DE3125091A1

DE3125091A1 - Thrust nozzle for a rocket motor

Info

Publication number: DE3125091A1
Application number: DE19813125091
Authority: DE
Inventors: Hubert 8000 München Broll
Original assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Current assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1983-01-13

Abstract

A thrust nozzle for a rocket motor is composed of a plurality of segments whose walls on the combustion side can be displaced tangentially with side walls which are closely adjacent to each other, in order to be able to vary the cross-section of the nozzle opening in accordance with the operating phase of the rocket (launch, cruise, free-flight, reignition, etc.).

Description

Schubdüse für ein RaketentriebwerkThrust nozzle for a rocket engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubdüse für Raketentriebwerke nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a thruster for rocket engines according to the preamble of claim 1.

Derartige Schubdüsen sind bereits bekannt (z. B. aus der GB-PS 1 480 723, der US-PS 3 192 714 und der DE-AS 22 58 390). Die zur mehrmaligen Schubänderung, z. B.Such thrusters are already known (e.g. from GB-PS 1 480 723, US-PS 3,192,714 and DE-AS 22 58 390). The multiple thrust changes, z. B.

Start-, Marsch-, Freiflug- oder Wi£derzündphase benötigte Flächenveränderung des engsten Querschnitts der Schubdüse wird dabei durch ein Einführen eines Verdrängungskörpers in den Düsenhalsquerschnitt der geschlossenen, runden Düse erreicht.Area change required for take-off, march, free flight or re-ignition phase the narrowest cross section of the thrust nozzle is thereby created by inserting a displacement body reached in the nozzle neck cross-section of the closed, round nozzle.

Abgesehen von den Verlusten, die durch den Strömungswiderstand und durch die Oberflächenvergrößerung und somit Reibungserhöhung aufgrund des Verdrängungskörpers entstehen, kann durch die Erosion durch die in den heutigen Feststofftreibsätzen enthaltenen festen Zusätze der Ringspalt zwischen der Düse und dem Verdrängungskörper und somit der Schub nicht beliebig klein heruntergeregelt werden.Außerdem vergrößert sich durch den Verdrängungskörper die axiale Baulänge der Schubdüse.Apart from the losses caused by the flow resistance and by increasing the surface area and thus increasing the friction due to the displacement body can arise from the erosion in today's solid propellants contained solid additives in the annular gap between the nozzle and the displacement body and thus the thrust is not regulated down to an arbitrarily small scale also the displacement body increases the axial length of the thrust nozzle.

Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schubdüse für Raketentriebwerke, insbesondere mit Feststofftreibsätzen, zu schaffen, mit der ein viel kleinerer Querschnitt der Düsenöffnung einstellbar ist, als dies bei den vorstehend geschilderten, bekannten Schubdüsen der Fall ist, ohne daß eine Oberflächenvergrößerung oder eine wesentliche Beeinträchtigung des Strömungsverlaufs der Schubgase erfolgt und die axiale Baulänge der Düse erhöht werden muß.The invention as characterized in the claims lies therefore the task underlying a thruster for rocket engines, in particular with Solid propellants, with which a much smaller cross-section of the nozzle opening is adjustable than is the case with the known thrusters described above is the case without any increase in surface area or significant impairment the flow of the thrust gases takes place and increases the axial length of the nozzle must become.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise erläutert. Darin zeigen, jeweils schematisch: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schubdüse während der Startphase; Fig. 2. einen Längsschnitt entlang der Linie II-II der Düse nach Fig. 1; Fig. 3 u. 4 einen der Fig. 1 bzw. 2 entsprechenden Schnitt durch die Düse, jedoch in der Marschphase; Fig. 5 in dem linken oberen Teil einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen- Schubdüse während der Startphase und im übrigen eine Draufsicht auf diese Ausführungsform während der Marschphase; Fig. 6 einen Längsschnitt entlang der Linie VI-VI der Düse nach Fig. 5; Fig. 7 in dem linken oberen Teil einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schubdüse während der Startphase und im übrigen eine Draufsicht auf diese Ausführungsform während der Marschphase; Fig. 8 einen Längsschnitt entlang der Linie VII-VII der Düse nach Fig. 7; Fig. 9 in vergrößerter und stark vereinfachter Wiedergabe einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 1; Fig. 10 in dem Teil mit den sich von oben nach unten erstreckenden einwärts gekrümmten Lamellen einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schubdüse in der Startphase, und in dem Teil mit den sich von unten nach oben einwärts krümmenden Lamellen einen Querschnitt durch diese Ausführungsform in der Marschphase; und Fig. 11 einen Längsschnitt entlang der Linie XI-XI in Fig. 10.The invention is exemplified below with reference to the accompanying drawings explained. These show, in each case schematically: FIG. 1 a cross section through a first embodiment of the thrust nozzle according to the invention during the starting phase; Fig. 2. a longitudinal section along the line II-II of the nozzle according to FIG. 1; Figures 3 and 4 1 or 2 corresponding section through the nozzle, but in the marching phase; Fig. 5 in the left upper part a cross section through a second embodiment the thrust nozzle according to the invention during the start phase and in the rest of a plan view of this embodiment during the march phase; Fig. 6 shows a longitudinal section along the line VI-VI of the nozzle according to FIG. 5; Fig. 7 in the upper left part shows a cross section through a third embodiment of the invention Thrust nozzle during the start-up phase and, moreover, a plan view of this embodiment during the march phase; Fig. 8 is a longitudinal section along the line VII-VII of Nozzle according to FIG. 7; 9 shows an enlarged and greatly simplified reproduction Section along the line IX-IX in Fig. 1; Fig. 10 in the part with the from inwardly curved lamellae extending upward and downward through a cross-section a fourth embodiment of the thrust nozzle according to the invention in the starting phase, and one in the part with the lamellas curving inwards from bottom to top Cross-section through this embodiment in the march phase; and FIG. 11 is a longitudinal section along the line XI-XI in FIG. 10.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 9 ist die Schubdüse aus vier gleich großen Segmenten 1, 2, 3, 4 zusammengesetzt. Die Segmente 1, 2, 3, 4 sind in dichter Anlage aneinander verschiebbar. Dazu ist die feuerseitige Wand 5, 6, 7, 8 jedes Segments 1, 2, 3, 4 entlang der Seitenwand 9, 10, 11, 12 des jeweils benachbarten Segments 1, 2, 3, 4 gleitend geführt, und zwar, wie insbesondere aus Fig. 9 ersichtlich, über die gesamte axiale Kontur der feuerseitigen Wand 5, 6, 7, 8 in einer zur axialen Kontur der feuerseitigen Wand 5, 6, 7,8 komplementären Ausnehmung 13 in der Seitenwand 9, 10, 11, 12 des benachbarten Segments 1, 2, 3, 4. Die axiale Kontur der feuerfesten Wand 5, 6, 7, 8 besteht dabei, wie üblich und aus den Fig. 2, 4, 6, 8 und 9 ersichtlich, aus einem gegenüber der Axialen etwa mit 450 geneigten Einlaufabschnitt, einem gekrümmten Halsabschnitt und einem gegenüber der Axialen, etwa mit 150 geneigten Auslaufabschnitt.In the embodiments according to FIGS. 1 to 9, the thrust nozzle is off four equal segments 1, 2, 3, 4 composed. Segments 1, 2, 3, 4 can be moved in close contact with one another. For this purpose, the fire-side wall 5, 6, 7, 8 of each segment 1, 2, 3, 4 along the side wall 9, 10, 11, 12 of the respectively adjacent segments 1, 2, 3, 4 slidably guided, specifically, as in particular from 9 can be seen over the entire axial contour of the fire-side wall 5, 6, 7, 8 in a complementary to the axial contour of the fire-side wall 5, 6, 7,8 Recess 13 in the side wall 9, 10, 11, 12 of the adjacent segment 1, 2, 3, 4. The axial contour of the refractory wall 5, 6, 7, 8 consists, as usual, and 2, 4, 6, 8 and 9 can be seen, from one opposite to the axial approximately with 450 inclined inlet section, one curved neck section and one opposite the axial, approximately with 150 inclined outlet section.

