JP2000503094A

JP2000503094A - 燃焼室及び燃焼室の製造方法

Info

Publication number: JP2000503094A
Application number: JP11506404A
Authority: JP
Inventors: ハイドゥン，オスカー; ハルト，ヘルマン; レツォ，ミヒャエル; ビンケルマン，ペーター
Original assignee: ドイチェスツェントルムフューアルフトウントラウムファールトエー．ファウ．
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-03-14
Also published as: DE19730674A1; WO1999004156A1; DE59813219D1; EP0927299B1; US6151887A; EP0927299A1

Abstract

(57)【要約】燃焼室と、前記燃焼室を取巻く内側ケーシングと、内側ケーシングを取巻く外側ケーシングと、内側ケーシングと外側ケーシングとの間に埋め込まれた冷却剤通路とを具備し、外側ケーシングが改善された熱抵抗と大きな機械的負荷耐久能力とを有している、特にロケット推進ユニットのための燃焼室をつくり出すため、本発明は外側ケーシングを繊維セラミック材料で形成し内側ケーシングを繊維セラミック材料又は黒鉛で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】燃焼室及び燃焼室の製造方法本発明は燃焼室、特にロケットエンジンのための燃焼室に関し、燃焼室は燃焼領域と、燃焼領域を取巻く内側殻体と、内側殻体を取巻く外側殻体と、内側殻体と外側殻体との間に形成された冷却剤の通路とを具備している。さらにまた、本発明はこのような燃焼室の製造方法に関する。冒頭に記載した型の燃焼室は例えばPopp and G．Schwidt：“Rocket Engine C ornbustion Chamber Design Concepts for Enhanced Life”，AIAA 96-3303，32 nd Joint Propulsion Conference from June 1 to 3，1996，Lake Buena Vista ，Floridaの記事から公知であり、これらの燃焼室は、非常に良好な熱伝導性を有しかつその外側に複数のフィンを有する銅合金からなる内側殻体と、銅合金からなる内側殻体を取巻きかつ燃焼室の作動中の機械的な負荷に耐えるニッケルからなる外側殻体とを具備している。この点に関し、銅合金からなる内側殻体の外側とフィンはニッケルからなる外側殻体の内側と共に、例えば燃焼領域の圧力に比べて高い圧力で通過して流れる液体水素のような冷却剤を有することのできる冷却剤通路を制限する。燃焼領域での燃焼中燃焼室の壁を通過した反応熱は熱伝導性の内側殻体を貫通する冷却剤通路の冷却剤に伝達されこの冷却剤によって運び去られる。このような冷却工程は再生式冷却法として記載されている。上記の型式の燃焼室は、銅合金からなる内側殻体を一部材に形成し、フィンを機械的処理により内側殻体の外側に形成し、フィンの間の空間をワックスで満たし、ニッケルからなる外側殻体を電着塗装し、内側殻体のフィンの間の空間に収容されているワックスを溶融することによって、製造される。現在の高出力ロケットエンジンは高い燃焼領域圧力(230バールまでの)と燃焼室の内壁の高い熱の流れとを有しているため上記型式の燃焼室の熱的負荷耐久能力と機械的負荷耐久強度とは極度に酷使されるものとなり、そのため冷却作用の間の小さな変動、例えば冷却回路における圧力の短時間の降下であっても例えば内側殻体の銅合金の溶融により１秒の何分の１かで熱的絶縁破壊をもたらす。許容燃焼領域圧力及び温度を増加するため、発散冷却方式と称される燃焼室がすでに提案されている（上記引用の記事におけるのと同様の）。発散冷却の場合は、冷却剤の一部が燃焼室の内側殻体の細孔を通って冷却剤通路から押出され燃焼領域に入り、この冷却剤が燃焼室の内壁の前方に壁からの熱い反応生産物を遮断する境界層の薄膜を形成し、燃焼領域から燃焼室の内側殻体への熱の対流による伝達を減少させる。液体の冷却剤が用いられた場合は付加的な冷却効果が生じ冷却剤は境界層、薄膜の形成中蒸発しそれにより潜熱を吸収する。これまでは、多孔金属と多孔押し固めセラミックとが発散冷却燃焼室の多孔内側殻体のための材料として提案されてきた。多孔金属を用いる時はしかし、局部過熱による境界層薄膜の局部的な引き裂きの場合はいわゆる“熱斑点”が生じ、この領域で金属がその表面で焼結し多孔金属の細孔を閉鎖するという欠点がある。この細孔閉鎖のため、冷却効果はこの部分で減少されまたそのため焼結又は凝固工程自体が強化され溶融点に対しても多孔金属構造に破壊を生じるものとなる。多孔押し固めセラミックの使用はこれらのセラミックが熱的な衝撃に対し高い脆性と高い感受性とを有するという欠点を有している。したがって冷却剤の不均一な通過を生じ境界層薄膜を不安定にする亀裂が、特にエンジンの始動と停止の間に起きる高い温度勾配のために生じる。上記の欠点のため、提案された燃焼室の概念の信頼性のある作動は極めて大量の冷却容量が吹込まれる時にのみ可能となる。しかしこれはエンジンの効率の大きな損失をもたらし、すなわち低い運動量のものとなる。本発明の目的はしたがって冒頭で述べた型の燃焼室のケーシングが改善された熱安定性と増大された機械的耐久強度とを有する燃焼室を提供することである。この目的は本発明によれば外側殻体が繊維セラミック材料で形成されまた内側殻体が繊維セラミック材料又は黒鉛で形成されている、請求項１の前文の特徴を有する燃焼室において達成される。繊維セラミック材料はセラミックの基材の中に埋め込まれた繊維からなる材料として理解されるものである。 CMC(“セラミック基材複合物”)なる用語のもとに知られている、繊維セラミックは、高い温度安定性と熱衝撃に対する極めて低い感受性とによって特徴づけられ、そのためこれらの材料は燃焼室の内側殻体の材料に適している。特に、内側殻体として繊維セラミック材料を用いた時は一時的に起きる“熱斑点”は材料の破壊を直ちに生じさせることはない。本発明の燃焼室はしたがって損傷に対し高い許容範囲を有している。繊維含有物のため、繊維セラミック材料は高い引張り強さを有し、その結果これらの材料は燃焼室の外側殻体の材料に適している。本発明の燃焼室は内側殻体だけでなく外側殻体もまた高温に対し抵抗性のある材料から形成されているため、燃焼室は“熱構造”として作用することができ、すなわち内側殻体と外側殻体の作用温度を従来の燃焼室の場合よりも著しく高くすることができ、それにより燃焼室の燃焼領域とケーシングとの間の温度差が減少しまた燃焼領域から燃焼室のケーシングへの漏洩熱の流入が減少する。この結果、より小さな冷却能力で燃焼室のケーシングを冷却するのに十分でありまたそのため冷却剤通路における冷却剤の流量が減少できこれによりさらに冷却剤を送るためにより小さなポンプの使用を可能にし、このポンプが低重量であることによりロケット装置の積載量を増すことができる。さらにまた、ポンプの回転速度は減少できそのためその使用寿命が延びる。さらにまた、繊維セラミック材料は非常に小さな熱膨張係数αを有しそのため作動中は内側殻体と外側殻体は小さな熱膨張が起るにすぎない。内側殻体と外側殻体の材料の疲労はしたがって作動状態の頻繁な変化があっても回避される。