JP6323877B2 - ロケットのための推進集成体 - Google Patents
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Description
・「通常」モード、すなわちエンジンが、これが装着されているロケットに公称最大推力を付与するモードで動作するのに適しており、
・「低推力」モード、すなわちエンジンが、公称最大推力よりもかなり小さな低推力をロケットに付与するモードで動作するのにも適しており、その一方で、
・推進集成体の推進剤供給回路に振動現象が出現することも回避する、という要件を満たす、推進集成体を提供することである。
ポンプ26Aは管34を介して液体水素を熱交換器36(一次熱交換器)へ送達する。熱交換器36は、ノズル16及び燃焼室12の壁内に配置されている。
ポンプ26Bは液体酸素を「主」管54内へ送達する。主管には、ストップ弁56が配置されている。酸素は管54を介してエンジン10へ取り入れられる。この場所で酸素は燃焼室12内へ注入される。
流体分布回路32はまた気化酸素回路を有している。気化酸素回路は、液体酸素を取り入れてヒータ46に送達する回路である。ヒータにおいて、選択された動作モードに応じて燃焼室12へ又は酸素タンク30Bへ取り入れられる前に液体酸素を気化させる。
図1は通常の高推力モードで動作するエンジンの動作を示しており、そして図2は「低推力」モードで動作するエンジンを示している。
ポンプ26Aは管34を介して熱交換器136へ液体水素を送達する。熱交換器136を去る気化水素流が管38を介してタービン28Aへ導かれる(集成体5)のでなく、エンジン10の燃焼室12内に直接に注入されることを除けば、熱交換器136は熱交換器36と同一である。
集成体105はまた排ガス回路を有している。この回路は1つ又は2つ以上の上流側の引き取りオリフィス101を含んでいる。引き取りオリフィスは、排ガスの一部が燃焼室12から取り出されるのを可能にする(排ガスはノズル16からも同様に良好に取り出すことができる)。引き取られたガスは、弁170を含む管138を介してタービン28Aに渡される。このタービンの出口で、管140は排ガスをタービン28Bへ運ぶ。排ガス回路はこのように、タービン28A及び28B、ひいてはポンプ20A及び20Bを駆動するように役立つ。タービン28Bの出口では、排ガスは管115によって外部排ガス・オリフィス116へ運ばれる。
ヒータ46(酸素/水素)の代わりにヒータ146(酸素/排ガス)が設けられていることを除けば、これらの回路は推進集成体5のものとほぼ同一である。
Claims (11)
- 液体酸素のためのタンク(30B)と、燃焼室(12,112)を有するエンジン(10,110)と、液体酸素を気化させるのに適したヒータ熱交換器(46,146)とを含むロケットのための推進集成体(5,105)において、
前記推進集成体は、気化酸素回路(60)を含み、該気化酸素回路(60)は、第1動作モードでは該ヒータによって気化された酸素を専ら該燃焼室へ導くのに適しており、第2動作モードでは該ヒータによって気化された酸素を専ら該タンクへ導くのに適していることを特徴とする、推進集成体。 - 前記エンジンに酸素を供給するための主管(54)を有し、該主管は、該エンジンに液体酸素を供給するのを可能にするために前記タンク(30B)を前記燃焼室に接続するのに適しており、前記気化酸素回路は弁手段(56,64)を含んでおり、該弁手段は、該燃焼室(12,112)が、前記主管に液体酸素を供給するのを可能にするために該主管に選択的に接続されるか、又は該気化酸素回路に気化酸素を供給するのを可能にするために該気化酸素回路に選択的に接続されるのを可能にする、請求項1に記載の推進集成体。
- 前記エンジンに酸素を供給するための主管(54)を有し、該主管は、該エンジンに液体酸素を供給するのを可能にするために前記タンク(30B)を前記燃焼室に接続するのに適しており、前記気化酸素回路が、該主管に配置された上流側及び下流側のタッピング点(T1,T2)の間の並列接続部として配置された回路部分(58,61,63)を含んでいる、請求項1又は2に記載の推進集成体。
- 前記エンジンが液体酸素弁(56)を含み、該液体酸素弁が、前記下流側及び上流側のタッピング点の間の前記主管内に配置されており、主管が開閉されるのを可能にする、請求項3に記載の推進集成体。
- 前記気化酸素回路が3ポート弁(64)を含み、該3ポート弁は、前記ヒータ(46)から来た気化酸素流を前記燃焼室(12)又は前記タンク(30B)へ導くのに適している、請求項1〜4のいずれか1項に記載の推進集成体。
- 前記ヒータ(146)が、酸素とエンジンからの排ガスとの間で熱を交換するための熱交換器である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の推進集成体。
- 前記ヒータ(146)が、前記燃焼室から、前記エンジンの放出ノズルから所定の距離を置いて配置されている、請求項6に記載の推進集成体。
- 少なくとも1つのタービンを駆動するために該少なくとも1つのタービン内へ排ガスを注入するのに適した排ガス回路(138,140)を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の推進集成体。
- 一次熱交換器(36)を有する熱伝導流体流回路(38,40,42)を含み、該一次熱交換器は、前記エンジンから来る排ガスからの熱エネルギーが熱伝導流体及び前記ヒータ(46)へ送達されるのを可能にし、該ヒータは該熱伝導流体からの熱エネルギーが酸素へ送達されるのを可能にする二次熱交換器を形成する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の推進集成体。
- 前記一次熱交換器(46)は、熱伝導流体を気化させるのに適しており、熱伝導流体流回路(38,40)は、気化された熱伝導流体が、少なくとも1つのタービンを駆動するために該少なくとも1つのタービン内へ注入されるのを可能にする、請求項9に記載の推進集成体。
- 前記熱伝導流体が前記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、請求項9又は10に記載の推進集成体。
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