Durch den geschilderten Aufbau und die geschilderte Anordnung der Segmente 1, 2, 3, 4 bleibt die zentrische Lage der Düsenöffnung 14 gewährleistet, da die Segmente 1, 2, 3, 4 jeweils auf ihrer Normalen zur Winkelhalbierenden der feuerseitigen Wand 5, 6, 7, 8 des einen Segments 1, 2, 3, 4 und der Seitenwand 9, 10, 11 12 des anderen Segments 1, 2, 3, 4 laufen.Due to the structure and the arrangement of the Segments 1, 2, 3, 4, the central position of the nozzle opening 14 is guaranteed, since the segments 1, 2, 3, 4 are each on their normal to the bisector of the fire-side wall 5, 6, 7, 8 of one segment 1, 2, 3, 4 and the side wall 9, 10, 11 12 of the other segment 1, 2, 3, 4 run.

Zur Abdichtung und Schmierung zwischen den Segmenten 1, 2, 3, 4 ist in jedem Segment 1, 2, 3, 4 ein Dicht- und Schmiermittel-Kanal 15, 16, 17, 18 vorgesehen, der in die betreffende Ausnehmung dieses Segments mündet, also bei dem Segment 2 gemäß Fig. 9 in die Ausnehmung 13.For sealing and lubrication between segments 1, 2, 3, 4 is a sealant and lubricant channel 15, 16, 17, 18 is provided in each segment 1, 2, 3, 4, which opens into the relevant recess of this segment, that is to say in segment 2 according to FIG. 9 into the recess 13.

Weiterhin sind, und zwar auch bei der Ausführungsform nach Fig. 10 und 11, an beiden Stirnseiten der Segmente 1, 2, 3 und 4 Dichtringe 19 bzw. 20 vorgesehen, die vorzugsweise aus Graphit bestehen. Die Dichtringe 19 und 20 weisen an ihrer Innenseite eine Kontour auf, die dem Einlaufabschnitt der Segmente 1, 2, 3, 4 entspricht.Furthermore, also in the embodiment according to FIG. 10 and 11, provided on both end faces of segments 1, 2, 3 and 4 sealing rings 19 and 20, respectively, which are preferably made of graphite. The sealing rings 19 and 20 point to their A contour on the inside which corresponds to the inlet section of the segments 1, 2, 3, 4.

Gemäß Fig. 2, 4 und 11 sind beide Dichtringe 19 und 20 auf die Segmente 1, 2, 3 und 4 bzw. aufeinander zu mittels zwei Tellerfedern 21, 22 bzw. nach Fig. 8 mittels einer Tellerfeder 21 und einer Hutfeder 23 bzw. nach Fig. 6 mittels einer Hutfeder 24 belastet.According to FIGS. 2, 4 and 11, both sealing rings 19 and 20 are on the segments 1, 2, 3 and 4 or towards each other by means of two disc springs 21, 22 or according to Fig. 8 by means of a plate spring 21 and a cap spring 23 or according to FIG. 6 by means of a Cap spring 24 loaded.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 sind die Segmente 1, 2, 3, 4 lagerlos in einer Federaufhängung abgestützt. Dazu sind je Segment 1, 2, 3, 4 jeweils zwei rohrförmige, mit ihrer Achse parallel zur Düsenachse verlaufende Federn 25, 26; 27, 28; 29, 30; 31, 32 vorgesehen, die mit dem betreffenden Segment 1, 2, 3, 4 und dem Außengehäuse 33 der Schubdüse bzw. des Raketentriebwerks fest verbunden sind. Axiale Kräfte, die an den Segmenten 1, 2, 3, 4 angreifen, werden durch das hohe Widerstandsmoment der rohrförmigen Federn 25 bis 32 in das Außengehäuse 33 geleitet. Durch die geringe Wanastärke der rohrförmigen Federn 25 bis 32 sind die Segmente 1, 2, 3, 4 tangential frei verschiebbar. Auch gewährleistet die paarweise Anordnung der Federn 25 bis 32 an den Segmenten 1, 2, 3, 4 eine Parallelführung derselben. Durch ihre Ovalität, die daher rührt, daß sie zwischen dem Gehäuse und den Segmenten 1, 2, 3, 4 zusammengedrückt sind, können sich die rohrförmigen Federn 25 bis 32 abwälzen und Wärmeausdehnungen aufnehmen. Auch erzeugen sie neben dem Formschluß, der durch den Eingriff der feuerseitigen Wände 5, 6, 7, 8 der Segmente 1, 2, 3, 4 in die Ausnehmung 13 der Seitenwände 9, 10, 11, 12 der benachbarten Segmente 1, 2, 3, 4 entsteht, zusätzlich einen Kraftschluß durch ihre Vorspannung.In the embodiment according to FIGS. 1 to 4, the segments 1, 2, 3, 4 supported without bearings in a spring suspension. For each segment 1, 2, 3, 4 each two tubular, with their axis parallel to the nozzle axis Springs 25, 26; 27, 28; 29, 30; 31, 32 provided with the segment concerned 1, 2, 3, 4 and the outer housing 33 of the thrust nozzle or the rocket engine are connected. Axial forces acting on segments 1, 2, 3, 4 will be due to the high section modulus of the tubular springs 25 to 32 in the outer housing 33 headed. Due to the low thickness of the tubular springs 25 to 32 are the segments 1, 2, 3, 4 can be freely moved tangentially. Also guaranteed in pairs Arrangement of the springs 25 to 32 on the segments 1, 2, 3, 4 a parallel guide the same. Due to their ovality, which stems from the fact that they are between the housing and the segments 1, 2, 3, 4 are compressed, the tubular springs can Roll off 25 to 32 and absorb thermal expansion. Even produce they in addition to the form fit, which is caused by the engagement of the fire-side walls 5, 6, 7, 8 of the segments 1, 2, 3, 4 in the recess 13 of the side walls 9, 10, 11, 12 of the adjacent segments 1, 2, 3, 4 is created, in addition, a frictional connection through their Preload.