繊維セラミックが燃焼室の内側殻体のみならず外側殻体にも用いられることにより、銅合金からなる内側殻体とニッケルからなる外側殻体とを具備する従来公知の燃焼室の場合に重要な部分として作用する内側及び外側の殻体の熱膨張の差による機械的応力の問題が殆んど生じない。さらにまた、繊維セラミック材料は低い比重を有しそのため燃焼室の重量としたがってまたエンジンの重量とが全て減少できこのため全ロケット装置の積載量を増すことになる。繊維セラミック材料の代わりに、黒鉛もまた内側殻体の材料として用いることができる。炭素は特にある程度の完全燃焼により燃焼領域の縁に通常存在するような水素又は蒸気の雰囲気での高い温度安定性を有している。しかし、内側殻体としての繊維セラミック材料の使用は、この材料がより大きな機械的強度を有しまたその微細構造に関し出発材料の選択と製造方法の型式とによりその構成がさらに変えられるため、好ましいものとなる。本発明の燃焼室の好ましい開発においては、内側殻体及び／又は外側殻体の繊維セラミック材料は炭素繊維−強化炭素（Ｃ／Ｃ）、すなわち炭素基材の中に埋め込まれた炭素繊維からなる材料を含んでいる。冷却剤通路からの冷却剤が燃焼室の外部に流出するのを阻止するため、外側殻体の材料が多孔性でないようにすることが有利である。外側殻体の材料は炭素繊維−強化炭化硅素を含むようにするのが好ましい。炭素繊維−強化炭化硅素（用いられる製造方法によりＣ／SiC 又はＣ／Ｃ−SiC で表示される）は、相互に絶縁されかつ炭素繊維が挿入され（Ｃ／Ｃ組織）その一部が炭化硅素からなる基材の中に埋め込まれている炭素基材からなるＣ／Ｃ−Si C の領域の場合である。炭化硅素からなる外被はＣ／Ｃ組織が酸化するのを防止し連続作動の間は1800℃までまた短時間の作動の間は2700℃までの極めて高温度での良好な安定性をもたらす。本発明の燃焼室の発展は特に、外側殻体の材料がＣ／Ｃ SiC 材料からなるのが好ましい。この点に関し、この材料は、例えばP.Schanz and W．Kreukel ；“ Description of the Mechanical and Thermal Behaviour of Liquid Siliconize d C/C ”，Proc．6th Europ．conf．on Composite Material and Associated Co nfereuce(ECCM 6)，Bordeaux，September 20 to 24，1993の記事の中に記載されているいわゆる液体シリコーン処理方法により製造することのできる炭素繊維− 強化炭化硅素であり、以下に詳細に説明されその微細構造を出発材料の選択と方法の型式とにより製造工程の間の大きな範囲にわたって変えることのできる材料である。燃焼室の発散冷却が必要でなかったならば、燃焼室の内側殻体の材料を多孔性としないようにすることができる。この場合は、すでに述べた理由により内側殻体の材料が炭素繊維−強化炭化硅素、特にＣ／Ｃ−SiC 材料を含んでいる時に有利となる。しかし、大きな燃焼室圧力と温度は、燃焼室が好ましくはノズル狭さく部のような特に大きく熱的に歪みを受ける領域において少なくとも局部的に発散冷却を受ける場合に生じる。発散冷却を可能にするため、内側殻体の材料は開放細孔を有する材料からなるものとする。開放した細孔を有する材料は、その細孔が相互に隔離されず互いに密接した空洞組織を形成しそれにより流体がこの空洞組織を貫通する開放細孔を有する材料で形成された本体の一側から本体の他側へと通過できるようにする材料であると理解すべきである。開放細孔を有する好ましい、材料は多孔Ｃ／Ｃ材料（炭素繊維−強化炭素）又は多孔黒鉛である。多孔性の度合、すなわち開放細孔を有する材料の全容量のうちの孔の容量の百分率は燃焼室の内側殻体内で空間的に一定とすることができる。しかし発散冷却の場合冷却境界層薄膜の最適な発生を得るためには、開放細孔を有する内側殻体の材料の多孔性の度合が燃焼室の半径方向で変わる時に有利となる。特に開放細孔を有する内側殻体の材料の多孔性の度合が内側殻体の内側に向って増加する時が好ましい。このため、一方において、温度勾配が燃焼室の内側殻体に存在しそれにより冷却剤が内側殻体の熱い内側に向う方向に膨張することが考慮される。さらに、内側殻体の内側の領域の付加的な細孔が燃焼領域の圧力の変動を減少させる作用をすることができる。内側殻体の内側の領域における孔の容積は小さな孔の横断面のため制限されて出入できる補償容積として作用する。燃焼領域の圧力の変動はしたがって、燃焼領域の圧力の上昇中は内側殻体の細孔に流入する流れが生じまた燃焼領域の圧力の降下中は内側殻体の細孔から流出する流れが生じるよう補償される。さらに、開放細孔を有する内側殻体の材料の多孔性の度合は燃焼室の長手方向で変化しそれにより燃焼領域に局部的に供給される冷却剤の量を調節し燃焼室の温度と圧力の推移によって境界層薄膜を形成させるようにすることができる。本発明の特に好適な発展においては、薄膜冷却の方法が用いられる。薄膜冷却は、発散冷却によりまた冷却剤が燃焼領域に供給されて境界層薄膜を形成するようにする冷却方法として理解されるが、しかし薄膜冷却の場合の冷却剤は形成された境界層薄膜によって冷却される燃焼室壁表面の上流側に配設された内側殻体の吹き込み間隙又は多孔領域を通って供給され、これに対し発散冷却の場合の冷却剤は冷却されるべき実際の燃焼室の壁表面の孔を通り大きな領域にわたって供給される。薄膜冷却の場合、したがって冷却剤供給領域と薄膜冷却領域とは相互に燃焼領域のガス混合物の流れ方向に沿って進みこれに対し発散冷却の場合は冷却剤供給領域と発散冷却領域が同一空間を占める。このような燃焼室の薄膜冷却を可能にするため、燃焼室の内側殻体は、冷却剤を燃焼領域に供給することのできる冷却剤供給領域と、多孔材料を含まず薄膜冷却領域が燃焼室の長手方向、特に本質的に燃焼領域におけるガス混合物の流れ方向に、冷却剤供給領域に続く薄膜冷却領域とを有している。境界層薄膜を形成するため、冷却剤は、内側殻体の冷却剤供給領域が開放細孔を有する材料を含む燃焼領域に供給することができる。これに代え又はこれを補足するため、内側殻体の冷却剤供給領域は冷却剤通路を燃焼領域に接続する少なくとも１つの射出通路で貫通されるようにしてもよい。薄膜冷却及び発散冷却の方法はまた本発明の燃焼室の場合に、燃焼室の内側殻体が開放細孔の材料からなり薄膜冷却領域に燃焼室の長手方向に続いて位置する発散冷却領域を有する時に、利用することができる。さらにまた、内側殻体の領域がその内側にTBC 材料からなる被覆を有するようにすることができる。TBC（thermal barrier coating）材料（“熱障壁被覆”材料）は低い熱伝導性の材料として理解されるものである。この結果、急な温度勾配が内側殻体の内側のTBC材料に形成されそのため内側殻体の材料の温度と温度勾配が減少される。TBC 材料からなる被覆は好ましくは、発散冷却されず再生式に冷却され又は薄膜冷却される内側殻体の局部に用いられる。冷却剤通路が燃焼室の長手方向で変化する横断面を有する時が有利である。このようにして、局部的な冷却剤の流れが局部的に起きる冷却剤への各熱の流れに適合することができる。冷却剤通路は内側殻体の外側の凹所として及び／又は外側殻体の内側の凹所として構成される。さらに、本発明の燃焼室が繊維セラミック材料で形成された射出頭を有する時が有利である。