DE1019865B - Kuehleinrichtung fuer Raketenmotoren - Google Patents

Kuehleinrichtung fuer Raketenmotoren

Info

Publication number
DE1019865B
DE1019865B DEB36522D DEB0036522D DE1019865B DE 1019865 B DE1019865 B DE 1019865B DE B36522 D DEB36522 D DE B36522D DE B0036522 D DEB0036522 D DE B0036522D DE 1019865 B DE1019865 B DE 1019865B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling device
cooling
molded body
sealing edges
channels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB36522D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Helmut Von Zborowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DEB36522D priority Critical patent/DE1019865B/de
Publication of DE1019865B publication Critical patent/DE1019865B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/60Constructional parts; Details not otherwise provided for
    • F02K9/62Combustion or thrust chambers
    • F02K9/64Combustion or thrust chambers having cooling arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Kühleinrichtung für Raketenmotoren Die Kühlung von Raketenmotoren geschieht heute nach zwei Verfahren. Nach dem einen Verfahren wird das Kühlmittel durch einen Kühlmantel, der Verbrennungsraum und Entspannungsdüse umgibt, hindurchgeleitet, wobei aber der Nachteil vorhanden ist, daß die örtlichen Kühlmittelgeschwindigkeiten nicht erzwungen werden können, sondern daß sich je nach den örtlichen Widerständen (z. B. Dampfblasenbildung) verschiedene Kühlmittelgeschwindigkeiten ausbilden, so daß die zu kühlende Oberfläche an einer Stelle überkühlt, an der anderen aber zu heiß wird, da ja nur diemittlere Geschwindigkeit über die Gesamtoberfläche erzwungen werden kann. Das andere Verfahren sucht diesen \Tachteil dadurch zu beheben, daß das Kühlmittel in einem engen Kanal mit der gewünschten Geschwindigkeit an der zu kühlenden Oberfläche entlang geführt wird, wobei dieser Kanal, um mit der ganzen Oberfläche in Berührung zu kommen, z. B. schraubenförmig um dieselbe herumgeführt wird, wodurch zwangläufig an jeder Stelle der Oberfläche bei geeigneter Wahl des Kanalquerschnittes die gewünschte Kühlmittelgeschwindigkeit erreicht wird. Statt eines Kanals können auch mehrere parallel geschaltete verwendet werden.
  • Gegenüber dem ersten Verfahren, dessen Kühlleistung und dessen Betriebssicherheit bei hochwertigen Raketenmotoren gänzlich ungenügend ist, bringt das zweite Kühlverfahren erhebliche Fertigungs- und Prüfschwierigkeiten, insbesondere bei sehr hochbelasteten Motoren, wo die Kanalquerschnitte infolge der hohen erforderlichen Kühlmittelgeschwindigkeiten sehr eng werden (Größenordnung 0,4 bis 2 mm) und daher geringe Ungenauigkeiten in der Herstellung schon starke Abweichungen von den gewünschten Werten hervorrufen. Da dieses zweite Verfahren aber allein den einwandfreien Betrieb hochbelasteter Motoren verbürgte, müssen heute diese Schwierigkeiten in Kauf genommen werden.
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung eines Raketenmotors, die diese Nachteile vermeidet. Sie erreicht dies dadurch, daß die Kühlkanäle durch Formkörper gebildet werden.
  • Bei einer Sonderform der Erfindung bestehen Reaktionsraum und Düse aus einem tragenden Außenkörper, der die Außenbegrenzung der Kühlkanäle darstellt, und dem oder den Formkörpern, deren Innenwände dem Feuergas ausgesetzt sind, während ihre Außenwände vom Kühlmittel bespült werden. Diese Formkörper tragen -insbesondere parallel zur Längsachse - Rippen, die die seitlichen Kühlkanalbegrenzungen darstellen und mit ihrer freien Kante an dem Außenkörper anliegen und damit die Abstützung des Formkörpers übernehmen. Die Anzahl der Rippen ist durch die Zahl der gewünschten Kanäle bestimmt. Diese Formkörper lassen sich leicht durch Drehen oder Fräsen herstellen und können mit dem Außenkörper kraftschlüssig durch Gewinderinge, Bolzen oder aber auch durch Einschrumpfen verbunden werden.
