JP2016535828A - タンクの自己加圧のための装置 - Google Patents

Abstract

ロケット用推進アセンブリ（１、２０１）が、推進剤を含むように構成されるタンク（２）と、燃焼室（９）を含むエンジンと、タンク（２）と燃焼室（９）との間に延在し、その中に配置される隔離弁（２４）を含む推進剤供給管（１１）と、供給管（１１）に結合される入口およびタンク（２）に結合される出口を含む加熱器（１５）とを備える。加熱器の入口が、第１に隔離弁（２４）から下流で供給管（１１）に結合され、第２に中性流体供給管（３１）に結合される入口管（１３ａ）を備える。

Description

本発明は、推進剤を含むように構成されるタンクと、燃焼室を含むエンジンと、タンクと燃焼室との間に延在し、その中に配置される隔離弁を含む推進剤供給管と、供給管に結合される入口およびタンクに結合される出口を含む加熱器とを備えるロケット用推進アセンブリに関する。

エンジンは、通常、燃焼室を出るガスがノズルを経てエンジンから排気されて、推力を発現させるエンジンである。燃焼は、それぞれ水素またはメタンなどの燃料、および酸素などの酸化剤である推進剤を混合する結果として発生する。

一般的にそのような推進アセンブリ内では、規則的速度でエンジン流に向かって推進剤が流れることを保証するために、推進剤タンクを加圧下に保つことが必要である。推進剤の１つが液体酸素である場合、ヘリウムなどの中性ガス、あるいは、タンクから出て来る液体酸素を加熱するための加熱器の中で気化することによって得られる気相の酸素のいずれかをタンクの気層の中に噴射することによって、酸素タンク内で圧力が保たれる。そのような状況下で、気化される液体酸素は、燃焼室の酸素供給管から直接取られる。

それでもやはり、酸素は、加熱器から上流では液相であり、タンクに戻る際には気相である必要があるので、加熱器内部で２相の酸素が存在するという危険性がある。そのことが、加熱器の効率を著しく低下させ、気泡が液体酸素回路に沿って逆戻りするというリスクがあり、それは回避されなければならない。酸素が加熱器内で単一相に留まることを保証するように、隔離システム（一般に「流出防止」システムと呼ばれる）が、加熱器から上流に設けられる。このシステムは、酸素の圧力が酸素の臨界圧力よりも低い限りは、供給管から取られる酸素が加熱器の中へ入り込むことを防止するはずである。一般的に、流出防止システムは、酸素タンク加圧流出防止弁と呼ばれる、この機能に特化した専用の閾値弁に存する。

そのような弁を用いると、酸素の圧力は、弁を通過する圧力に達するまで加熱器の入口で増加し、通過圧力は酸素の臨界圧力よりも高くなるように選択される。したがって、この通過圧力で、酸素は超臨界相にある。その圧力を提供されると、酸素は弁を通過し、加熱器の中に入ることができ、そこで酸素の温度が上昇し、酸素は超臨界相に留まる。加熱器を出る際に、超臨界酸素は膨張し、タンク内の気相に入ることができて、タンクを加圧下に保つ。

しかしながら、流出防止弁を使用することは、推進アセンブリにとって追加の費用、および追加の重量を意味する。特に重量が、ロケットの設計において重大な基準であることは良く知られている。さらに、流出防止弁は、一般的にソレノイド弁であり、加熱器への入口での酸素圧力に基づいてそれを制御することが必要であり、したがって推進アセンブリをさらに複雑にする。最後に、流出防止弁の開放および閉鎖は、すべての弁の移動の連鎖において信頼性のある頑丈な様式で統合する必要がある。

したがって、本発明の目的は、流出防止システムを提示し、例えば重量および／または費用の点で、従来技術のタイプの推進アセンブリよりも優れた性能を提供する、導入部で特定されるタイプの推進アセンブリを提供することである。

この目的は、加熱器の入口が、第１に隔離弁から下流で供給管に結合され、第２に中性流体供給管に結合される入口管を備えるという事実によって、導入部で特定されるタイプの推進アセンブリの中で達成される。

