ein Verschieben des hinteren Abschnittes 42 der äußeren Hülle 4 mit der Düse 43 bis zum völligen Abgleiten von der inneren Hülle 3.

Während des Verschiebens des hinteren Abschnittes 42 mit der Düse 43 findet nacheinander eine partielle Freigabe der Öffnungen 34 unter Auswurf der Einlagen 7 in die Ver­ brennungskammer, ein Umstülpen der schützenden Material­ schicht 2 und eine Mitnahme zweier halbkreisförmiger Dichtungsglieder 10, die mit der äußeren Hülle 4 verbunden sind, nach hinten statt. Das Umstülpen der Materialschicht 2 erfolgt aufgrund ihrer dem Inneren der Brennkammer ange­ paßten Form, die einen Boden mit einem Loch 36 umfaßt, das klein ist im Verhältnis zum Querschnitt der Öffnungen 34 und des Halses 33.

Das erfindungsgemäße Staustrahlrohr ist mit einer dritten Struktur in Form eines Mantels 5 versehen, der außerhalb der Hüllen 3 und 4 angeordnet ist und dessen Länge auf die Länge des Bereiches begrenzt ist, in dem sich die Öffnungen 34 befinden. Dieser Mantel 5 ist mit dem vorderen Abschnitt 41 der äußeren Hülle 4 fest verbunden und an seinem hinteren Ende mit einem kegelstumpfförmigen Mantelabschnitt 51 versehen. Der Mantel 5 gestattet es, die Dichtigkeit der Brennkammer im Bereich der Öffnungen 34 herzustellen und die innere Hülle 3 in dem Bereich, in dem sich die Öffnungen 34 befinden, während des Reisebetriebes unter Gleichdruck zu halten.

Die Dichtigkeit nach dem Zertrennen der äußeren Hülle 4 und dem Abwerfen des hinteren Abschnittes 42 dieser Hülle wird mittels der halbkreisförmigen Dichtungsglieder 10 erzielt, die unter dem Einfluß des Druckes in der Brennkammer zwischen dem Mantel 5 und der inneren Hülle 3 im Bereich des hinteren Mantelabschnittes 51 in Anschlag gehalten werden; (siehe Fig. 2).

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Mitnahme der Dichtungsglieder 10 mittels mehrerer Bänder 11 aus Metallfolie, die auf den Umfang der äußeren Hülle 4 verteilt und mit einem Längsschlitz 12 versehen sind, der eine gewisse Relativbewegung zwischen dem Band 11 und der äußeren Hülle 4 gestattet, die für jedes Band 11 einen Knopf 13 trägt. Die Bänder 11 nehmen die Dichtungsglieder 10 mit, die an ihrer Innenseite eine Nut 15 aufweisen, in welche Finger 14 eingreifen, von denen jeweils einer am Ende eines Bandes 11 angebracht ist.

Die halbkreisförmigen Dichtungsglieder 10, die bei der Verschiebung des hinteren Abschnittes 42 der inneren Hülle 4 von den Bändern 11 mitgenommen werden, betten sich demnach in dem hinteren, kegelstumpfförmigen Abschnitt 51 des Mantels 5 ein. Zu diesem Zweck haben die Dichtungsglieder 10 an ihrem hinteren Ende einen verminderten Durchmesser. Sobald die Dichtungsglieder zur Anlage kommen, werden die Knöpfe 13 abgeschert und geben dadurch die Bänder 11 frei (Fig. 2). Die Übergangsphase findet ihr Ende, wenn, nachdem die Materialschicht 2, die Einlagen 7 und der hintere Abschnitt 42 der äußeren Hülle 4 mit der Düse 43 abgeworfen worden sind, sich ein Strom atmosphärischer Luft, die stromauf mit einem Brennstoff vermischt worden ist, eingestellt hat, der von den Eintrittsöffnungen 53 von Luftkanälen 52, die sich in dem Mantel 5 in Höhe der Öffnungen 34 befinden, durch den von der inneren Hülle 3 umschlossenen Innenraum, der nun von dem Propergol-Block 1 frei ist, bis zum Hals 33 erstreckt. Ein Zünder, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist und an verschiedenen Stellen im Inneren der inneren Hülle 3 angeordnet sein kann, gestattet dann ein Entzünden der aus Luft und Brennstoff bestehenden Treibstoffmischung und dadurch ein Auslösen des Staustrahl- oder Reisebetriebes, bei dem die Brennkammer die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Konfiguration hat.

Der eigentliche Mantel 5, der vordere Abschnitt 41 der äußeren Hülle 4 und die Luftkanäle 52 können als gemeinsames Bauteil aus einem Stück gefertigt sein. In der Praxis kann es jedoch vorteilhaft sein, diese Elemente getrennt voneinander herzustellen und sie dann dicht miteinander zu verbinden.

