DE4112623A1

DE4112623A1 - Fuel tank for rocket motor - is connected to smaller tank which collects residual fuel for further use

Info

Publication number: DE4112623A1
Application number: DE4112623A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Simon
Original assignee: MAN Technologie AG
Current assignee: Simon Michael Dipl-Ing 81247 Muenchen De
Priority date: 1991-04-18
Filing date: 1991-04-18
Publication date: 1992-10-22

Abstract

The rocket motor which operates on liquid fuel has a main tank (10) in which the fuel is stored. This main tank is connected to a second smaller tank (12) which receives residual fuel from the main tank after the completion of a mission. The second tank serves as a sump to collect the residual fuel which can be used to fuel the rocket motor to carry out an additional mission. Alternatively, the fuel may be saved and used for other purposes. The internal construction of the main tank makes it difficult to use the residual fuel whilst it remains in the main tank. USE/ADVANTAGE - Fuel tank for rocket motor with means to save residual fuel.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Treibstoff-Tankanlage für flüssigen Treibstoff, wie sie für Raketenantriebe Verwendung findet.The invention relates to a fuel tank system for liquid Fuel as used for rocket propulsion.

Der Treibstoff wird aus derartigen Anlagen mittels Druckgasen herausgedrückt. Nach dem Brennschluß oder Missionsende bleiben Resttreibstoffmengen in Sumpfteilen der Tanks zurück. Der Resttreibstoff, der aus geometrischen und anderen Gründen zurückbleibt, erhöht den Strukturfaktor bzw. reduziert die Nutzlast, so daß man bemüht ist, die Resttreibstoffmenge zu minimieren oder für andere Zwecke weiter zu nutzen. Das Problem der weiteren Nutzung besteht darin, daß die Resttreibstoffe mit nur wenigen Prozenten der Startmasse sich in übergroßen und fast leeren Behältern bzw. Tanks befinden, die in der bisherigen Form einer Weiterverwendung im Wege stehen. Insbesondere bei Turbopumpen- Triebwerken und/oder cryogenen Treibstoffen wie LH₂/LOX ist eine Reduktion der Resttreibstoffmengen eingeschränkt, da sie sich erwärmen und zur Verdampfung neigen.The fuel is pressed out of such systems by means of compressed gases. After the flame cut or the end of the mission, residual amounts of fuel remain in the sump parts of the tanks. The residual fuel, which remains for geometric and other reasons, increases the structural factor or reduces the payload, so that efforts are made to minimize the amount of residual fuel or to continue to use it for other purposes. The problem of further use is that the residual fuels with only a few percent of the starting mass are in oversized and almost empty containers or tanks which, in the previous form, stand in the way of further use. In the case of turbopump engines and / or cryogenic fuels such as LH ₂ / LOX in particular, a reduction in the amount of residual fuel is restricted because they heat up and tend to evaporate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tankanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine Nutzung von Resttreibstoffen möglich oder erleichtert wird.The invention has for its object a tank system of the beginning to create the type mentioned, in which the use of residual fuels is possible or is relieved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved by the features of claim 1.

Dabei werden kleine, dem Resttreibstoffvolumen angepaßte sekundäre Behälter den Treibstofftanks so nachgeschaltet, daß sich in ihnen bei Brennschluß jeweils die Resttreibstoffmenge sammeln kann. Die wesentlich kleineren Behälter lassen sich für die Weiterverwendung ohne weiteres nach Zweckmäßigkeit handhaben. Bei einer Ein-Tankanlage besteht die Behälteranlage auch nur aus einem sekun dären Behälter. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auf die Weise die Weiter verwendung von restlichen cryogenen Treibstoffen möglich ist, nachdem die Ver dampfung des Resttreibstoffes im wesentlich geringeren Volumen des Behälters, der zudem sehr gut wärmeisoliert werden kann, verhindert wird. Small secondary containers are adapted to the residual fuel volume downstream of the fuel tanks so that there is a flame cut in each of them can collect the remaining amount of fuel. Leave the much smaller containers handle for further use without further ado. In a one-tank system, the container system also consists of only one second där container. Another advantage is that the way forward use of remaining cryogenic fuels is possible after ver evaporation of the residual fuel in the substantially smaller volume of the container, which can also be very well insulated, is prevented.