この結果、熱膨張係数の相違による燃焼室ケーシングと射出頭との間の機械的張力の発生が回避される。射出頭が燃焼室の内側殻体及び／又は外側殻体と共に一部材に構成される時が特に好ましい。この場合、射出頭は別々に製造されて後に取付けられる必要はなくコストと時間を節減するやり方で燃焼室ケーシングと共に製造することができる。射出頭の材料を開放細孔を有する材料で構成するのが有利である場合は、射出頭はまた発散冷却により冷却することができる。本発明の他の目的は請求項１から21のいずれか１項に記載の特にロケットエンジンのための燃焼室の製造方法であって、燃焼室の製造をできるだけ簡単で低コストとすることができまた製造工程中は燃焼室ケーシングの所望の材料特性が簡単に設定できる、燃焼室の製造方法を提供することである。本発明の燃焼室の製造方法は以下の工程、すなわち − 内側殻体の予備部材を繊維強化プラスチックから製造し、 − 内側殻体予備部材を熱分解し、 − 繊維強化プラスチックからなる外側殻体予備部材を熱分解された内側殻体予備部材に塗着し、 − 外側殻体予備部材と内側殻体予備部材とで形成された構造ユニットを熱分解し、 − シリコーンを熱分解され外側殻体予備部材に塗着して外側殻体の材料の中に炭化硅素基材を形成する工程からなる燃焼室の製造方法である。本発明の方法は、燃焼室ケーシングが個々の構成要素を一緒に接合する後の接合工程を必要としないで繊維セラミック材料からなる内側殻体と繊維強化炭化硅素からなる外側殻体とから一体構造として形成されるという利点をもたらす。内側殻体予備部材上で行われる処理工程が外側殻体予備部材上で反覆されることにより、製造方法を実施するのに必要な装置の数が少なくなる。特に、シリコーンは、公知のシラン（水素化硅素）処理に比べて外側殻体予備部材を任意の厚さにシリコーンで被覆するのに特に適している液体シリコーン化処理を用いて熱分解された外側殻体予備部材に供給することができる。原則的には、しかし例えばＣ／SiC のような繊維セラミックを“液体重合体浸透”（LPI）又は“化学的蒸気浸透”（CVI）のような処理により製造することができる。射出頭を内側殻体及び／又は外側殻体と共に一部材に構成するよう意図された場合は、内側殻体予備部材及び／又は外側殻体予備部材が射出頭予備部材を具備するように構成される。内側殻体予備部材の最初の熱分解の間、炭素基材の中に埋め込まれた繊維を包含する多孔材料が得られる。この材料の多孔性の度合は典型的には約20％である。一般に発散冷却のために必要とされるような低い度合の多孔性は、最初の熱分解に続き後で再び熱分解される前駆材料で内側殻体予備部材が浸透されることにより達成される。前駆材料による再度の浸透と後続の再度の熱分解とからなるこの方法は有利には内側殻体予備部材の材料が所定の度合の多孔性に達するまで繰返される。高度の多孔性が望まれる場合は、熱分解中にガス放出する添加剤を、繊維強化プラスチックから内側殻体予備部材を製造している間に内側殻体予備部材の材料に加えそれにより内側殻体予備部材の所定度合の多孔性に到達するようにすることができる。熱分解により繊維強化プラスチックから得られた材料の微細構造にとって決定的なことは繊維と繊維が埋め込まれるプラスチック材料との間の結合の強さである。繊維と基材との結合の強さは、内側殻体予備部材を製造する前に内側殻体予備部材を製造するのに用いられる繊維組織の前処理によって影響を受けるようにすることができる。繊維組織の塗布又は熱による前処理、特に繊維組織の加熱は適当な前処理と考えることができる。外側殻体の材料の微細構造はまた、外側殻体予備部材を塗着する前に繊維強化プラスチックからなる外側殻体予備部材を塗着するのに用いられる繊維組織の適当な前処理によって左右されるようにすることができる。例えば、繊維強化プラスチックからなる外側殻体予備部材を塗着するのに用いられる繊維組織が外側殻体予備部材を塗着する前に加熱されるようにすることができる。特に炭素繊維構造を用いた時、繊維構造（組織）は好ましくは熱による前処理の間 600℃から 900℃の範囲の温度に加熱される。何らの熱による前処理なしに、相互に隔離されたＣ／Ｃ小室の分節を有し割れ目のない微細構造を有する炭素繊維−強化炭素材料（Ｃ／Ｃ材料）が炭素繊維−強化プラスチックの熱分解の間に生じる。特定の温度範囲の熱処理の結果、繊維と基材との結合が、熱分解中にＣ／Ｃ材料が依然として相互に隔離されているＣ／Ｃ小室の分節を有する微細構造で生じる程度に減されるが、しかし、これらのＣ／Ｃの小室はそれ自体微細な割れ目により貫通されそれによりＣ／Ｃ材料が増大した多孔性を有するようになる。一方において、繊維構造が 900℃よりも高い温度に加熱された場合は、繊維と基材の結合は著しく減少しそのため炭素繊維自体が熱分解の間に収縮する基材から分離し個々のＣ／Ｃ小室に分割されず本質的には炭素基材の微細な割れ目により均一に貫通されているＣ／Ｃ材料が生じるようになる。燃焼室の冷却剤通路は、外側殻体予備部材を塗着する前に冷却剤通路の所望形状を有する質量消失部材が熱分解される内側殻体予備部材に塗着される外側殻体の内側に形成することができる。質量消失部材の除去は、質量消失部材が外側殻体予備部材と内側殻体予備部材とから形成される構造ユニットの熱分解の間に熱により破壊されるような材料からなる時に、特に簡単となる。しかし、また質量消失部材をシリコーンが熱分解される外側殻体予備部材に塗着された後にのみ再び除去することもできる。仕上げられた内側殻体が少なくとも一部に開放細孔を有する材料を含むように意図された場合は、外側殻体予備部材に相接している質量消失部材の外側が有利には例えばはく離剤又はセラミックスラリーを塗布することによりシールされ外側殻体予備部材のシリコーン処理の間シリコーンが内側殻体に入り込まないようにする。このほかに又はこれを補足するものとして、外側殻体予備部材を塗着する前に内側殻体予備部材の外側に冷却剤通路を形成することができる。これは例えばフライス加工による内側殻体予備部材の機械的処理によって行うことができる。仕上げられた内側殻体が開放細孔を有する材料で構成されるよう意図された場合は、冷却剤通路に相接している内側殻体予備部材の外側の領域にはく離剤が設けられ、外側殻体予備部材に供給されたシリコーンが内側殻体予備部材に入り込まないようにする。はく離部材は有利には、冷却剤通路にはく離剤を溶解する物質を勢いよく流すことにより、シリコーンを熱分解された外側殻体予備部材に供給した後に取除かれる。はく離剤の塗布に代え又はその補充のため、冷却剤通路は外側殻体予備部材を塗着する前に硬化可能な材料で充たされシリコーンが外側殻体予備部材のシリコーン処理の間に内側殻体に入り込まないようにする。硬化可能な材料は有利には熱分解された外側殻体予備部材へのシリコーンの供給後に化学的及び／又は機械的に取除かれる。さらにまた、仕上げた内側殻体を少なくとも一部に開放細孔を有する材料で構成するようにした場合には、外側殻体に相接している内側殻体予備部材の外側の接触領域が外側殻体予備部材を塗着する前にシールされ外側殻体予備部材のシリコーン処理の間に内側殻体に入り込まないようにする。接触領域のシールは例えばセラミックスラリーの接触領域への塗布又は他の適当な方法によるプラズマ被覆方法によって行われる。内側殻体の領域が多孔性でないことが望ましい場合は、シリコーンが内側殻体予備部材の対応領域に供給され内側殻体の材料の中に炭化硅素基材を形成する。