したがって、推進アセンブリの中では、流出防止システムの隔離機能が、隔離弁と中性流体供給管の組合せによって達成される。隔離弁は、燃焼室が推進剤を供給されることを可能にし、または防止する別の機能を有する。中性流体は、推進アセンブリの特定の他のシステムの中で水圧または気体圧制御のために使用される制御流体であることができ、管から何らかの他の流体を取り出すために、または何らかの他の流体が管の中に入り込むことを防止するように、空洞または管に沿って通過させる掃除流体であることができ、動的密封システムの中で使用される密封流体などであることができる。したがって、従来技術の中で使用される専用弁が、推進アセンブリの中で他の機能を有するシステムの組合せによって取り替えられ、それによって費用、および特に重量の節約をもたらす。

「中性流体」という用語は、本明細書では、所与の文脈の中でいかなる有害な結果ももたらさない組成の流体を意味する。特に、本明細書で使用される中性流体は、推進剤およびその流体が通過する管に対して不活性でなければならない。言い換えれば、中性流体は、何らかの物理的または化学的反応を発生させず、特に燃焼をもたらさずに、推進剤と共に共存することができなければならない。特に、中性流体はヘリウムであることができる。

このシステムによって、中性流体は、加熱器の入口管を掃除し、推進剤の圧力が中性流体の圧力よりも大きくなるまで、推進剤が加熱器の中へ入り込むことをできなくする。さらに、加熱器の入口管に入る酸素の圧力で、流出防止弁の開放をサーボ制御することが、中性流体の圧力を使用する動的制御によって取り替えられる限りにおいて、サーボ制御の必要がやはり回避される。

特定の実施形態では、中性流体供給管中の中性流体を推進剤の臨界圧力以上である圧力に保つように構成されている手段を備える。このようにして、中性流体は、加熱器の入口管を掃除し、推進剤の圧力が中性流体の圧力よりも大きくなり、したがって推進剤の臨界圧力よりも大きくなる場合に限り、推進剤が加熱器の中へ入り込むことを可能にする。これによって推進剤が加熱器内で単一相にあることを保証することが可能になり、したがって、加熱器の効率が向上する。

特定の実施形態では、中性流体供給管が、加熱器に向かって進む方向だけに供給管の中を流体が流れることを可能にする逆止弁を含む。したがって、推進剤の圧力が、中性流体の圧力よりも大きい場合、推進剤は中性流体供給管に沿って逆流することができない。これによって、推進剤が中性流体タンクに到達すること、または中性流体の他の機能に干渉することを防止する。

特定の実施形態では、推進アセンブリは、燃焼室の噴射ヘッドを中性流体で掃除するための手段を含む。このようにして、隔離弁から下流で、燃焼室の噴射ヘッドを掃除し、および噴射ヘッドへ推進剤を供給することが単一の管を介して行われる。これによって、重量および費用の点からやはり節約をもたらす。

特定の実施形態では、中性流体はヘリウムである。ヘリウムは、掃除流体または制御流体として使用されることが多く、多量にかつ十分な圧力で推進アセンブリの中で全体的に存在する。特定の実施形態では、中性流体は窒素である。

特定の実施形態では、推進剤は酸素である。

本発明の推進アセンブリは、様々なタイプのエンジンを含むことができる。

したがって推進アセンブリは、タップオフ型エンジン、すなわちエネルギー（熱および／または機械の形態）をエンジンの特定の部分に搬送するように何らかの排気ガスが取り出されるエンジンに基づいて作製され得る。

特定の実施形態では、加熱器は、燃焼ガスを運搬する管と協働する熱交換器である。加熱器は、他の箇所に配置され得る。

第１に、加熱器は、少なくとも部分的に燃焼室の壁、および／またはエンジンの噴射ノズルの壁の中に配置され得る。しかしながら、加熱器は、エンジンの燃焼室および噴射ノズルから少し離れて配置されることもまた可能である。そのような状況下では、推進アセンブリは、エンジンから排気ガスを取り入れ、それを加熱器に運搬するように排気ガス回路を含む。有利なことに、排気ガス回路もまた、１つまたは複数のタービンを駆動するように、取り出された排気ガスが少なくとも１つのタービンの中に噴射されることを可能にすることができる。１つまたは複数のタービンは、エンジンに推進剤をエンジンに供給するためのターボポンプ、例えば酸素および水素供給ターボポンプなどの部分であることができる。