Das öffnen und Schließen der Düsen nach Fig. 1 bis 4 erfolgt durch Druckbeaufschlagung eines Hydraulikmittels, das in dem Raum zwischen den Segmenten 1, 2, 3, 4 und dem Außengehäuse 33 vorliegt,und zwar über Leitungen 34, 35, 36, 37. Eine Erhöhung des Drucks des Hydraulikmittels bewirkt also eine Verstellung der Segmente 1, 2, 3, 4 nach innen und eine Druckherabsetzung deren Verstellung nach außen, wobei bei konstantem öffnungsquerschnitt der Düse der Hydraulikdruck so eingestellt werden muß, daß er zusammen mit der Vorspannung der Federn 25 bis 32 die durch das Schubgas erzeugten radialen, nach außen gerichteten Kräfte aufzunehmen imstande ist.The opening and closing of the nozzles according to FIGS. 1 to 4 is carried out by Pressurization of a hydraulic medium in the space between the segments 1, 2, 3, 4 and the outer housing 33 is present, via lines 34, 35, 36, 37. An increase in the pressure of the hydraulic medium therefore causes an adjustment of the segments 1, 2, 3, 4 inwards and a pressure reduction their adjustment to the outside, with the hydraulic pressure at a constant opening cross-section of the nozzle must be set so that it together with the bias of the springs 25 to 32 to absorb the radial, outwardly directed forces generated by the thrust gas is able to.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 münden die Schmier- und Dichtmittelkanäle 15, 16, 17, 18 der Segmente 1, 2, 3, 4 unmittelbar in den Raum mit dem Hydraulikmittel zwischen den Segmenten 1, 2, 3, 4 und dem Außengehäuse 33, so daß das Hydraulikmittel gleichzeitig das Schmier-und Dichtmittel darstellt. In den Kanälen 15, 16, 17, 18 ist dabei jeweils eine Drossel 38, 39, 40, 41 vorgesehen.In the embodiment of FIGS. 1 to 4 open the lubricating and Sealant channels 15, 16, 17, 18 of the segments 1, 2, 3, 4 directly into the room with the hydraulic medium between the segments 1, 2, 3, 4 and the outer housing 33, so that the hydraulic medium is the lubricant and sealant at the same time. In the channels 15, 16, 17, 18 are each provided with a throttle 38, 39, 40, 41.