さらにまた、シリコーンが供給されている内側殻体の領域にはその内側にTBC 材料からなる被覆が設けられ内側殻体のシリコーン処理された材料が燃焼室の作動中に受ける温度を低下させるようにすることができる。第１の部分を有し開放細孔を有する材料から構成されまた材料が多孔でない付加部分を有している内側殻体を備えた燃焼室を製造するため、内側殻体予備部材の第１の部分が繊維強化プラスチックから製造され内側殻体予備部材のこの第１の部分が熱分解される。続いて、内側殻体予備部材の第１の部分の外側の接触領域がシールされ内側殻体予備部材の付加部分と外側殻体予備部材との後のシリコーン処理の間にシリコーンが内側殻体予備部材の第１の部分に入り込まないようにする。それにより、内側殻体予備部材の第１の部分に接触領域の少なくとも１つで相接している内側殻体予備部材の付加部分が繊維強化プラスチックからつくり出されそして熱分解される。最後に繊維強化プラスチックからなる外側殻体予備部材が全体の熱分解された内側殻体予備部材に塗着され、そして外側殻体予備部材が上記のように熱分解されシリコーンで処理される。これに代えて、長手方向に徐々に変わる多孔性がまた、部分的な後に続く浸透と最初の熱分解段階に続く内側殻体予備部材の新たな熱分解とにより達成できる。本発明の他の特徴と利点は実施態様を示す以下の記載と図面の主要事項である。図面において、図１は無孔の内側殻体と専用の再生式冷却部とを備えた燃焼室の第１の実施態様の概略縦断面図を示す。図２は図１の２−２線に沿った概略横断面図を示す。図３は炭素繊維−強化プラスチックの概略横断面図を示す。図４はＣ／Ｃ材料の概略横断面図を示す。図５はＣ／Ｃ−SiC 材料の概略横断面図を示す。図６は多孔性の内側殻体と専用の発散冷却部とを備えた燃焼室の第２実施態様の概略縦断面図を示す。図７は図６の７−７線に沿った概略横断面図を示す。図８は多孔内側殻体を備えた発散冷却部分とTBC 被覆を設けた無孔内側殻体を備えた薄膜冷却部分とを有する燃焼室の第３実施態様の概略縦断面図を示す。図９は図８の９−９線に沿った概略横断面図を示す。図10は図８の10−10線に沿った概略横断面図を示す。図11は薄膜冷却部分を有する燃焼室の第４実施態様の概略横断面図を示す。図12は図11の線12−12に沿った燃焼室の第４の実施態様の概略縦断面図からの詳細図を示す。同一の又は機能上均等の要素は全図面中同一参照番号で示されている。全体が100 で示され図１と２に示されている燃焼室の第１実施態様は、燃焼室 100 の縦軸線102 に関して本質的に回転対称であり燃焼室ケーシング106 により横方向で取巻かれている燃焼領域104 を具備している。燃焼領域104 の一端部（図１の図示で上端）が燃焼室ケーシング106 の上縁に配設された射出頭108 によって閉じられている。射出頭108 は燃焼室100 の縦軸線102 と同軸に配設された本質的に円筒形の射出ノズルプレート110 と、燃焼領域104 から離れた射出ノズルプレート110 の側に配設され圧力を受ける酸化剤、例えば液体酸素が酸化剤タンクから配管（図示しない）を介して供給される酸化剤室112 とを具備している。射出ノズルプレート110 は、例えば燃焼室100 の縦軸線102 に平行に整列され酸化剤室112 を燃焼領域104 に接続させる酸化剤用の数個の射出ノズル114 によって貫通され、それにより圧力を受ける酸化剤が射出ノズル114 を通って酸化剤室112 を出て燃焼室110 の燃焼領域104 に入ることができるようにする。さらにまた、射出ノズルプレート110 には、一方において圧力を受ける還元剤、例えば液体水素の貯蔵器に接続され他方において燃焼領域104 に接続された還元剤のための射出ノズル（明瞭にするため図示しない）が設けられ、それにより還元剤がこれら射出ノズルを通って燃焼室100 の燃焼領域104 に射出され中の酸化剤と反応し熱を発生することができるようにする。燃焼領域104 を横方向で取巻く燃焼室ケーシング106 は、燃焼領域104 の本質的に円形の横断面積が射出頭108 からの距離と共にノズル咽喉部（狭さく部）11 6 の最小値に達するまで減少するような形状となっている。射出頭108 から離れている方のノズル狭さく部116 の側で、燃焼領域104 の横断面積は再び増大する。この領域で、燃焼領域104 はノズル領域117 に没入する。燃焼室ケーシング106 は図２から最も明らかなように、その内側が燃焼室100 の燃焼領域104 を限定する内側殻体118 と、その外側が燃焼室100 の外側を形成する外側殻体120 とを具備している。内側殻体118 及び／又は外側殻体120 は射出頭108 と共に一部材に構成することができる。燃焼室ケーシング106 の内側殻体118 と外側殻体120 は燃焼室100 の円周方向で相互に離間されまた燃焼室100 の長手方向に延びる接触表面で相互に相接している。冷却剤通路124 が各２つの近接接触表面122 の間に配設される。冷却剤通路124 の各々は本質的に燃焼室100 の長手方向に延びかつ本質的に半円形断面を有する内側殻体118 の外側の凹所として構成されている。これに代え又は補充のため、冷却剤通路はまた外側殻体120 の内側の凹所として構成することもできる。半円形の断面とは相違して、冷却剤通路124 は異なる断面、例えば三角形、矩形又は台形の断面とすることもできる。さらに、断面の形状と面積は局部の冷却上の要求にしたがって燃焼室100 の長手方向で変えることができる。冷却通路124 の各々は、射出頭108 から離れた方の端部が冷却剤供給管路（図示しない）に接続され射出頭108 に面する端部が冷却剤放出管路（図示しない）に接続され、また冷却剤放出管路を通って流れるガス又は液体の冷却剤、例えばガスもしくは液体の水素又は脱イオン化水を有している。酸化剤と共に、還元剤と同じの燃焼領域104 に射出される物質が冷却剤として、例えばガス又は液体の水素が用いられた場合は、冷却剤放出通路が射出ノズルプレート110 に設けられた還元剤用の射出ノズルに接続されそれにより冷却剤が冷却剤通路124 を通って流れた後射出頭108 を通って燃焼領域104 に流入しそこで燃焼されるようにすることができる。燃焼室100 の第１実施態様の内側殻体118 はＣ／Ｃ−SiC 材料、すなわち炭化硅素基材の中に埋め込まれた炭素繊維−強化炭素からなっている。Ｃ／Ｃ−SiC 材料の形態構造と製造は以下にさらに詳細に説明される。Ｃ／Ｃ−SiC は繊維セラミックス(“セラミック基材合成物”としてCMC)の材料類からの合成材料でありまた連続作動中は1800℃まで、短時間の作動中は2700 ℃までの極めて高温度での安定性を有していることを特徴としている。これは約２ｇ／cm³の密度の低密度材料であり、この材料から複雑な形状の薄壁で殻体状の構造を厚壁の構造部材と全く同様に製造することができる。Ｃ／Ｃ−SiC は熱的衝撃に対して極めて低い感度と10^-6から４×10^-6の範囲の非常に小さな熱膨張係数αとを有している。これらの特性のため、Ｃ／Ｃ−SiC からなる内側殻体118 は特に、燃焼工程の間燃焼領域104 から出る高熱の流れに抵抗しかつ燃焼領域104 から運ばれた熱をこの熱が燃焼室ケーシング106 から送り出される冷却剤通路124 の中の冷却剤に伝導するのに適している。冷却剤が燃焼領域104 の燃焼ガスと直接接触しないこの冷却方法は、再生式冷却法として示されている。