取り出された排気ガスがタービンを駆動するために使用される場合、熱交換器を、排気ガス取出し回路の中の前記少なくとも１つのタービンから下流に配置されるように設けることが可能である。

取り出された排気ガスが１つまたは複数のタービンを駆動するために使用される場合、推進アセンブリは、前記少なくとも１つのタービンからそれぞれ上流および下流に配置される、排気ガス回路の２つの地点を一体に結合するバイパス管をさらに含むことができる。次いで、バイパス管は、エンジンの作動モードに応じて、１つまたは複数の弁によって開放され、または閉鎖されることが可能でなければならず、取り出された排気ガスによってタービンが駆動されることを可能にするように、バイパス管は閉鎖されることが可能でなければならず、あるいは開放されることが可能でなければならない。

燃焼室から直接取り出される代わりに、排気ガスはガス発生器から生じ得る。ガス発生器は、燃焼室の供給管から推進剤の部分を取り出すことができる入口管によって、推進剤を供給される。燃焼は、ガス発生器の中で起こる。一般的に、次いで、燃焼ガスは、加熱器を通って流され、次いで１つまたは複数のタービンの駆動を生じさせる。

推進アセンブリは、拡張型エンジン、すなわちエネルギー（熱および／または機械の形態）をエンジンの特定の部分に搬送するように、熱伝達流体および特に推進剤（特に水素）が取り出され、気化されるエンジンに基づいて作製されることも可能である。

したがって特定の実施形態では、加熱器は、他の推進剤を運搬する管と協働する熱交換器である。

推進アセンブリは、熱伝達流体に対して熱エネルギーが排気ガスによって生成されることを可能にする一次熱交換器を備える、熱伝達流体流のための回路、および酸素に対して熱エネルギーが熱伝達流体によって生成されることを可能にする二次熱交換器を構成する加熱器を含むことができる。中間熱伝達流体の使用は、加熱器および気化された酸素の回路の配置に融通性を与える。

熱伝達流体は、エネルギーが熱の形態ばかりでなく、機械の形態でも伝達されることを可能にすることができる。この目的のために、推進アセンブリの中で、一次熱交換器は、熱伝達流体の気化に適することができ、熱伝達流体流回路は、１つまたは複数のタービンを駆動するために、気化された熱伝達流体を少なくとも１つのタービンの中に噴射する働きをすることができる。有利なことに、熱伝達流体を気化することは、圧力下で流体を提供することに役立ち、熱伝達流体に提供されるエネルギーは、次いで１つまたは複数のタービンを経て回復され得る。タービンは、推進剤をエンジンに供給するための回路のターボポンプの部分を特に形成することができる。

熱伝達流体は、エンジンによって消費される別の推進剤、例えば水素であることが好ましい。

限定されない実施例として提供される以下の実施形態の詳細な説明を読めば、本発明が十分理解されることが可能であり、その利点がより明らかになる。説明は、以下の図面を参照する。

タップオフ型エンジンに基づく、従来技術の推進アセンブリの線図である。 タップオフ型エンジンに基づく、本発明の推進アセンブリの線図である。 拡張型エンジンに基づく、本発明の推進アセンブリの線図である。

図１は、従来技術の推進アセンブリ１０１を示す図であり、より詳細には、アリアン５型ロケットの主低温段（ＭＣＳ）を推進するためのヴァルカン型エンジンを備える推進アセンブリを示す図である。

この推進アセンブリ１０１は、第１の推進剤として液体形態の酸素、またはより一般的に酸化剤推進剤を含む第１のタンク１０２、特に推進アセンブリの気体圧制御回路のための高圧下のガス化ヘリウムを含む第２のタンク１０４、および第２の推進剤として液体形態の水素、またはより一般的に燃料推進剤を含む第３のタンク１０５を備える。推進アセンブリ１０１は、ガス発生器１０６と共に、燃焼室１０９に酸素を供給するための管１１１、および燃焼室１０９に水素を供給するための管１１２をさらに備える。