Als Eydraulikmittel wird vorzugsweise hochwarmfestes Schmierfett, insbesondere auf Molybdänsulfidbasis, verwendet.Highly heat-resistant lubricating grease, especially based on molybdenum sulfide.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 sind die Segmente 1, 2, 3 und 4 in Gleitiagern abgestützt. Dazu ist in dem Außengehäuse 33 ein ringförmiger Einsatz 42 ange- ordnet, der vier sehnenförmig verlaufende Innenflächen aufweist, wobei in Fig. 5 lediglich zwei, nämlich die Innenflächen 43 und 44 sichtbar sind. Die Innenflächen 43, 44 stellen die Gleitlagerflächen für die Außenflächen der Segmente 1, 2, 3, 4 dar, wobei in Fig. 5 wiederum lediglich die Außenfläche 45 des Segments 1 sichtbar ist. Die Außenflächen 45 der Segmente 1, 2, 3, 4 liegen dabei in der Normalen zu der Winkelhalbierenden der feuerseitigen Wände 5, 6, 7, 8 zweier benachbarter Segmente 1, 2, 3, 4.In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the segments 1, 2, 3 and 4 supported in slide bearings. For this purpose, an annular one is in the outer housing 33 Stake 42 arranges the four tendon-shaped inner surfaces has, only two, namely the inner surfaces 43 and 44 being visible in FIG. 5 are. The inner surfaces 43, 44 represent the sliding bearing surfaces for the outer surfaces of segments 1, 2, 3, 4, FIG. 5 again only showing the outer surface 45 of segment 1 is visible. The outer surfaces 45 of the segments 1, 2, 3, 4 are located in the normal to the bisector of the fire-side walls 5, 6, 7, 8 of two adjacent segments 1, 2, 3, 4.

Zum Öffnen und Schließen der Düse nach Fig. 5 und 6 ist an jedem Segment 1, 2, 3, 4 ein Zapfen befestigt, wobei lediglich zwei Zapfen, nämlich die Zapfen 46 und 47 dargestellt sind. Die Zapfen 46, 47 sind in eine entsprechende Gewindebohrung 48, 49 in den Segmenten 1, 2, 3, 4 hineingeschraubt. Die Zapfen 46, 47 sind durch Langlöcher 50, 51 in dem Einsatz 42 geführt, die schräg und parallel zueinander verlaufen. Mit ihrem vom jeweiligen Segment 1, 2, 3, 4 abgewandten Ende greifen die Zapfen 46, 47 in Langlöcher 52, 53 ein, die parallel zu den Langlöchern 50, 51 in dem Einsatz 42 verlaufen und in einem Ringkolben 54 vorgesehen sind.To open and close the nozzle of FIGS. 5 and 6 is on each segment 1, 2, 3, 4 a pin attached, with only two pins, namely the pin 46 and 47 are shown. The pins 46, 47 are in a corresponding threaded hole 48, 49 screwed into segments 1, 2, 3, 4. The pins 46, 47 are through Elongated holes 50, 51 guided in the insert 42, which are inclined and parallel to one another get lost. Grip with their end facing away from the respective segment 1, 2, 3, 4 the pins 46, 47 in elongated holes 52, 53, which are parallel to the elongated holes 50, 51 extend in the insert 42 and are provided in an annular piston 54.

Der Ringkolben 54 ist in einem zwischen dem Einsatz 42 und dem Außengehäuse 33 vorgesehenen Ringzylinder 55 verschieblich geführt und über Leitungen 56, 57 mit einem Hydraulikmittel beidseitig beaufschlagbar. Durch eine Nut-Feder-Anordnung zwischen dem Ringkolben 54 und dem Ringzylinder 55 ist der Ringkolben 54 gegen Verdrehung gesichert.The annular piston 54 is in one between the insert 42 and the outer housing 33 provided ring cylinder 55 displaceably guided and via lines 56, 57 can be acted upon on both sides with a hydraulic medium. With a tongue and groove arrangement between the annular piston 54 and the annular cylinder 55, the annular piston 54 is against rotation secured.

Durch die Führung der Zapfen 46, 47 in den schrägen Langlöchern 50, 51 bzw. 52, 53 in dem Einsatz 42 bzw.By guiding the pin 46, 47 in the inclined Elongated holes 50, 51 or 52, 53 in the insert 42 or

in dem Ringkolben 54 wird also die Axialbewegung des Ringkolbens 54 bei Druckbeaufschlagung in eine Tangentialbewegung der Segmente 1, 2, 3, 4 umgewandelt.The axial movement of the annular piston 54 is thus in the annular piston 54 converted into a tangential movement of segments 1, 2, 3, 4 when pressure is applied.