外側殻体120 は燃焼中に230 バールまでの高い燃焼領域内部圧力の結果として生じる大きな引張り応力を吸収する作用をする。燃焼室100 の第１の実施態様において、外側殻体120 はまたその炭素繊維含有物のため高い引張り強度を有するＣ／Ｃ−SiC 材料からなっている。上記の燃焼室100 の第１の実施態様の燃焼室ケーシング106 を製造するため、次の工程が行われる。まず最初に、炭素繊維−強化プラスチック(CFK)からなる内側殻体予備部材、いわゆる“生部材”が炭素繊維構造と熱分解後に高い残留炭素含有物を有する前駆重合体とからつくり出される。この予備部材の製造中、公知の樹脂射出方法又は公知のオートクレープ方法を用いることができる。図３は内側殻体予備部材の炭素繊維−強化プラスチック材料の構造を略図式に示す。炭素繊維構造は典型的には７μｍの直径の個々の炭素繊維フィラメント12 6 からなる連続炭素繊維層128 からなり、同一の向きの２方向織成様式又は相互に対し横断して延びる向きの織成層が好ましくは用いられる。これに代えて、繊維構造は３次元の織成及び／又は編成技術を用いて形成することもできる。フィラメント巻きつけ方法もまた、用いられるセラミック処理に依存して適用できる場合に用いることができる。炭素繊維フィラメント126 は前駆重合体からなる基材130 の中に埋め込まれる。例えば 200℃の上昇温度で行うことのできる前駆重合体130 の完全な硬化に続いて、内側殻体予備部材が保護ガスの雰囲気、例えば800℃から900 ℃の温度の窒素雰囲気の中で熱分解される。熱分解の間前駆基材は炭素の残りだけがそのまま残るように分解する。前駆基材の分解は容量の減少に組合わされる。炭素繊維と基材との間の結合により、基材はしかし均一かつ等方向に収縮することができず、むしろ繊維と基材との結合のため収縮の妨害により図４に示されるように微細な割れ目132 を形成し、この割れ目の間に相互に隔離された小室134 が炭素基材136 に埋め込まれた炭素繊維フィラメント126 の群から形成される。したがって、Ｃ／Ｃ材料（炭素繊維−強化炭素）は典型的には約20％の開放細孔をもたらし、すなわち微細な割れ目132 が共にＣ／Ｃ材料の全容量の約20％となる互に密着した組織の空洞を形成する。繊維層128 に対し直角のＣ／Ｃ材料の延長部は熱分解中典型的には0.91の係数だけ減少される。熱分解中に得られる微細な割れ目の様式の構造は本質的には繊維と基材との結合の強さに依存している。繊維構造の繊維と基材との結合の強さは全体として又は所望ならば、用いられる炭素繊維構造の適当な前処理によって、例えば繊維の被覆又は熱による前処理によって局部的にのみ影響を与えることができる。何らの繊維構造の熱による前処理なしで、すなわち繊維と基材との結合の最大の強さで、典型的には図４に示されるような微細構造が得られ、この構造は本質的に、密集した炭素基材136 の中に埋め込まれた典型的には300 から500 の個々の炭素繊維フィラメント126 からなる割れ目のない小室134 を有している。炭素繊維構造が 900℃までの温度で内側殻体予備部材を製造する前に熱により前処理される場合は、繊維基材の結合は減少しそのため熱分解中にＣ／Ｃ材料が依然として相互に隔離されたＣ／Ｃ小室の部分を有している微細構造をもたらし、これらＣ／Ｃの小室はしかしそれ自体が微細な割れ目により貫通されている。炭素繊維構造が 900℃以上の温度での内側殻体予備部材の製造前に熱による前処理がされた場合は、繊維基材の結合が著しく低下しそのため炭素繊維はそれ自体が熱分解中収縮基材から分離しその相互からのもとの距離を保持するようになる。この場合、個々のＣ／Ｃ小室に分割されず本質的には炭素基材の微細な割れ目により均一に貫通されたＣ／Ｃ材料がもたらされる。したがって適当な例えば炭素繊維構造の熱による前処理により、その容積と空洞の微細分布とに対する熱分解中に得られるＣ／Ｃ材料の多孔性の度合を選択的に調節することができる。特にこの結果内側殻体予備部材の長手方向又は内側殻体予備部材の半径方向の内側殻体予備部材の材料の容積と多孔構造とを選択的に変えることが可能となる。すでに述べたように、最初の熱分解の後に得られたＣ／Ｃ材料の多孔の度合は典型的には約20％である。低い多孔度が望まれる場合は、内側殻体予備部材が最初の熱分解とそれに続く再度の熱分解の後に前駆重合体により浸透される。得られたＣ／Ｃ材料の多孔度は浸透と新たな熱分解の結果減少する。所定度合の多孔性はしたがって、内側殻体予備部材が反覆して前駆重合体により浸透され続いて内側殻体予備部材の材料の所定度合の多孔性が得られるまで熱分解されることで達成することができる。内側殻体予備部材が１回又は繰返しの熱分解後に所望度の多孔性を有していたならば、冷却剤通路124 は機械的処理、例えばフライス加工によってその外側に形成される。この点に関し、冷却剤通路の横断面は局部的に吸収される熱の流量の関数として内側殻体予備部材の長手方向で変えることができる。次の段階で、炭素繊維−強化プラスチックからなる外側殻体予備部材が熱分解された内側殻体予備部材に形成される。これは例えば、炭素繊維織成物が内側殻体予備部材の上に置かれ続いて前駆重合体が織成物の中へと射出されるようにして行われる。外側殻体予備部材の炭素繊維−強化プラスチック材料は図３に示されすでに記載された構造を有している。次に、外側殻体予備部材と内側殻体予備部材とから形成された構造ユニットが全体として保護ガスの雰囲気の中で、例えば 800℃から 900℃の範囲の温度の窒素雰囲気の中で熱分解されそれによりその構造が図４に示されすでに説明されているＣ／Ｃ材料がまた外側殻体予備部材の材料から得られるようにする。外側殻体予備部材の多孔Ｃ／Ｃ材料の多孔の度合と多孔構造とは内側殻体予備部材の製造と関連してすでに記載された方法で、すなわち外側殻体予備部材の形成前の繊維構造の適当な前処理により及び／又は前駆重合体の外側殻体予備部材への反覆浸透と続く新たな熱分解により、調節される。最後に、多孔Ｃ／Ｃ材料からなり外側殻体予備部材と内側殻体予備部材とから形成された構造ユニットに、シリコーンが供給され密集した孔のないＣ／Ｃ−Si C 材料からなる燃焼室100 の内側殻体118 と外側殻体120 をつくり出すようにする。構造ユニットへのシリコーンの供給は液体シリコーン処理方法により行われる。この点に関し、構造ユニットは約1600℃の温度で真空のもとに液体シリコーンにより浸透される。毛細管効果により、液体シリコーンは内側殻体予備部材と外側殻体予備部材の多孔Ｃ／Ｃ材料の細孔の中に入り基材の残りの炭素のみならず個々の炭素繊維フィラメントとにより湿潤場所で反応し、図５から明らかなようにＣ／Ｃの小室又はＣ／Ｃのストランド（より糸）134 が埋め込まれているセラミック炭化硅素基材138 を形成する。炭化硅素基材はしたがってＣ／Ｃ材料の細孔を閉鎖しＣ／Ｃ小室を酸化から保護する外被を形成する。燃焼室100 の第１の実施態様の内側殻体118 と外側殻体120 の製造はこのようにして完成される。燃焼室の外側での熱の輻射を最小とするため、外側高温絶縁層が外側殻体120 の外側に取付けられる。この熱−絶縁層の取付けは燃焼室100 の近くに配置された構造要素を大きすぎる熱応力から保護するために燃焼室100 の取付け条件の結果必要となることがある。さらにまた、燃焼室100 の内側殻体118 の内側はその全体又は一部にTBC 材料からなる皮膜を設けることができる。