Das Sammeln des Resttreibstoffes aus einem Haupttank in einem sekundären Behälter kann gemäß einer einfachen Ausführung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Behälteranlage im Leitungssystem der Tankanlage zwischengeschaltet ist, so daß die Haupttreibstoffmenge durch die sekundäre Behälteranlage durchfließen muß und der Resttreibstoff dabei im jeweils zugehörigen Behälter verbleibt.Collecting the residual fuel from a main tank in a secondary one Container can thereby according to a simple embodiment of the invention achieved that the container system in the pipe system of the tank system is interposed so that the main amount of fuel through the secondary Container plant must flow through and the residual fuel in each case associated container remains.

Vorteilhaft ist es, wenn die Behälteranlage trennbar mit der Tankanlage verbunden ist, was über mit Ventil- oder Schließmechanismus versehene Rohrleitungen erfolgen kann. Damit läßt sich der sekundäre Behälter bzw. die sekundäre Behälteranlage abtrennen und für weitere Anwendungen auch separat nutzen.It is advantageous if the container system can be separated from the tank system is connected to what is provided with a valve or closing mechanism Pipelines can be done. So that the secondary container or Disconnect secondary container system and for other applications too use separately.

Bei Anwendungen, bei denen keine mechanische Abtrennung der Behälteranlage vorgesehen ist, kann ein Behälter innerhalb des zugehörigen Treibstofftanks angeordnet werden. Dabei wird der Behälter im bisherigen Tanksumpf so angeordnet, daß er immer zuletzt vom Treibstoff durchflossen wird und damit einen speziellen Tanksumpf bildet.For applications in which there is no mechanical separation of the Container system is provided, a container within the associated Fuel tanks are arranged. The container is in the previous one The tank sump is arranged so that the fuel always flows through it last and thus forms a special tank sump.

Die Behälter können für cryogene Treibstoffe besonders isoliert werden, auch gegenüber dem Haupttreibstofftank, wenn der Behälter sich innerhhalb des Treibstofttanks befindet.The containers can be specially insulated for cryogenic fuels, too towards the main fuel tank if the container is inside the Fuel tanks located.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die sekundäre Behälteranlage nicht im Hauptstrom der Treibstoffleitung der Tankanlage, sondern im Nebenstrom angeordnet. Hierbei kann die Behälteranlage auch zum Teil mit modifiziertem z. B. kältespeicherndem "Slush"-Treibstoff gefüllt und/oder erst bei entleertem Haupttank aktiviert werden. Die Entleerung der sekundären Behälteranlage erfolgt dabei nicht automatisch bei Missionsende, sondern es muß erst ein Ventil in der Haupttreibstoffleitung geschlossen werden, wenn der Flüssigkeitsspiegel diesen Punkt erreicht hat. Der Resttreibstoff kann dabei soweit im flüssigen Zustand verbleiben, daß er in einer zweiten Mission sogar auch durch Turbopumpen eines Haupttriebswerkes gefördert werden kann. According to a further embodiment of the invention, the secondary Tank system not in the main flow of the fuel line of the tank system, but arranged in the bypass. Here, the container system can also Part with modified z. B. filled cold-storing "slush" fuel and / or only be activated when the main tank is empty. The emptying of the secondary container system does not take place automatically at the end of the mission, a valve in the main fuel line has to be closed first, when the liquid level has reached this point. The remaining fuel can remain so far in the liquid state that he is in a second mission even promoted by turbopumps of a main engine can.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft sekundäre Behälter, die zunächst leer und getrennt vom Haupttank transportiert werden. Dann aber nach Brennschluß des Haupttriebwerkes werden die Resttreibstoffe über Rohrleitungen und Ventile vom Haupttank in die Sekundärbehälter transferiert. Von dort werden sie einer späteren Anwendung mit Sekundärtriebwerken zugeführt.Another embodiment of the invention relates to secondary containers that first be transported empty and separate from the main tank. But then after the main engine burns out, the residual fuels are over Pipelines and valves transferred from the main tank to the secondary tanks. From there they will be used later with secondary engines fed.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Behälteranlage unterhalb der Tankanlage so angeordnet, daß der Treibstoff zum separaten Haupttriebwerk durch die Behälter und über syphonartige Tauchrohrleitungen aus der Behälteranlage hochgefördert wird. Die Zu- und Abflußsysteme können dabei über separate parallel verlaufende oder koaxiale Rohrleitungen erfolgen.According to a further embodiment of the invention, the container system arranged below the tank system so that the fuel for separate Main engine through the tanks and via siphon-like dip pipes is pumped up from the container system. The inflow and outflow systems can take place via separate parallel or coaxial pipes.

Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Tank- Behälteranlage. Gemäß einer Ausführung besteht das Verfahren darin, daß mindestens ein Behälter der Anlage bereits vor dem Start der Rakete teilweise oder vollständig mit Treibstoff gefüllt ist. Damit wird die Kapazität des Behälters genutzt, so daß u. U. der zugehörige Haupttank kleiner dimensioniert werden kann. Bei der Füllung des oder der Behälter kann es sich um denselben Treibstoff des zugehörigen Tanks oder um eine Treibstoffvariante, d. h. einem vom Tankinhalt unterschiedlichen Treibstoff handeln.The invention extends to a method for operating a tank Container system. According to one embodiment, the method is that at least one container of the system partially before the launch of the rocket or is completely filled with fuel. So that the capacity of the container used so that u. U. the associated main tank can be dimensioned smaller can. The filling of the container or containers can be the same fuel of the associated tank or a fuel variant, d. H. one from Trade different fuel levels in the tank.

Gemäß einer anderen Variante wird die Rakete mit leeren Behältern bestückt, die während oder nach dem Ausfluß der Treibstoffe aus den Tanks zum Haupttriebwerk mit Treibstoff aus den Haupttanks gefüllt werden. Bei dieser Verfahrensweise können Raketen, die ohne sekundäre Behälter konzipiert sind, in einfacher Weise nachgerüstet werden. Für cryogene Treibstoffe können die sekundären Behälter unmittelbar vor dem Start unterkühlt werden.According to another variant, the rocket is equipped with empty containers that during or after the outflow of the fuels from the tanks to Main engine to be filled with fuel from the main tanks. At this In practice, missiles designed without secondary containers can can be retrofitted in a simple manner. For cryogenic fuels, the secondary container should be subcooled immediately before starting.

Bei Bedarf wird die gefüllte Behälteranlage von der Haupttankanlage getrennt und anschließend, d. h. gleich, nach einigen Stunden oder gar Tagen, für einen weiteren Betrieb des Haupttriebwerks oder eines Sekundär-Triebwerks benutzt.If necessary, the filled container system is separated from the main tank system and then, d. H. immediately, after a few hours or even days, for one continued operation of the main engine or a secondary engine used.

In der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 4 je ein Ausführungsbeispiel gemäß der Er findung schematisch dargestellt.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown schematically in FIGS . 1 to 4.

Das Prinzip besteht darin, daß einem mit flüssigem Treibstoff 10 gefüllter Treib stofftank 11 ein sekundärer Behälter 12 zugeordnet wird, dessen Volumen aus reicht, um den Resttreibstoff nach Entleerung des Treibstofftanks 11 aufzuneh men. Gemäß Fig. 1 ist eine einfache Anordnung gezeigt, bei der der sekundäre Behälter 12 in einer Förderleitung 13 des Tanks 11 zwischengeschaltet ist, die den Treibstoff 10 vom Treibstofftank 11 zu einem nicht dargestellten Raketentrieb werk fördert. Der sekundäre Behälter 12 hat die Funktion, die Resttreibstoffmen ge, die bei herkömmlichen Treibstofftanks nach Beendigung des Raketenbetrie bes 11 im Tank zurückbleibt, in der Art eines getrennten Treibstoffsumpfs aufzu nehmen. Durch die Trennung des Resttreibstoffes vom voluminösen Haupt tank 11 ist es möglich, diesen Treibstoff anderweitig, z. B. für eine zweite An triebsstufe oder einen sekundären Raketenantrieb, zu verwenden.The principle is that a fuel tank 11 filled with liquid fuel 10 is assigned to a secondary container 12 , the volume of which is sufficient to accommodate the residual fuel after emptying the fuel tank 11 . Referring to FIG. 1, a simple arrangement is shown in which the secondary container is interposed in a conveyor line 13 of the tank 11 12 that promotes the fuel 10 from the fuel tank 11 to a non-illustrated rocket engine. The secondary container 12 has the function of taking up the residual amount of fuel which remains in conventional fuel tanks after the end of rocket operation 11 in the tank in the manner of a separate fuel sump. By separating the residual fuel from the voluminous main tank 11 , it is possible to use this fuel otherwise, e.g. B. for a second drive stage or to use a secondary rocket engine.