Weiterhin ist bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 in jedem Zapfen 46, 47 eine Bohrung 58, 59 vorgesehen, die in den Dicht- und Schmiermittelkanal 15, 16, 17, 18 des betreffenden Segments 1, 2, 3, 4 mündet. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 kann also bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 die Schmierung und Abdichtung zwischen den Segmenten 1, 2, 3, 4 über die Kanäle 15, 16, 17, 18 über einen von dem Hydraulikkreislauf für die Verstellung der Segmente 1, 2, 3, 4 unabhängigen Kreislauf erfolgen.Furthermore, in the embodiment according to FIGS. 5 and 6 in each pin 46, 47 a bore 58, 59 is provided which in the sealant and lubricant channel 15, 16, 17, 18 of the relevant segment 1, 2, 3, 4 opens. In contrast to the embodiment According to FIGS. 1 to 4, in the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the lubrication can and sealing between segments 1, 2, 3, 4 via channels 15, 16, 17, 18 via one of the hydraulic circuit for adjusting the segments 1, 2, 3, 4 independent cycle.

Von der Ausführungsforn nach Fig. 5 und 6 unterscheidet sich die Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 im wesentlichen nur dadurch, daß der Einsatz 42 aus zwei im axialen Abstand voneinander angeordneten Ringen 60, 61 besteht, jedes Segment 1, 2, 3, 4 sich über ein Axial-Nadellager 62, 63, 64 sowie ein Schräg-Nadellager 65, 66 an-den Ringen 60, 61 abstützt, wobei der den Schräg-Nadellagern 65, 66 zugeordnete Ring 61 axial verschieblich und mittels einer Hutfeder 67 auf den anderen Ring 60 zu federbelastet ist, und daß die Zapfen 46, 47 sich zwischen den beiden Ringen 60, 61 hindurch in einen konzentrischen, in Umfangsrichtung hin und her beweglichen Stellring 68 erstrecken, der eine Außenverzahnung aufweisen kann, in der ein von einem Elektromotor angetriebenes Zahnrad eingreift (nicht dargestellt). Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 sind in den Zapfen 46, 7 Bohrungen 58, 59 vorgesehen, über die die Schmierung und Abdichtung der Segmente 1, 2, 3, 4 entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 erfolgt.From the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the embodiment differs 7 and 8 essentially only in that the insert 42 consists of two in the axial Rings 60, 61 arranged at a distance from one another, each segment 1, 2, 3, 4 to one another via an axial needle roller bearing 62, 63, 64 and an angular needle roller bearing 65, 66 Rings 60, 61 supported, the ring associated with the angular contact needle bearings 65, 66 61 axially displaceable and towards the other ring 60 by means of a cap spring 67 is spring-loaded, and that the pins 46, 47 are between the two rings 60, 61 through in a concentric, movable back and forth in the circumferential direction Adjusting ring 68 extend, which may have an external toothing in which one of an electric motor driven gear engages (not shown). Also at The embodiment according to FIGS. 7 and 8 has bores 58, 59 in the pins 46, 7 provided over which the lubrication and sealing of the segments 1, 2, 3, 4 according to the embodiment of FIGS. 5 and 6 takes place.

Die in den Fig. 1 bis 9 dargestellten, vorstehend geschj.ldrten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schubdüse weisen vier Segmente 1, 2, 3, 4 auf, so daß eine im Querschnitt rechteckige Düsenöffnung 14 gebildet wird.The embodiments shown in FIGS. 1 to 9 and discussed above the thrust nozzle according to the invention have four segments 1, 2, 3, 4, so that one In cross section rectangular nozzle opening 14 is formed.

Die aus vier Segmenten aufgebaute Düse stellt jedoch nur ein Beispiel dar. Vielmehr kann erfindungsgemäß die Düse aus drei und beliebig mehr Segmenten zusammengesetzt sein. Bei einer sehr großen Anzahl von Segmenten nehmen die einzelnen Segmente dann die Form von Lamellen an.The nozzle, which is made up of four segments, is only one example Rather, according to the invention, the nozzle can consist of three and any more segments be composed. If there is a very large number of segments, take each one Then segments the shape of slats.