この皮膜は例えば噴霧により内側殻体118 の内側に塗布することができる。図６と７に示されより高い燃焼領域温度及び圧力にも適している燃焼室100 の第２の実施態様は第１の実施態様とは、燃焼室100 の内側殻体118 が密集した孔のないＣ／Ｃ−SiC 材料からは形成されず開放細孔を有するＣ／Ｃ材料から形成される点で相違している。内側殻体118 の多孔性のため、冷却剤通路124 を通って流れる冷却剤の一部分が、燃焼室100 の作動中内側殻体118 を通って燃焼領域104 に押し込まれ、内側殻体118 の内側に沿って、内側殻体118を熱い燃焼生産物から遮蔽し燃焼領域104 から内側殻体118 への熱の対流伝達を著しく減少させる冷却境界層の薄膜を形成する。多孔内側殻体118 を通って燃焼領域104 に入る冷却剤の流れは矢印139 によって図６と７に示されている。冷却剤が燃焼領域104 の内側境界面にわたって分布されている複数の開口を介して燃焼領域104 に供給され冷却境界層薄膜を形成するこのような冷却方法は、すでに冒頭で説明されたように発散冷却法として示されている。発散冷却中に供給される冷却剤は液体又はガスとすることができる。液体冷却剤が燃焼領域104 に供給された時は、供給された冷却剤が形成された境界層薄膜において蒸発しこれにより潜熱を吸収するという付加的な冷却効果が得られる。冷却剤が冷却剤通路124 から多孔内側殻体118 を通って燃焼領域104 に入ることができるように、冷却通路124 の中の冷却剤の圧力は燃焼領域104 に行きわたる圧力よりも高くしなければならない。200 バールの大きさの燃焼領域圧力に関し、20から40バールだけ高い冷却剤圧力が冷却通路124 に典型的に用いられる。その冷却効果とは別に、発散冷却中に形成された境界層薄膜は、燃焼領域104 に射出された酸化剤が内側殻体118 の材料から離されそのため酸化に対して感受性の強い材料もまた内側殻体118 として用いることができるという付加的な利点をもたらす。さらにまた、内側殻体118 の多孔性は燃焼中の燃焼領域圧力の変動が減少されるという利点をもたらす。内側殻体118 の材料の細孔は補償容積として働き、また内側殻体118 の多孔材料に存在し細孔を相互に接続させる小さな断面積の微小通路が、これら細孔に流入する流体の流れに対する絞りとして作用し、それにより燃焼領域圧力が上昇した時内側殻体118 の細孔に流入する制限された流量の流れが生じまた燃焼領域圧力が降下した時内側殻体118 の細孔を出て燃焼領域104 に流入する流体の制限された流れが生じるようにする。絞りを介して接近できるこの補償容積のため、燃焼中の燃焼領域圧力の変動が減少しまた燃焼室100 に損傷をもたらすことのある最高の圧力が阻止される。燃焼室100 の第２の実施態様の燃焼室ケーシングを製造するため、次の工程がとられる。まず最初に、炭素繊維−強化プラスチックからなる内側殻体予備部材が製造され、燃焼室100 の第１の実施態様の製造に関してすでに記載されたように数回にわたって適用されるように熱分解される。次に、冷却剤通路124 が機械的処理により熱分解された内側殻体予備部材の外側に形成される。しかし、燃焼室100 の第２の実施態様の場合は内側殻体118 が多孔Ｃ／Ｃ構造として保持されるようになっており、外側殻体予備部材を施す前に外側殻体120 に対面する内側殻体予備部材の外側をシールし外側殻体予備部材のシリコーン処理の間にシリコーンが内側殻体118 の中に入り込まないようにすることが必要である。この目的で、内側殻体の側の冷却剤通路表面140 にはく離剤、例えば窒化ほう素（BN）を冷却剤通路124の形成後に設けることができる。さらにまた、各２つの冷却通路124 の間に配置された接触面122には緊密にシールする孔のない接触層が設けられる。この接触層は例えばセラミックスラリーを塗布するか又はプラズマ被覆方法により製造することができる。はく離剤により内側殻体の側で冷却剤通路表面140 をシールするのに代え又はその補充として、冷却剤通路124 はまたペースト状の硬化可能な材料で充たすことができる。この材料は十分な温度安定性を有し熱分解と液体シリコーン処理とからなる次の工程の段階の間に生じる温度に耐えるようにしなければならない。内側殻体118 が上記したようにシールされると、炭素繊維−強化プラスチックからなる外側殻体予備部材が熱分解された内側殻体予備部材に塗着されそして燃焼室100 の第１の実施態様の製造に関してすでに記載されたように熱分解される。次に、熱分解された外側殻体予備部材が液体シリコーン処理され外側殻体予備部材が約1600℃で真空下に外側及び／又は端部側から液体シリコーンで浸透される。この液体シリコーンは毛細管効果のため外側殻体予備部材のＣ／Ｃ材料の細孔を貫通するがしかし内側殻体118 の接触面122 上のシールされた接触層と内側殻体の側の冷却剤通路に配置されたはく離剤とを越えることはできず、そのため液体シリコーンが内側殻体118 に流入することはない。この結果、Ｃ／Ｃ−SiC 材料からなる密集した孔のない外側殻体120 が液体シリコーン処理の間に形成され、一方内側殻体118 の材料は開放細孔を有するＣ／Ｃ材料として残される。燃焼室100 の第１の実施態様の場合におけるように、第２の実施態様の外側殻体120 はまた液体シリコーン処理に続いてその外側に外側高温絶縁層が設けられ燃焼室100 の外側からの熱の輻射を減少させるようにする。最後に、内側殻体の側の冷却剤通路表面140 に配設されたはく離剤が取除かれ冷却剤通路124 が、適当な酸もしくは苛性溶液又は内側殻体118 のＣ／Ｃ材料と外側殻体120のＣ／Ｃ−SiC 材料を浸食しない又は少ししか浸食しないがはく離剤を溶解する他の適当な化学薬品で洗い流される。はく離剤の窒化ほう素を取除くため、フッ化水素酸が例えば考えられる。外側殻体予備部材を塗着する前に冷却剤通路124 が硬化可能な材料で充たされている場合には、この材料もまた外側殻体120 のシリコーン処理に続いて化学的及び／又は機械的方法で取除かれる。残りの部分については、燃焼室100 の第２の実施態様は構造と機能については上記の第１実施態様と一致し、この点に関する記載が参照される。図８から10に示される燃焼室100 の第３の実施態様は上記の第１実施態様とは、内側殻体118 が、ノズル狭さく部116 の領域に配設され内側殻体118 が密集した孔のないＣ／Ｃ−SiC 材料からでなく開放細孔を有するＣ／Ｃ材料から形成されている発散冷却領域142を有している点で異なっている。さらにまた、第３の実施態様の内側殻体118 は、本質的に燃焼室100 の縦軸線 102 に対し半径方向に整列され冷却剤通路124 を燃焼室領域104 に接続する射出通路146 によって、射出頭108 に近接した射出領域144 において貫通されている。発散冷却領域142 と射出頭108 との間に位置する内側殻体118 の領域にはTBC 材料、例えば酸化ジルコニウム（2rO₂）又は熱絶縁性圧縮セラミックからなる被膜148 が設けられる。発散冷却領域142と射出通路146 との間に位置する内側殻体118 の領域は薄膜冷却領域として次のように示されている。この構造を有する燃焼室100 の第３の実施態様の場合は、再生式冷却と発散冷却と薄膜冷却との３つの冷却方法が作動中に相互に組合わされる。