Je nach Anwendung wird ein sekundärer Behälter 12, wie in Fig. 1 dargestellt, oder mehrere zu einer Behälteranlage zusammengefaßte Behälter verwendet.Depending on the application, a secondary container 12 , as shown in FIG. 1, or a plurality of containers combined to form a container system is used.

Bei mehrkomponenten Treibstoffen wird jedem Haupttreibstofftank ein sekun därer Behälter zugeordnet. In Fig. 2 ist eine nicht vollständig dargestellte Tankan lage mit zwei Treibstofftanks gezeigt, bei der die untere Hälfte eines ersten Treibstofftanks 20 dargestellt ist, der mit z. B. LH₂ gefüllt ist. Ein weiterer, nicht dargestellter Tank enthält z. B. LOX.In the case of multi-component fuels, a secondary container is assigned to each main fuel tank. In Fig. 2, a tank system is not fully shown with two fuel tanks, in which the lower half of a first fuel tank 20 is shown, which with z. B. LH _{2 is} filled. Another tank, not shown, contains e.g. B. LOX.

Innerhalb des ersten Tanks 20 ist ein erster sekundärer Behälter 21 um den Aus fluß 22 des ersten Tanks 20 angeordnet. Der erste sekundäre Behälter 21 ist aus zwei koaxialen Behälterwandungen 23,24 hergestellt, die zwischen sich einen Ringspalt 25 bilden.Within the first tank 20 , a first secondary container 21 is arranged around the flow 22 from the first tank 20 . The first secondary container 21 is produced from two coaxial container walls 23, 24 , which form an annular gap 25 between them.

Für die Versorgung eines Triebwerkes 26 fließt der Treibstoff (LH₂) aus dem er sten Treibstofftank 20 abwärts in einen primären Ringsumpf 27, dann wieder nach oben durch den Spalt 25 des ersten sekundären Behälters 21 in den Behäl terdom 28, um endgültig wieder abwärts durch den Behältersumpf 29 und den Ausfluß 22 zum Triebwerk 26 zu strömen. Anstelle des Ringspaltes 25 können auch Rohrleitungen oder dergleichen vorgesehen sein. For the supply of an engine 26 , the fuel (LH ₂ ) flows from the most fuel tank 20 down into a primary ring sump 27 , then up again through the gap 25 of the first secondary container 21 in the container terdom 28 to finally down again the tank sump 29 and the outlet 22 to flow to the engine 26 . Instead of the annular gap 25 , pipes or the like can also be provided.

Ein zweiter sekundärer Behälter 30 für das LOX ist entsprechend der Ausführung nach Fig. 1 in der Hauptförderleitung 31 für das LOX zwischengelagert. Der zwei te sekundäre Behälter 30 wird vorzugsweise kugelförmig ausgebildet, um ihn besser wärmeisolieren zu können. Je nach Güte der Isolation und einer etwaigen Strahlungsabschirmung kann das L0X über eine längere Lagerzeit flüssig gehal ten werden. In ähnlicher Weise kann der innerhalb des ersten Haupttanks 20 be findliche erste Behälter 21 in ähnlicher Weise isoliert werden. Die Resttreibstoff mengen in den Behältern 21 und 30 werden dann nach z. B. mehreren Stunden mit dem primären Turbopumpen- oder sekundären Druckgas-Triebwerk zum wei teren Antrieb genutzt.A second secondary container 30 for the LOX is temporarily stored in the main conveyor line 31 for the LOX, as shown in FIG. 1. The second secondary container 30 is preferably spherical in order to be able to better insulate it. Depending on the quality of the insulation and any radiation shielding, the L0X can be kept liquid over a longer storage period. Similarly, the first container 21 located within the first main tank 20 can be isolated in a similar manner. The remaining fuel quantities in the containers 21 and 30 are then after z. B. used several hours with the primary turbopump or secondary compressed gas engine for Wei direct drive.