Die in Fig. 10 und 11 dargestellte Ausführungsform stellt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Düse mit solchen lamellenförmigen Segmenten dar. Dabei sind die lamellenförmigen Segmente durch Bleche 69, 70, 71 ... gebildet, die jeweils am Gehäuse 33 befestigt sind. Die Bleche 69, 70, 71 ... sind spiralförmig ausgebildet, so daß sie in der Startphase mit großem Querschnitt der Düsenöffnung ebenso mit ihren Seitenflächen dicht aneinanderliegen wie in der Marschphase.The embodiment shown in Figs. 10 and 11 is an embodiment the nozzle according to the invention with such lamellar segments the lamellar segments formed by sheets 69, 70, 71 ..., each are attached to the housing 33. The sheets 69, 70, 71 ... are designed in a spiral shape, so that they also have a large cross-section of the nozzle opening in the starting phase their sides are close together as in the march phase.

Zum Öffnen und Schließen der Düsenöffnung sind die Bleche 69, 70, 71 ... jeweils mit einer Aussparung 72, 73 versehen, so daß ein von den Blechen 69, 70, 71 ... und dem Gehäuse 33 eingeschlossener Ringkanal gebildet wird, in dem ein Hydraulikmittel vorgesehen ist, das über Leitungen 74, 75, 76, 77 druckbeaufschlagbar ist. Das in dem Ringkanal vorhandene Hydraulikmittel kann ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 zur Schmierung und Abdichtung der Seitenwände der Bleche 69, 70, 71 -nerangezogen werden.To open and close the nozzle opening, the metal sheets 69, 70, 71 ... each provided with a recess 72, 73 so that one of the metal sheets 69, 70, 71 ... and the housing 33 enclosed annular channel is formed in which a hydraulic medium is provided which can be pressurized via lines 74, 75, 76, 77 is. The hydraulic medium present in the annular channel can be similar to that in the embodiment 1 to 4 for the lubrication and sealing of the side walls of the metal sheets 69, 70, 71 can be used.

Die Segmente 1, 2, 3 und 4 bestehen aus hochwarmfesten Materialien, wie Molybdän, Tantal, Zirkonoxid, Siliciumoxid oder Graphit, die Bleche 69, 70, 71 ... aus hochwarmfesten Metallen, also beispielsweise Molybdän oder Tantal.Segments 1, 2, 3 and 4 are made of highly heat-resistant materials, such as molybdenum, tantalum, zirconium oxide, silicon oxide or graphite, the sheets 69, 70, 71 ... made of highly heat-resistant metals, e.g. molybdenum or tantalum.

Claims

Thrust nozzle for a rocket engine P a t e n t a n t a n s p r ü c h e thrust nozzle for a rocket engine, the nozzle opening of which has a variable cross-section, however, it is always arranged centrally, thereby g e -k e n n n z e i c h n e t that the nozzle from at least three segments 11, 2, 3, 4; 69, 70, 71 ...) the same Size consists, the fire-side walls (5, 6, 7, 8) with tightly fitting Side walls (9, 10, 11, 12) are arranged to be tangentially displaceable.

2. Thrust nozzle according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that for tangential displaceability in close contact with one another the fire-side Wall (1, 2, 3, 4) of each segment (1, 2, 3, 4) over its entire axial contour on one complementary recess (13) in the side wall (9, 10, 11, 12) of adjacent segment (1, 2, 3, 4) slides (Fig. 1 to 9).

3. Thrust nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that g e -k e n n z e i c n e t that for sealing and lubrication in each segment a sealant and lubricant channel (15, 16, 17, 18) is provided, which is in the recess (13) in this segment (1, 2, 3, 4) opens.

4. thrust nozzle according to one of claims 1 to 3, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the segments (1, 2, 3, 4) are supported by a spring suspension takes place, which consists of leaf springs (25 to 32), which with the outer housing (33) and the segments (1, 2, 3, 4) are firmly connected, each segment (1, 2, 3, 4) is provided with at least two leaf springs (25 to 32) (Fig. 1 to 4).

5. thrust nozzle according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, that the leaf springs (25 to 32) are tubular and between the outer housing (33) and the segments (1, 2, 3, 4) are compressed.

6. thrust nozzle according to one of claims 1 to 3, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the support of the segments (1, 2, 3, 4) on an insert (42) takes place, which is arranged between the segments (7, 2, 3, 4) and the outer housing (33) is (Figs. 5 to 5).