Es ist zu bemerken, daß der Spalt 54 zwischen dem Mantel 5 und der inneren Hülle 3 mit atmosphärischer Luft gespeist wird, bei der es sich um ein relativ kaltes Gas handelt. Daher ist eine absolute Dichtheit am kegelstumpfförmigen Abschnitt 51 des Mantels 5 nicht unbedingt erwünscht, weil in manchen Fällen ein leichter Leckluftstrom nützlich sein kann, um zur Kühlung der Teile beizutragen, die mit einem solchen leichten Leckluftstrom in Berührung kommen. Die Stärke des ringförmigen Luftstromes, der durch den Spalt zwischen der inneren Hülle 3 und den kegelstumpfförmigen Abschnitt 51 des Mantels 5 ausgeht, sowie die Orientierung der Geschwindigkeitsvektoren der Luftfäden können dadurch optimal bestimmt werden, daß ein oder mehrere Öffnungen entweder an den Dichtungsgliedern 10 oder an dem äußeren Mantel 5 angebracht werden. Um eine Erwärmung des äußeren Mantels 5 durch Wärmeleitung zu verhindern, können die halbkreisförmigen Dichtungsglieder 10 vorteilhaft aus einem wärmeisolierenden Material bestehen.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß das erfindungsgemäße Staustrahlrohr sowohl eine gute Funktion während des Start­ betriebes als auch während des Reisebetriebes gewährleistet und den Übergang zwischen beiden Betriebsarten erleichtert.

Eine alternative Ausführungsform wird nunmehr anhand Fig. 4 erläutert. Fig. 4 veranschaulicht ein Staustrahlrohr 100, das an seinem hinteren Ende mit einer Brennkammer versehen ist, die sich im Startbetriebszustand befindet. Eine innere Hülle 103 umgibt einen Propergol-Block 101, der als Treib­ stoff während des Startbetriebes dient. Die innere Hülle 103 weist am vorderen Ende seitliche Öffnungen 134 und einen hinteren Halsabschnitt 133 auf. Die seitlichen Öffnungen 134 ermöglichen den Lufteintritt und der Halsabschnitt 133 den Austritt der Verbrennungsgase während des Reisebetriebes.

Die seitlichen Öffnungen 134 sind durch eine äußere Hülle 104 verschlossen, die an ihrem hinteren Ende mit einer Düse 143 für den Gasausstoß versehen ist. Die äußere Hülle 104 bedeckt vollständig die innere Hülle 103 und bildet eine Verstärkung der inneren Hülle, die es ermöglicht, dem Gas­ druck während der Startphase standzuhalten.

Die äußere Hülle 104 umfaßt einen vorderen Abschnitt 141 und einen hinteren Abschnitt 142. Die beiden Abschnitte sind in einer Zone 144, welche die Hülle ringförmig umgibt, beispielsweise mittels einer Sprengschnur 108 trennbar. Nach dem Trennen gleitet der hintere Abschnitt 143 an der inneren Hülle 103 entlang und gibt dadurch die Öffnungen 134 frei, so daß ein Staustrahlbetrieb nach Beendigung des Startbe­ triebes möglich ist.

Bezüglich weiterer Einzelheiten des Aufbaues und der Funktion der inneren und äußeren Hüllen der Brennkammer wird auf die Beschreibung der Fig. 1 und 3 verwiesen.

Die Hüllen 103 und 104 sind von einem zusätzlichen äußeren Mantel 105 in Form eines Rohres umgeben, das sich bis zum hinteren Ende der Brennkammer erstreckt und dort in einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 151 endet. Der äußere Mantel 105 und die inneren und äußeren Hüllen können koaxial zu­ einander angeordnet sein. Bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel ist jedoch der äußere Mantel 105 zu den Hüllen 103 und 104 exzentrisch angeordnet. Sobald am Ende des Startbe­ triebes das Zertrennen der äußeren Hülle 104 im Bereich der Zone 144 stattgefunden hat, gleitet der hintere Abschnitt 142 der Hülle 104 mit der Düse 143 an der inneren Hülle 103 bis zur Trennung von dem Staustrahlrohr entlang. Während dieser Bewegung erfolgt nacheinander die Freigabe der seitlichen Öffnungen 134 und die Mitnahme der halbkreis­ förmigen Dichtungsglieder 110 nach hinten mittels einer mit der äußeren Hülle 104 verbundenen Einrichtung.

Im Reisebetrieb umgibt der Mantel 105 die innere Hülle 103 vollständig und begrenzt zusammen mit dieser Hülle einen Raum 154. Die innere Hülle 103 ist infolgedessen auf ihrer ganzen Länge unter Gleichdruck gehalten.

Die Abdichtung des Raumes 154 wird nach dem Abwerfen des hinteren Abschnittes 142 der äußeren Hülle 104 durch zwei halbkreisförmige Dichtungsglieder 110 gewährleistet, die sich an den kegelstumpfförmigen Abschnitt 151 des äußeren Mantels 105 anlegen. Man gibt zu diesem Zweck auch den Dichtungsgliedern 110 eine kegelstumpfförmige Gestalt, die der Form des kegelstumpfförmigen Abschnittes 151 entspricht.