In Fig. 3 ist eine Ausführung einer Behälteranlage 40 für eine Raketenversion ge zeigt, bei der die Treibstoff-Tankanlage 41 völlig separat vom Haupttriebwerk (das in der Zeichnung nicht dargestellt ist) angeordnet ist. Die sekundäre Behäl teranlage 40 besteht in diesem Fall aus zwei z. B. kugelförmigen Behältern 42 und 43, die jeweils den Komponenten LH₂ bzw. LOX zugeordnet sind. Der erste Behäl ter 42 ist über einen Durchflußstutzen 44 mit dem Treibstofftank 41 für das LH₂ strömungstechnisch verbunden. Über den Durchflußstutzen 44 strömt das LH₂ vom Treibstofftank 41 in den Behälter 42. Für die Weiterleitung zum Triebwerk ist ein Syphon 45 vorgesehen, der durch den Durchflußstutzen 44 und den unte ren Teil des Innenraumes 46 des Treibstofftanks 41 hindurchgeführt ist und seit lich aus dem Treibstofftank 41 heraustritt. Der zweite sekundäre Behälter 42 ist neben dem ersten Behälter 42 angeordnet und erhält das LOX über eine Förder leitung 47. Auch ist für den Austritt des Treibstoffes aus dem Behälter 43 ein Sy phon 48 vorgesehen. Die Leitungen einer Treibstoff-Komponente können sowohl koaxial als auch parallel geführt werden. Die koaxiale Ausführung verbessert und erleichtert die Isolierung der Leitungen. In Fig. 3 ist das LH₂ in koaxial ineinander liegenden Leitungen 44, 49 und das LOX in parallen Leitungen 47, 48 geführt.In Fig. 3, an embodiment of a container system 40 for a rocket version is shown, in which the fuel tank system 41 is arranged completely separately from the main engine (which is not shown in the drawing). The secondary tank teranlage 40 consists in this case of two z. B. spherical containers 42 and 43 , each associated with the components LH ₂ and LOX. The first container ter 42 is fluidly connected via a flow connection 44 with the fuel tank 41 for the LH ₂ . The LH _{2 flows} from the fuel tank 41 into the container 42 via the flow connection 44 . For the forwarding to the engine, a siphon 45 is provided, which is passed through the flow nozzle 44 and the lower part of the interior 46 of the fuel tank 41 and emerges from the fuel tank 41 since Lich. The second secondary container 42 is arranged next to the first container 42 and receives the LOX via a conveyor line 47 . A Sy phon 48 is also provided for the exit of the fuel from the container 43 . The lines of a fuel component can be run both coaxially and in parallel. The coaxial design improves and facilitates the insulation of the cables. In Fig. 3, the LH ₂ in coaxial lines 44 , 49 and the LOX in parallel lines 47 , 48 is performed .

Die Behälteranlage 42, 43 bildet zusammen mit einem sekundären Triebwerk 51 einen sekundären Raketenantrieb 52. Der in den Behältern 42 und 43 verbleiben de Resttreibstoff LH₂, LOX wird mit dem Sekundärtriebwerk 51 für einen weite ren Betrieb oder Aufstieg genutzt. The container system 42 , 43 forms, together with a secondary engine 51, a secondary rocket engine 52 . The remaining fuel LH ₂ , LOX remaining in the containers 42 and 43 is used with the secondary engine 51 for a further operation or ascent.

In Fig. 4 ist ein weiteres Beispiel für ein Zweikomponenten-Treibstoffsystem ge zeigt, bei dem der sekundäre Raketenantrieb 60 von der Treibstoff-Tankan lage 61, 62 lösbar verbunden ist. In diesem Beispiel ist der Treibstofftank 62 einer ersten Treibstoffkomponente oberhalb des zweiten Treibstofftanks 61 angeord net, derart, daß die Förderleitung 63 zu einem ersten sekundären Behälter 64 durch den zweiten Treibstofftank 61 geführt ist. In der Zufuhrleitung 63 ist ein Mechanismus oder ein Ventil 65 vorgesehen, über den bzw. das der Behälter 64 von der Treibstofftankanlage 61, 62 getrennt werden kann. Über ei nen ähnlichen Mechanismus 66 ist ein zweiter Behälter 67 mit dem zweiten Treib stofftank 61 lösbar verbunden. Auf diese Weise kann nach Entleerung der Treibstoff-Tankanlage 61, 62 der sekundäre Raketenantrieb 60 als eine selbstän dige Einheit getrennt werden, in der über die sekundären Treibstoffbehälter 64 und 67 ein sekundäres Triebwerk 68 gespeist wird.In Fig. 4, another example of a two-component fuel system is shown ge, in which the secondary rocket engine 60 from the fuel tank system 61 , 62 is releasably connected. In this example, the fuel tank 62 of a first fuel component is arranged above the second fuel tank 61 in such a way that the delivery line 63 is led to a first secondary container 64 through the second fuel tank 61 . A mechanism or valve 65 is provided in the supply line 63 , via which the container 64 can be separated from the fuel tank system 61 , 62 . Via a similar mechanism 66 , a second container 67 is detachably connected to the second fuel tank 61 . In this way, after emptying the fuel tank system 61 , 62, the secondary rocket engine 60 can be separated as a self-contained unit, in which a secondary engine 68 is fed via the secondary fuel tanks 64 and 67 .