酸化推進剤供給管１１１は、タービン１０７ａおよびポンプ１０７ｂを備える第１のターボポンプ１０７を経由して通過する。ターボポンプ１０７は、タービン１０７ａを駆動するための高温ガスを受けるようにガス発生器１０６に結合され、タービン１０７ａは、燃焼室１０９に酸化推進剤を供給するようにポンプ１０７ｂを駆動する。燃料推進剤供給管１１２は、タービン１０８ａおよびポンプ１０８ｂを備える第２のターボポンプ１０８を経由して通過する。ターボポンプ１０８は、タービン１０８ａを駆動するように、やはりガス発生器１０６から高温ガスを受けるようにガス発生器１０６に結合され、それによって燃焼室１０９に燃料推進剤を供給するようにポンプ１０８ｂを駆動する。 ガス発生器１０６は、水素および酸素を供給されるように、ポンプ１０７ｂおよび１０８ｂの出口にもやはり結合されている。

推進アセンブリ１０１は、第１のタンク１０２を加圧するための第１の加圧回路１１３をさらに含む。第１の加圧回路１１３および酸化剤推進剤供給管１１１が、第１のターボポンプ１０７から下流で、かつ酸素が燃焼室１０９に入ることを制御する酸素室弁（ＯＣＶ）１２４から上流で一体に結合される。ＯＣＶ１２４は、隔離弁を形成する。第１の加圧回路１１３は、第１のターボポンプ１０７のタービン１０７ａから下流で高温ガスから生じる熱を使用して、供給管１１１から取り入れられる酸素を加熱および気化するための第１の熱交換器１１５を含む。この第１の熱交換器は、加熱器を形成する。このようにして気化された酸素は、第１のタンク１０２を加圧するために使用される。第１の加圧回路１１３は、第１の熱交換器１１５から上流に配置された入口管１１３ａ、および第１の熱交換器１１５から下流に配置された出口管１１３ｂを含む。入口管１１３ａは、第１の熱交換器１１５への入口に閾値弁１３５をさらに含む。この閾値弁１３５は、流出防止システムとして使用され、酸素の圧力が弁１３５を通過する圧力よりも大きい場合に限り、第１の熱交換器１１５へ酸素が通ることを可能にする。第１の熱交換器１１５内部に２相の形態で酸素が存在することを回避するために、弁１３５の通過圧力は、酸素の臨界圧力（約５０．４バール）よりも大きくなるように選択される。第１の加圧回路１１３は、出口管１１３ｂの中の圧力が第１のタンク１０２内の圧力よりも小さい場合、第１のタンク１０２が減圧することを防止し、かつ酸素供給管１１１を経てタンクを出る流体が全くない場合は特に、タンク１０２内の過剰圧力を防止するための弁１１７ａをさらに含む。

制御回路１１４は、ガス状ヘリウムが両方向へ流れることを制御するための膨張および拡大板（ＩＥＰ）１１８を形成する１組の弁を備える。この制御回路１１４は、水素供給管１１２を制御するための水素供給弁（ＨＦＶ）１２０を制御するための水素ソレノイド弁ユニット（ＨＳＶＵ）１１９を備える。加えて、ＩＥＰ１１８とＨＳＶＵ１１９との間に、制御回路１１４は、様々なソレノイド弁に供給するための分岐接続を提供する。酸素ソレノイド弁ユニット（ＯＳＶＵ）１２１は、酸素供給管１１１を制御し、閾値弁１３５を制御するための酸素供給弁１３０を制御する役目をする。最後に、室ソレノイド弁ユニット（ＣＳＶＵ）１２３は、酸素室弁（ＯＣＶ）、水素が燃焼室１０９の中へ入ることを制御する水素室弁（ＨＣＶ）１２５、酸素がガス発生器１０６の中へ入ることを制御する酸素発生器弁（ＯＧＶ）１２６、および水素がガス発生器１０６の中へ入ることを制御する水素発生器弁（ＨＧＶ）１２７を制御することに役立つ。しかしながら、弁ＯＣＶ１２４、ＨＣＶ１２５、ＯＧＶ１２６、およびＨＧＶ１２７がヘリウムによって制御される必要はない。これらの弁は、同様にソレノイド弁であることができる。制御回路１１４の中のヘリウム圧力は、弁を制御するために必要な圧力によって決定され、一般的に約７０バールである。