射出頭108 に向う方向に冷却通路124 を流れる冷却剤はまず最初に熱をノズル領域117 の燃焼室ケーシング106 から再生式冷却により運び去る。内側殻体118 の多孔発散冷却領域142 のため、冷却剤通路124 を通って流れる冷却剤の一部が内側殻体118 の内側に分布された燃焼領域104 に入りそこで冷却境界層薄膜を形成することができる。冷却通路124 に残っている冷却剤はさらに射出頭108 に流れる。この冷却剤の一部が内側殻体118 の射出領域144 の射出通路146 を通って燃焼領域104 の中に射出され、TBC 材料で被覆された内側殻体118 の内側に付加的な境界層薄膜を形成し、この境界層薄膜は燃焼領域104 に得られる反応ガスによってノズル狭さく部116 の方向に沿って運ばれしたがって内側殻体118 の内側に沿って射出領域144 から内側殻体118 の発散冷却領域142 へと移動する。冷却剤の案内された流れが生じるこの境界層薄膜は内側殻体118を、本質的に案内されない冷却剤の流れを有する発散冷却領域142に形成された境界層薄膜と同じように燃焼領域104 での燃焼中に生じる反応の熱い生成物から、保護する。境界層薄膜を形成する冷却剤が冷却されるべき薄膜冷却領域150 の上流側の燃焼領域104 に供給される。境界層薄膜によるこの冷却方法は、冒頭においてすでに説明されているように、薄膜冷却として示されている。境界層薄膜における冷却剤の流れは図８に矢印151 によって示されている。上記の薄膜冷却によるのとは別に、内側殻体118 は薄膜冷却領域150 において低い熱伝導性のTBC 材料からなる被膜148 による過剰熱応力から保護される。燃焼室100 の第３の実施態様の燃焼室ケーシング106 の製造中は、次の工程がとられる。まず最初に、発散冷却領域のための予備部材が、燃焼室100 の第１の実施態様の内側殻体118 の製造に関して上記したように、炭素繊維−強化プラスチックからつくり出され熱分解されて多孔Ｃ／Ｃ材料を得るようにする。発散冷却領域のための予備部材が前駆重合体で１回又は数回再浸透されさらに熱分解されて所望度の多孔性に調整する。所望度の多孔性に達すると、発散冷却領域142 の外側に配設された冷却剤通路 124 の部分 124ａが機械的処理により発散冷却領域の予備部材に形成される。シリコーンが後のシリコーン処理工程の間に発散冷却領域142 に流入できないようにするため、発散冷却領域142 に配設された冷却剤通路124 の部分 124ａの内側殻体の側の冷却剤通路表面 140ａに、はく離剤、例えば窒化ほう素（BN）が設けられる。さらにまた、各２つの冷却剤通路部分 124aの間に配設された接触表面 122ａと、薄膜冷却領域150 に向って発散冷却領域142 を制限する接触表面152 とノズル領域117 に向って発散冷却領域142 を制限する接触表面154 とが、プラズマ被覆方法又はセラミックスラリーの塗着により孔のないようにシールされる。それにより、燃焼室100 の第３の実施態様の残りの内側殻体118と外側殻体120 とが燃焼室100 の実施態様の製造に関してすでに記載されたのと同じ方法で形成される。液体シリコーン処理の間、液体シリコーンが外側殻体120 の外側から供給されそれにより液体シリコーンが、接触表面 122ａ，152及び154 のシールのためと内側殻体の側の冷却剤通路表面 140ａに配設されたはく離剤のためとで内側殻体 118 の発散冷却領域142 に入ることができずそのため多孔Ｃ／Ｃ材料がこの領域に保持されるようにする。液体シリコーン処理の工程に続いて、発散冷却領域142 と射出頭108 との間に位置する内側殻体118 の領域には例えばTBC 材料からなる被膜148 が噴霧により設けられる。最後に、冷却通路124 を燃焼領域104 に接続する射出通路146 が機械的処理、例えば穴ぐりにより内側殻体118 に形成される。残りの部分については、燃焼室100 の第３の実施態様は上記の第１の実施態様と同じでありそのためこの点に関しては第１の実施態様の記載が参照される。図11と12に示される燃焼室100 の第４の実施態様は上記の第３の実施態様とは射出領域の射出通路146 が燃焼室100 の燃焼領域104に直接開口せず射出間隙を介して開口している点で相違している。図11と12から明らかなように、環状の射出間隙156 が燃焼室100の縦軸線と同軸に燃焼室100 の内側殻体118 の射出領域144 に配設され、一方において射出通路146 に開口し、他方において燃焼領域104 に開口するようになっている。環状射出間隙156 は内側殻体118 の内側とで小さな角度を形成しそれにより冷却通路124 を出て射出通路146 を通り射出間隙156 に流入する冷却剤が、燃焼領域104 に本質的に内側殻体118 の内側に接線方向に入りここで内側殻体118 の薄膜冷却領域150 の薄膜冷却にとって必要な境界層薄膜を形成する。残りの部分に関しては、燃焼室100 の第４の実施態様は構造と機能については上記の第３実施態様と同じでありこの点に関しその記載が参照される。燃焼室100 の第４の実施態様の燃焼室ケーシング106 の製造は燃焼室100 の第３の実施態様の燃焼室ケーシング106 の製造についての上記の記載と同じ方法で行われ、射出通路146 を燃焼領域104 に接続する環状射出間隙156 が機械的処理により内側殻体118 に形成される。冷却剤を燃焼領域に吹き込み冷却境界層薄膜を形成するための射出間隙がまた射出頭108 の環状間隙として構成することができる。この場合は、この環状間隙を燃焼室100 の内側殻体118 の内側に正確に平行に整列させそれにより冷却境界層薄膜を形成する冷却剤が内側殻体の内側に対して正確に接線方向に吹き込まれるようにすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者レツォ，ミヒャエルドイツ連邦共和国，デー―74249 ヤグタウセン，ソンネンハルデ 13 (72)発明者ビンケルマン，ペータードイツ連邦共和国，デー―71394 ケルネン，バイブリンガーシュトラーセ 49

Claims

【特許請求の範囲】１．燃焼領域(104)と、燃焼領域(104)を取巻く内側殻体と、内側殻体(118)を取巻く外側殻体(120)と、内側殻体(118)と外側殼体(120)との間に形成された冷却剤通路(124)、とを具備する特にロケットエンジンのための燃焼室において、外側殼体(120)が繊維セラミック材料から形成され内側殻体(118)が繊維セラミック材料又は黒鉛から形成されていることを特徴とする燃焼室。２．内側殼体(118)が炭素繊維−強化炭素を含む繊維セラミック材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼室。３．外側殻体(120)の繊維セラミック材料が炭素繊維−強化炭素を含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼室。４．外側殻体(120)の材料が無孔であることを特徴とする請求項１から３のうちの１項に記載の燃焼室。５．外側殻体(120)の材料が炭素繊維−強化炭化硅素を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の燃焼室。６．外側殻体の材料がＣ／Ｃ−SiC 材料を含んでいることを特徴とする請求項５に記載の燃焼室。７．内側殻体(118)の材料が無孔であることを特徴とする請求項１から６のうちの１項に記載の燃焼室。