Fig. 5 dagegen zeigt Behälter 70, 71, die nur indirekt über verschließbare Rohrlei tungen 72, 73 mit dem jeweiligen Haupttank verbunden sind und durch die die flüssigen Resttreibstoffe, nach Brennschluß der (z. B. bei Shuttle-Orbiter) seitlich angeordneten und nicht dargestellten Haupttriebwerke, transferiert werden. Da bei werden die Behälter 70, 71 oben über die weiteren Gasrohrleitungen 75, 76, z. B.in die Haupttanks oder über das Sekundärtriebwerk entlüftet (77, 78 bzw. 79, 80). Die spätere Anwendung der Resttreibstoffe erfolgt wie bereits erwähnt, entweder gasförmig über die Gasleitungen 79, 80, falls der Tankdruck abgebaut werden soll, oder als Flüssigkeit über die Leitungen 79, 80 und Ventile 81, 82 mit dem Sekundärtriebwerk 83. Fig. 5, on the other hand, shows containers 70 , 71 , which are connected only indirectly via closable pipelines 72 , 73 to the respective main tank and through which the liquid residual fuels, after the combustion (e.g. in shuttle orbiters), are arranged laterally and not main engines shown, are transferred. Since the container 70 , 71 above the other gas pipes 75 , 76 , z. B. vented into the main tanks or via the secondary engine ( 77 , 78 or 79 , 80 ). The subsequent use of the residual fuels takes place, as already mentioned, either in gaseous form via the gas lines 79 , 80 if the tank pressure is to be reduced, or as a liquid via the lines 79 , 80 and valves 81 , 82 with the secondary engine 83 .

Die letzte Fig. 6 wiederum zeigt neben einer außenliegenden Überleitung vom oberen LOX-Tank beispielhaft eine Lösung, bei der die Zusatzbehälter im Neben strom angeordnet sind und nicht vom Hauptstrom der Treibstoffe von Treibstoff tanks zum Triebwerk durchflossen werden, wobei links und rechts der Zeichnung je eine Ausführungsvariante dargestellt ist. Gemäß der rechten Ausführung ist ei ne große Abflußleitung 85 und eine unter Umständen kleine Zuflußleitung 86 so wie eine obere Belüftungsleitung 87 vorgesehen. Während des Hauptantriebes mit dem Turbopumpentriebwerk 88 und den großen Treibstoffmengen aus den Treibstofftanks 89, 90 strömen diese Treibstoffe entweder ganz an den sekundä ren Behältern vorbei oder nur partiell durch die Behälter, die zumindest teilweise leer sind und nach Brennschluß des Hauptantriebes mit den flüssigen Resttreib stoffen gefüllt werden. Dazu sind Ventile 91-93 vorgesehen.The last Fig. 6 in turn shows an external transfer from the upper LOX tank as an example of a solution in which the additional tanks are arranged in the bypass flow and are not flowed through by the main flow of fuels from fuel tanks to the engine, with left and right of the drawing each a variant is shown. According to the right-hand embodiment, a large drain line 85 and a possibly small inflow line 86 as well as an upper ventilation line 87 are provided. During the main drive with the turbopump engine 88 and the large amounts of fuel from the fuel tanks 89 , 90 , these fuels either flow completely past the secondary containers or only partially through the containers, which are at least partially empty and after the main drive has come to an end with the liquid residual propellants be filled. Valves 91-93 are provided for this.