第２のタンク１０４は、供給管１３１によって、ＯＣＶ１２４から下流で酸素供給管１１１に結合される。この供給管１３１は、供給管１３１に沿ってヘリウムの流量を制御するように狭窄部１３２を含む。上流圧力の下流圧力に対する比率が約２よりも大きい限り、狭窄部１３２から下流の圧力が狭窄部１３２から上流の圧力から独立しているように、流速が音速であるように、供給管１３１に供給する状態が選択される。したがって、狭窄部１３２は、ヘリウムが狭窄部１３２から下流へ一定の速度で、およびヘリウム較正圧力と呼ばれる圧力値で供給されることを可能にする。供給管１３１は、第２のタンク１０４から出る方向へだけ、流体が供給管１３１の中を流れることを可能にする逆止弁１３３、およびヘリウムが供給管１３１の中を流れることを許容または防止するための掃除弁１３４をさらに含む。実施例として、掃除弁１３４はソレノイド弁であることができる。

第２のターボポンプ１０８と燃焼室１０９の噴射板１１０との間の水素供給管１１２の中に、推進アセンブリ１０１は、燃焼室１０９の壁を冷却する役目をする再生熱交換器と呼ばれる第２の熱交換器１２８をさらに含む。加えて、この推進アセンブリ１０１では、水素供給管１１２から流出される前に、第２の熱交換器１２８の中で気化された水素で第３のタンク１０５を加圧するように、第２の加圧回路１２９が、第２の熱交換器１２８から下流で、この水素供給管１１２を第３のタンク１０５に結合する。第２の加圧回路１２９は、第２の加圧回路１２９内の圧力が第３のタンク１０５の中の圧力よりも小さい場合、第３のタンク１０５が圧力を損失することを防止するように、かつ水素供給回路１１２を経て流体がタンクを全く出ない場合は特に、タンク１０５内の過剰圧力を防止するように、弁１１７ａと同様の弁１１７ｂを含む。

推進アセンブリ１０１を始動する前に、燃焼室１０９を冷却することが必要である。この冷却は、一般的に３秒未満続き、液体水素を水素供給管１１２を経て燃焼室の中に流入させることによって実施され得る。このステップ中、したがってＨＣＶ１２５は開いている。対照的に、酸素が第１の加圧回路１１３の中に流入することが全くないように、ＯＣＶ１２４は閉じている。掃除弁１３４は、開いている。供給管１３１の中に流れるヘリウムは、狭窄部１３２によってその流速を調整され、ＯＣＶ１２４から下流で供給管１１１に加わり、燃焼室１０９へ送られる。したがって、このヘリウムは、燃焼室１０９を冷却するために使用される水素が酸素供給管１１１の中に流入することを防止する。これによって、燃焼をもたらす可能性があり、推進アセンブリ１０１の特定の部分を損傷させる可能性がある、燃焼室から上流で水素と酸素の混合物を含むことを回避する。冷却中に、弁１１７ａおよび１３５ａが閉鎖されて、出口管１１３ｂ内の圧力が第１のタンク１０２内の圧力よりも小さい場合、第１のタンク１０２が圧力を損失することを防止し、そうでない場合は、タンク１０２内の過剰圧力を防止する。

図２は、上記の従来技術よりも質量が小さく、複雑性が少ない本発明の実施形態の推進アセンブリ１を示す。それとは反対のことが言及されない限り、推進アセンブリ１は、推進アセンブリ１０１と同一である。その結果、説明は、推進アセンブリ１０１とは異なる推進アセンブリ１のそれらの特徴だけに関連する。さらに、同一または同様である要素は、両方の推進アセンブリに対して、百の位を無視して、同じ参照符号が与えられている。