7. thrust nozzle according to claim 6, characterized in that g e k e n n z e i c hn e t, that the inner surfaces (43, 44) of the insert (42) slide bearing surfaces for outer surfaces (45) of the segments (1, 2, 3, 4), the outer surface (45) each segment (1, 2, 3 4) with the normal to the bisector of its refractory Wall (5, 6, 7, 8) and the refractory wall (5, 6, 7, 8) of the adjacent segment (1, 2, 3, 4) coincide (Figs. 5 and 6).

8. thrust nozzle according to claim 6, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that between the inner surfaces (43-44) of the insert (42) and the outer surfaces (45) of the segments (1, 2, 3, 4) roller bearings are provided.

9. thrust nozzle according to claim 8, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that the insert (42) consists of two axially spaced rings (60, 61) and each segment (1, 2, 3, 4) an axial needle bearing (62, 63, 64) and an angular contact needle bearing (65, 66) is assigned, one ring (61) of the Insert (42) axially displaceable and spring-loaded on the other ring (60) is and the angular contact needle roller bearings (65, 66) of the segments (1, 2, 3, 4) this displaceable Ring (61) are assigned (Fig. 7 and 8).

10. thrust nozzle according to claim 4 or 5, characterized g e k e n nz e i c h n e t that the opening and closing of the nozzle by pressurizing a hydraulic medium takes place in the space between the segments (1, 2, 3, 4) and the outer housing (33) is provided (Fig.

1 to 4).

11. Thrust nozzle according to claim 10 in conjunction with claim 3, characterized I do not acknowledge that that other end of the lubricating and Sealant channel (15, 16, 17, 18) in each segment (1, 2, 3, 4) in the space between the outer housing (33) and the segments (1, 2, 3, 4) opens and the hydraulic means is a lubricant and sealant.

12. thrust nozzle according to claim 6 to 9, characterized g e k e n nz e i c h n e t that to open and close the nozzle on at least one segment (1, 2, 3, 4) a pin (46, 47) is attached (Fig. 5 to 8).

13. Thrust nozzle according to claim 12, characterized in that g e k e n n -z-e i c h n e t that the pin (46, 47) in a sloping elongated hole (50, 51) in the Insert (42) is guided, so that a force acting in the axial direction, the segments (1, 2, 3, 4) moves tangentially (Fig. 5 and 6).

14. Thrust nozzle according to claim 13, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the force acting in the axial direction is generated by a slide that is actuated by a pressure medium.

15. Thrust nozzle according to claim 13 or 14, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the pin (46, 47) in an inclined to that in the insert (42) Slot (50, 51) parallel slot (52, 53) is guided in the slide.

16. Thrust nozzle according to claim 14 or 15, characterized in that it is -k e n n z e i c h n e t that the slide is designed as an annular piston (54) which is in an annular cylinder (55) is arranged displaceably.

17. Thrust nozzle according to claim 12, in particular in connection with claim 9, characterized in that the pin (46, 47) extends through a Recess in the insert (42) or between the two rings (60, 61) of the insert (42) can be moved back and forth through it in a concentric circumferential direction Adjusting ring (68) extends (Fig. 7 and 8).

18. Thrust nozzle according to one of claims 12 to 17 in connection with Claim 3, characterized in that in the pin (46, 47) one Bore (58, 59) is provided, which in the seal and lubricant channel (15, 16, 17, 18) of the segment (1, 2, 3, 4) opens, to which the pin (46, 47) is attached.

19. Thrust nozzle according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the segments are secured by spiral-shaped metal sheets (69, 70, 71 ...) are formed (Figs. 10 and 11).

20. Thrust nozzle according to claim 19, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the sheets (69, 70, 71 ...) have a recess (72, 73) so that a Ring channel enclosed by the metal sheets (69, 70, 71 ...) and the outer housing (33) is formed, which can be acted upon by a hydraulic medium by its pressure the opening and closing of the nozzle takes place.

21. Thrust nozzle according to claim 19 or 20, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the hydraulic fluid is a lubricant.

22. Thrust nozzle according to one of the preceding claims, characterized g e k It is noted that the segments (1, 2, 3, 4; 69, 70, 71 ...) through to their Rings (19, 20) arranged on both end faces are sealed and axially supported.

23. Thrust nozzle according to claim 22, characterized in that it is e k e n n -z e i c h n e t that the rings (19, 20) are spring-loaded towards one another.

24. Thrust nozzle according to claim 22 or 23, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t that the rings (19, 20) are made of graphite.