Auf der linken Zeichnungshälfte ist eine Ausführung gezeigt, bei der die Behälter von Anfang an gefüllt sind. Wenn die Hauptreibstoff-Tanks 89, 90 geleert sind, kann dann durch Umschalten der Ventile 94 auf die Entnahme aus den Behältern 95 übergegangen werden. In diesem Fall ist es beispielsweise auch möglich, den Behälter 95 anfänglich mit modifizierten Treibstoffen, z. B. mit grö ßerer Wärmekapazität, zu füllen und durch die bessere Isolation eine längere La gerzeit bis zum Verbrauch zu erreichen. Z. B. könnten die Zusatzbehälter mit "Slush-Hydrogen" oder -"Oxygen" gefüllt werden, die aus bis zu 90% gefrorenem "Matsch" bestehen, der erst bei Aufnahme der Schmelzwärme wieder ganz flüs sig wird. Dieser sogenannte "Slush" bzw. "Matsch" läßt sich wie eine Flüssigkeit durch die Rohrleitungen 96 fördern.On the left half of the drawing, a version is shown in which the containers are filled from the beginning. If the main fuel tanks 89 , 90 are emptied, the switchover of the valves 94 can then be used to remove them from the containers 95 . In this case, it is also possible, for example, to initially fill the container 95 with modified fuels, e.g. B. with greater heat capacity, to fill and to achieve a longer storage time through consumption due to better insulation. For example, the additional containers could be filled with "slush hydrogen" or "oxygen", which consist of up to 90% frozen "slush", which only becomes completely liquid again when the heat of fusion is absorbed. This so-called "slush" can be conveyed through the pipes 96 like a liquid.

Eine weitere Variante besteht darhin, den Behälter der rechten Zeichnungshälfte nur z. B. halb mit "Slush" zu füllen und nach der Hauptmission die Resttreibstoffe in das restliche Behältervolumen zu transferieren, wobei die erhöhte Temperatur der Resttreibstoffe angeglichen wird.Another variant is the container on the right half of the drawing only z. B. half fill with "slush" and after the main mission the remaining fuel transfer to the remaining container volume, taking the elevated temperature the remaining fuel is adjusted.

Claims

1. Fuel tank system for liquid fuel, in particular for operating rocket engines, characterized in that the tank system ( 11 , 20 , 41 , 61 , 62 ) is a secondary tank system forming the tank sump ( 12 , 21 , 30 , 42 , 43 , 64 , 67 ) is assigned to absorb residual fuel quantities.

2. Plant according to claim 1, characterized in that the secondary container system ( 12 , 21 , 30 , 42 , 43 ) in the delivery line system ( 13 , 22 , 31 , 44 , 49 , 47 , 48 ) is interposed from the tank system to an engine .

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the container system ( 64 , 67 ) via mechanisms ( 65 , 66 ) is separably connected to the fuel tank system ( 61 , 62 ).

4. Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary container system ( 42 , 43 ) is thermally insulated ( 55 ).

5. Plant according to claim 1, characterized in that the secondary container system ( 70 , 71 , 95 , 97 ) with the tank system ( 74 , 89 , 90 ) is connected so that it does not or only partially when operating a main engine ( 88 ) fuel flows through it from the tank system.

6. Plant according to claim 1, characterized in that at least part of the container ( 21 ) of a secondary container system ( 21 , 30 ) is arranged within the associated fuel tank ( 20 ).

7. Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary tank system ( 42 , 43 ) is arranged below the fuel tank system and is connected to the tank system in terms of flow technology and that siphon-like immersion pipes ( 48 , 49 ) leading out of the tank system the forwarding of the fuel to laterally or higher engines are provided.

8. Installation according to one of the preceding claims, characterized in that pipes ( 49 , 50 ) for the fuel management of the tank and / or secondary container system are at least partially arranged coaxially one inside the other.

9. A method of operating a system according to claim 1, characterized in that at least one container ( 95 ) of the container system ( 95 , 97 ) is already at least partially filled with fuel before the rocket is put into operation.

10. The method according to claim 9, characterized in that the container or containers ( 95 ) are partially or completely filled with fuel variants.

11. A method of operating a system according to claim 1, characterized in that empty containers ( 70 , 71 , 97 ) are used for the start of operation of the system, which are filled during or after the main operation of the rocket.

12. The method according to any one of claims 9-11, characterized in that after the end of the main operation of the rocket, the secondary container system ( 67 , 64 ) is separated from the tank system and then put into operation.

13. The method according to any one of claims 9-12, characterized in that the tank system before the start below the liquid fuel temperature is cooled.