推進アセンブリ１は、タップオフ型エンジンに基づいて作製され、第１のタンク２を加圧するように、酸化剤推進剤供給管１１を第１のタンク２に結合する第１の加圧回路１３を備える。第１の加圧回路１３および酸化剤推進剤供給管１１は、酸素室弁２４から下流で一体に結合されている。第１の加圧回路１３は、第１のターボポンプ７のタービン７ａから下流で高温ガスから生じる熱によって、供給管１１から取り入れられる酸素を加熱および気化するように第１の熱交換器１５を含む。この第１の熱交換器１５は、加熱器を形成する。このようにして気化された酸素は、第１のタンク２を加圧するためである。第１の加圧回路１３は、第１の熱交換器１５から上流に配置された入口管１３ａ、および第１の熱交換器１５から下流に配置された出口管１３ｂを含む。従来技術の推進アセンブリとは異なり、入口管１３ａは、流出防止システムのように、第１の熱交換器１５の入口で閾値弁を含まない。使用される流出防止システムが、以下に説明される。

第２のタンク４は、燃焼室９を冷却すると同時に掃除するヘリウムを提供するように、ＯＣＶ２４から下流で最初に酸素供給管１１に結合され、供給管３１によって第１の熱交換器１５から上流で入口管１３ａにも結合される。供給管３１は、狭窄部３２、逆止弁３３および掃除弁３４を含む。

この実施形態では、流出防止システムが、隔離弁（ＯＣＶ）２４および供給管３１を備える。狭窄部３２は、ヘリウムを特定の速度で搬送するように設定され、狭窄部３２から上流でヘリウムの供給圧力は、ヘリウムの較正圧力が酸素の臨界圧力よりも大きくなるように選択される。推進アセンブリの始動過渡状態の間、流出防止システムが作動する方法が、以下に説明される。

燃焼室は、上記に説明される従来技術の装置と実質的に同様の様式で冷却される。ＨＣＶ２５は、冷却の目的のために開いており、掃除弁３４はヘリウムで掃除するために開いており、ＯＣＶ２４は閉鎖されている。従来技術とは異なり、供給管３１の中のヘリウムの圧力がＯＣＶ２４から下流で酸素の圧力よりも大きい限り、ヘリウムは第１の熱交換器１５を通って流れることができる。しかしながら、弁１７ａは閉鎖されている。

燃焼室９が冷却されてしまった後、推進アセンブリの始動過渡状態が開始することができる。ＯＣＶ２４、ＯＧＶ２６、およびＨＧＶ２７は開放される。ターボポンプ７および８が、ガス発生器６の中の酸素および水素の燃焼から生じる燃焼ガスによって次第に作動状態にされ、酸素が燃焼室９の中に入り込むことができる。掃除弁３４は、依然として開いた状態である。

ＯＣＶ２４から下流で供給管１１内の酸素の圧力がヘリウム較正圧力よりも小さい限り、酸素は入口管１３ａに入り込むことができない。ヘリウム較正圧力が、酸素の臨界圧力よりも大きいように選択されるので、これによって、酸素が第１の加圧回路１３の中に酸素の臨界圧力よりも小さい圧力で存在することを回避する。

ターボポンプ７の作動によって、供給管１１内の酸素圧力が増加する。酸素圧力が、ヘリウム較正圧力を超える場合、酸素は入口管１３ａの中に入り込むことができる。その時弁１７ａは、開放される。弁１７ａの開放は、ＯＣＶ２４から下流で酸素の圧力に基づいてサーボ制御によって制御されることができ、または、有利なことに、ＯＣＶ２４の即座に開放することが、エンジンの発達試験中に決定され得る。さらに、逆止弁３３によって、酸素は供給管３１の中に入り込むことができない。これによって、酸素が第２のタンク４の中に存在することを防止する。酸素圧力がヘリウム較正圧力よりも大きく、すなわち酸素の臨界圧力よりも大きいので、入口管１３ａの中に入る酸素は超臨界状態である。次いで酸素は第１の熱交換器１５の中に入り、酸素はその中で単一相に留まる。第１の熱交換器からの出口で、出口管１３ｂの中で、次いで酸素は弁１７ａを通過することができ、ガス状態に変化することができ、第１のタンク２を加圧するように第１のタンク２に加わることができる。