Die Mitnahme der Dichtungsglieder 110 erfolgt, wie es für die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 beschrieben worden ist, mittels Bändern 111 aus Metallfolie, die an der äußeren Hülle 104 mittels Knöpfen 113 befestigt sind. Jedes Band 111 weist einen Finger 114 auf, der in eine innere Nut 115 des halbkreisförmigen Dichtungsgliedes 110 eingreift. Sobald die Dichtungsglieder 110 am kegelstumpfförmigen Abschnitt 151 des äußeren Mantels 105 anschlagen, werden die Knöpfe abge­ schert. Dadurch ist die Abdichtung des Raumes 154 gewähr­ leistet und es kann der Reisebetrieb beginnen.

Vorzugsweise ist die durch die halbkreisförmigen Dichtungs­ glieder 110 bewirkte Abdichtung nicht vollkommen, um in dem Raum 154 einen Luftstrom aufrechtzuerhalten, der zur Kühlung beiträgt.

Der äußere Mantel 105 ist nach vorn verlängert und erstreckt sich über die gesamte Länge des Flugkörpers. Der Raum zwischen dem Mantel 105 und den Wänden, welche dieser Mantel auf seiner Länge umgibt, wird dazu benutzt, um beispiels­ weise unter Verwendung von Längsrippen Luftzuführkanäle 152 zu bilden, die zu den Öffnungen 134 führen. Diese Kanäle 152 ermöglichen eine Luftaufnahme am vorderen Ende des Flug­ körpers und ein Zuführen der aufgenommenen Luft zur Brenn­ kammer, wo sie als Oxydator beim Reisebetrieb dient. Die Verlängerung der äußeren Struktur bis zum hinteren Ende des Staustrahlrohres erlaubt die Anbringung von Leitflächen 157 unmittelbar am hinteren Ende des Flugkörpers.

Claims (8)

1. Staustrahlrohr mit einer eine Brennkammer begrenzenden Hülle, die Öffnungen für den Eintritt von Ver­ brennungsluft aufweist und an ihrem hinteren Ende einen Hals für den Austritt der Verbrennungsgase bildet, mit einer in der Brennkammer angeordneten Startrakete und mit einer am Ende des Raketenbetriebes entfernbaren, den Strom von Verbrennungsluft durch die Brennkammer, während des Raketenbetriebes hindernden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (34) für den Eintritt von Verbrennungsluft in der Mantelfläche der die Brennkammer begrenzenden Hülle (3) angeordnet sind und die den Strom der Ver­ brennungsluft hindernde Einrichtung von einer äußeren Hülle (4) gebildet wird, welche die die Brennkammer begrenzende innere Hülle (3) umgibt, die in der Mantelfläche angeordneten, seitlichen Öffnungen (34) abdeckt und wenigstens zwei längs einer Umfangslinie (44) voneinander trennbare und zur Freigabe der seitlichen Öffnungen (34) längs der inneren Hülle (3) relativ zueinander verschiebbare Abschnitte (41, 42) aufweist.

2. Staustrahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach dem Zertrennen der äußeren Hülle (4) nur deren hinterer Abschnitt (42) verschiebbar und abwerfbar ist und bei seiner Verschiebe- und Abwurfbe­ wegung eine Düse (43) mitnimmt, welche die Austritts­ öffnung für die Verbrennungsgase bei Raketenbetrieb bildet.

3. Staustrahlrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es mit einem ringförmigen Mantel (5) versehen ist, der die innere Hülle (3) und die äußere Hülle (4) umgibt und wenigstens einen Luft­ einlaßkanal aufweist, derart, daß für die innere Hülle bei Staustrahlbetrieb ein Druckausgleich existiert.

4. Staustrahlrohr nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Öffnungen (34) der inneren Hülle (3) durch Einlagen (7) ausgefüllt sind, die zusammen mit dem einen Ab­ schnitt (42) der äußeren Hülle (4) am Ende des Raketenbetriebes freigebbar und auswerfbar sind.

5. Staustrahlrohr nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülle (3) mit leichtem Spiel in der äußeren Hülle (4) ange­ ordnet und so weit dehnbar ist, daß sie sich unter dem in ihrem Inneren bei Raketenbetrieb herrschenden Druck fest an die äußere Hülle (4) anlegt.

6. Staustrahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülle mit erheblichem Spiel in der äußeren Hülle angeordnet ist, derart, daß die innere Hülle bei Raketenbetrieb unter Gleichdruck steht und keine Verformung eintritt.

7. Staustrahlrohr nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mantel (105) die innere Hülle (103) und die äußere Hülle (104) bis zum hinteren Ende der Brennkammer umgibt.

8. Staustrahlrohr nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mantel (105) nach vorn über die inneren und äußeren Hüllen (103, 104) hinaus ver­ längert ist und sich über die gesamte Länge eines mit dem Staustrahlrohr versehenen Fahrzeuges (100) erstreckt, einen vorderen Lufteinlaß (152) aufweist und die aufgefangene Luft der Brennkammer zuführt.