８．内側殻体(118)の材料が炭素繊維−強化炭化硅素を含んでいることを特徴とする請求項７に記載の燃焼室。９．内側殻体(118)の材料がＣ／Ｃ−SiC 材料を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の燃焼室。 10．内側殼体(118)の材料が開放細孔を有する材料を含んでいることを特徴とする請求項１から９のうちの１項に記載の燃焼室。 11．開放細孔を有する内側殻体(118)の材料の多孔の度合が燃焼室(100)の半径方向で変化していることを特徴とする請求項10に記載の燃焼室。 12．開放細孔を有する内側殻体(118)の材料の多孔の度合が内側殼体(118)の内側に向って増大していることを特徴とする請求項11に記載の燃焼室。 13．開放細孔を有する内側殻体(118)の材料の多孔の度合が燃焼室(100)の長手方向で変化していることを特徴とする請求項10から12のうちの１項に記載の燃焼室。 14．燃焼室(100)の内側殻体(118)が冷却剤供給領域(144)と無孔材料を含む薄膜冷却領域(150)とを有し、冷却剤が前記冷却剤供給領域を通って燃焼領域(104) に供給可能であり、薄膜冷却領域(150)が燃焼室(100)の長手方向で冷却剤供給領域(144)に続いていることを特徴とする請求項１から13のうちの１項に記載の燃焼室。 15．内側殼体の冷却剤供給領域(144)が開放細孔を有する材料を含んでいることを特徴とする請求項14に記載の燃焼室。 16．内側殻体(118)の冷却剤供給領域(144)が、冷却剤通路(124)を燃焼領域(10 4)に接続する少なくとも１つの射出通路(146)によって貫通されていることを特徴とする請求項14又は15に記載の燃焼室。 17．燃焼室(100)の内側殻体(116)が、開放細孔を有する材料を含みかつ燃焼室 (100)の長手方向で薄膜冷却領域(150)に続いている発散冷却領域(142)を有していることを特徴とする請求項14から16のうちの１項に記載の燃焼室。 18．内側殻体(118)の領域(150)がその内側にTBC 材料からなる被膜(148)を有していることを特徴とする請求項１から17のうちの１項に記載の燃焼室。 19．冷却剤通路(124)が燃焼室(100)の長手方向で変化する横断面を有していることを特徴とする請求項１から18のうちの１項に記載の燃焼室。 20．燃焼室(100)が繊維セラミック材料から形成された射出頭(108)を有していることを特徴とする請求項１から19のうちの１項に記載の燃焼室。 21．射出頭(108)が内側殻体(118)と外側殻体(120)の少なくとも一方と一部材に構成されていることを特徴とする請求項20に記載の燃焼室。 22．射出頭(108)の材料が開放細孔を有する材料を含んでいることを特徴とする請求項20又は21に記載の燃焼室。 23．請求項１から22のうちの１項に記載の特にロケットエンジンのための燃焼室を製造する方法であって、繊維強化プラスチックから内側殻体予備部材を製造し、内側殻体予備部材を熱分解し、繊維強化プラスチックからなる外側殻体予備部材を熱分解された内殻体予備部材に塗着し、外側殻体予備部材と内側殻体予備部材とから形成された構造ユニットを熱分解し、シリコーンを熱分解された外側殻体予備部材に供給し外側殻体の材料に炭化硅素基材を形成する、各工程を含んでいる燃焼室の製造方法。 24．最初の熱分解に続いて内側殻体予備部材が前駆材料で浸透され次に再度熱分解されることを特徴とする請求項23に記載の燃焼室の製造方法。 25．内側殻体予備部材が前駆材料で反覆して浸透され内側殻体予備部材の材料の所定度合の多孔性が得られるまで熱分解されることを特徴とする請求項24に記載の燃焼室の製造方法。 26．繊維強化プラスチックから内側殻体予備部材を製造する間添加剤が内側殻体予備部材に添加され、前記添加剤が熱分解の間にガス放出することにより内側殻体予備部材の所望度の多孔性が達成されることを特徴とする請求項23から25のうちの１項に記載の燃焼室の製造方法。 27．繊維強化プラスチックから内側殻体予備部材を製造するのに用いられる繊維構造が内側殻体予備部材を製造する前に加熱されることを特徴とする請求項23 から26に記載の燃焼室の製造方法。 28．繊維強化プラスチックからなる外側殻体予備部材を塗着するのに用いられる繊維構造が外側殻体予備部材を塗着する前に加熱されることを特徴とする請求項22から27に記載の燃焼室の製造方法。 29．織維構造が 600℃から 900℃の範囲の温度に加熱されることを特徴とする請求項27又は28に記載の燃焼室の製造方法。 30．外側殻体予備部材の塗着前に所望形状の冷却剤通路を有する質量消失部材が熱分解された内側殻体予備部材に塗着されることを特徴とする請求項23から29 のうちの１項に記載の燃焼室の製造方法。 31．質量消失部材が外側殻体予備部材と内側殻体予備部材とから形成された構造ユニットの熱分解中に熱により破壊されることを特徴とする請求項30に記載の燃焼室の製造方法。 32．外側殻体予備部材に相接している質量消失部材の外側がシールされることを特徴とする請求項30又は31に記載の燃焼室の製造方法。 33．外側殻体予備部材の塗着前に冷却剤通路が内側殻体予備部材の外側に形成されることを特徴とする請求項23から32のうちの１項に記載の燃焼室の製造方法。 34．冷却剤通路に相接している内側殻体予備部材の外側の領域にはく離剤が設けられることを特徴とする請求項33に記載の燃焼室の製造方法。 35．はく離剤が、シリコンを熱分解された外側殻体予備部材に供給した後、冷却剤通路をはく離剤を溶解する物質で洗い流すことにより除去されることを特徴とする請求項34に記載の燃焼室の製造方法。 36．外側殻体予備部材の塗着前に冷却剤通路が硬化可能な材料で充たされることを特徴とする請求項33から35のうちの１項に記載の燃焼室の製造方法。 37．シリコーンを熱分解された外側殻体予備部材に供給した後硬化可能な材料が化学的方法と機械的方法の少なくとも一方で除去されることを特徴とする請求項36に記載の燃焼室の製造方法。 38．外側殻体に相接している内側殻体予備部材の外側の接触領域が外側殻体予備部材の塗着剤にシールされることを特徴とする請求項23から37のうちの１項に記載の燃焼室の製造方法。 39．接触領域がプラズマ被覆方法によりシールされることを特徴とする請求項 38に記載の燃焼室の製造方法。 40．接触領域がセラミックスラリーを塗布することによりシールされることを特徴とする請求項38に記載の燃焼室の製造方法。 41．シリコーンが内側殻体予備部材の領域に塗布され内側殼体の材料に炭化硅素の基材を形成することを特徴とする請求項23から40のうちの１項に記載の燃焼室の製造方法。 42．シリコーンが供給された内側殻体の領域にはその内側にTBC 材料からなる被膜が設けられることを特徴とする請求項41に記載の燃焼室の製造方法。 43．内側殻体予備部材の第１の部分が繊維強化プラスチックから製造され、内側殻体予備部材の第１の部分が熱分解され、内側殻体予備部材の第１の部分の外側の接触領域がシールされ、内側殻体予備部材の第１の部分に接触領域の少なくとも１つで相接している内側殻体予備部材の付加部分が繊維強化プラスチックから製造され、内側殻体予備部材の付加部分が熱分解されることを特徴とする請求項23から42のうちの１項に記載の燃焼室の製造方法。