酸素の圧力が安定した速度の公称圧力に達するまで、第１のターボポンプ７の作動が、酸素供給管１１内の酸素の圧力を継続して増加させる。一般的に約１４０バールのこの公称圧力は、酸素の臨界圧力よりもはるかに大きい。このため、ヘリウムを浪費することを回避するために、酸素圧力がヘリウム較正圧力を超えた瞬間に、掃除弁３４は閉鎖される。供給管１１内の酸素の圧力が依然として酸素の臨界圧力よりも大きい状態であるので、動的圧力制御（言い換えれば、流出防止システム）が非活性化され得る。

説明される実施形態では、第１のタンク２を加圧するために酸素が通って流れる加熱器は、燃焼ガスをガス発生器６から運搬するための管と協働する熱交換器１５である。しかしながら、熱交換器１５は、燃焼室９（タップオフ型エンジン）から取られる燃焼ガスを運搬するための管ともやはり協働することができる。

図３は、拡張型エンジンに基づいて作製された、本発明の別の実施形態の推進システム２０１を示す。流出防止システムの作動は、図２の実施形態の中と実質的に同様であるので、再び説明されない。推進システム２０１はガス発生器を含まず、それに付随する管および弁も含まない。ターボポンプ７および８を駆動するように、取出し管２３６が、熱交換器２８から下流で気化した水素を取り出し、タービン７ａおよび８ａを通って水素を流し、それによってポンプ７ｂおよび８ｂを駆動する。実施例として、管２３６は、気化した水素を水素タービン８ａを通って、次いで酸素タービン７ａを通って流すが、逆の順番でタービンが通過されることが可能であり、最良の順番は、経験に基づいて当業者によって決定される。次いで熱交換管２３７が、酸素タービン７ａからの出口を第１の熱交換器１５に結合する。したがって、第１の熱交換器１５の中で、熱交換管２３７を経て入る気化された水素と入口管１３ａを経て入る超臨界酸素との間で熱が交換される。第１の熱交換器１５からの出口で、水素が、燃料として機能するように燃焼室９へ送られることができ、または水素を加圧するように、第２の加圧管２２９を経て第３のタンク５へ送られることができる。

加熱器は、同様に、２つの流体の間で作動する熱交換器であることができ、しかし例えば、電気加熱器である可能性がある。

本発明は特定の実施形態を参照して説明されるが、特許請求の範囲によって定義される本発明の全体的な範囲を超えずに、様々な修正形態および変形形態が、これらの実施形態に対して作製されることが可能である。従って、説明および図面は、限定的であるというのではなく、むしろ例示的であるという意味で考慮されるべきである。

Claims (8)

1. ロケット用推進アセンブリ（１、２０１）であって、推進剤を含むように構成されるタンク（２）と、燃焼室（９）を含むエンジンと、タンク（２）と燃焼室（９）との間に延在し、その中に配置される隔離弁（２４）を含む推進剤供給管（１１）と、供給管（１１）に結合される入口およびタンク（２）に結合される出口を含む加熱器（１５）とを備え、加熱器（１５）の入口が、第１に隔離弁（２４）から下流の供給管（１１）に結合され、第２に中性流体供給管（３１）に結合される入口管（１３ａ）を備えることを特徴とする、推進アセンブリ（１、２０１）。
2. 中性流体供給管（３１）中の中性流体を推進剤の臨界圧力以上である圧力に保つように構成されている手段（４、３２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の推進アセンブリ（１、２０１）。
3. 中性流体供給管（３１）が、加熱器（１５）の方へ向かう方向にだけ供給管（３１）の中に流体が流れることを可能にする逆止弁（３３）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の推進アセンブリ（１、２０１）。
4. 中性流体を用いて、燃焼室（９）の噴射ヘッドを掃除するための手段を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の推進アセンブリ（１、２０１）。
5. 中性流体が、ヘリウムであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の推進アセンブリ（１、２０１）。
6. 推進剤が、酸素であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の推進アセンブリ（１、２０１）。
7. 加熱器（１５）が、別の推進剤を運搬する管（２３７）と協働する熱交換器であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の推進アセンブリ（２０１）。
8. 加熱器（１５）が、燃焼ガスを運搬する管と協働する熱交換器であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の推進アセンブリ（１）。

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