  • Um die einzelnen Kanäle gegeneinander abzudichten, werden die Trennwände der Kanäle zweckmäßig mit einer oder mehreren keilartigen Dichtkanten bzw. Schneiden versehen, die im Gegenmaterial eindringen und so die Dichtung herstellen. Wenn beispielsweise der die Dichtungskanten tragende Kühleinsatz nicht aus härterem, sondern aus dem gleichen Material besteht wie der Außenkörper des Motors, z. B. aus Leichtmetall, so können in dem Gegenkörper in Nuten entsprechend weichere Metalle, beispielsweise durch Gießen, Spritzen oder Löten, eingebracht werden oder aber z. B. Weichkupfer oder Aluminium eingelegt werden, das aber, um eine Kriechströmung zwischen den Kanälen zu verhindern, verlötet sein müßte oder selbst wieder durch beispielsweise Liniendichtungen wirklich dicht in den Körper eingepreßt sein müßte.
  • Als weitere Vorteile dieser grundsätzlichen Gestaltung von Kühleinsätzen ergeben sich noch der leichte Austauschbau beispielsweise für die Untersuchung gelaufener Motoren, ferner die während des Betriebes praktisch vollkommene Arbeitsmöglichkeit der Formkörper infolge der verschieden starken Wärrnelängungen, während bei der Anfahrzeit des Motors -also bevor er betriebswarm ist - die Dichtkanten mit dem Gegenmaterial eine Art Labyrinthdichtung bilden, die für die Sicherheit des Betriebes voll ausreicht, zumal die Luft bei sich erwärmendem Formkörper sofort verschwindet. Aus den Zeichnungen ist die leichte Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Formkörper bei zylindrischen, konischen und einseitig gekrümmten Bauformen zu ersehen. Um die erfindungsgemäßen Formkörper auch für doppelt gekrümmte Bauformen, beispielsweise für Entspannungsdüsen, verwenden zu können, sind mehrfach - z. B. vierfach - unterteilte Füllstücke vorgesehen, die durch Schrauben oder Schrumpfringe oder andere an sich bekannte Mittel mit dein Formkörper zu einer Montageeinheit verspannt werden können und so einen Bauteil des Motors bilden. Da die Formkörper sich von selbst immer genau zentrieren, brauchen keine diesbezüglichen Einrichtungen vorgesehen zu werden.
  • In Fig. 1 ist in einem Teilschnitt finit 1 die äußere. tragende Wand eines Raketenmotors bezeichnet, in der ein mit Ansätzen 3 versehener Formkörper 2 über zwei nebeneinanderliegende Dichtkanten 4 so befestigt ist, daß Kühlstoffkanäle 12 gebildet werden. Die Befestigung des Rotationskörpers 2 erfolgt zweckmäßig durch Einschrumpfen.
  • In Fig. 4 ist ein zylinderförmiger Brennkammerteil 1 gezeichnet, in dem ebenfalls ein zylinderförmiger Formkörper befestigt ist. Fig.5 zeigt den dazugehörigen Schnitt mit zwei nebeneinanderliegenden keilförmigen Dichtkanten 4 entsprechend der Vergrößerung in Fig. 1. Bestehen die Dichtkanten und die Wandung 1 aus dem gleichen Material, so kann, wie dies die Fig. 2 zeigt, in Ausnehmungen 5 der tragenden Wandung 1 beispielsweise durch Gießen oder Spritzen bzw. durch Schleuderguß leicht verformbares Material eingebracht werden, in das sich die Dichtkanten 4 der Ansätze 3, wie dies die Zeichnung zeigt, eindrücken. Anstatt die Nuten 5 durch Gießen oder Spritzen bzw. Schleuderguß auszufüllen, können diese auch durch eingelegte weichere Metallstreifen, beispielsweise Weichkupfer oder Aluminium, ausgefüllt werden, wobei auf eine genaueLiniendichtung geachtet werden muß. Zweckmäßig können auch zur Verhinderung eines Kriechstromes zwischen den Kanälen die eingelegten Metallstreifen 6, wie dies die Fig. 3 zeigt, in den Nuten 5 verlötet werden.
  • Fig.6 zeigt eine konische Ausbildung des Formkörpers und Fig. 7 den dazugehörigen Querschnitt. Es ist jedoch auch möglich, den Formkörper über entsprechende Gewinderinge od. dgl. in den tragenden Mantel 1 einzulassen, wobei zweckmäßig mit Differenzgewinde verseheneBefestigungsringe Verwendung finden können mit dem Vorteil, daß sich beim Lösen der Befestigungsringe gleichzeitig ein Abheben der Formkörper ergibt.
  • In Fig. 8 ist ein einseitig gekrümmter Formkörper im Längsschnitt dargestellt, insbesondere für die Austrittsdüse von Raketenmotoren, und zwar mit einer zylindrischen Außenbegrenzung des verwendeten Füllkörpers.
  • Um die Formkörper 2 auch für doppelt gekrümn@ce Bauformen, beispielsweise für Entspannungsdüsen gemäß Fig.9, verwenden zu können, werden die Brennkammer- und gegebenenfalls die Düsenwände mehrfach, vorzugsweise drei- bis vierfach, so unterteilt, daß durch Verschrauben oder durch Verschweißen die unterteilten Wandteile mit dein oder den Formkörpern eine einzige Einheit bilden. Fig. 9 zeigt im Schnitt einen Formkörper 2 mit dreifach unterteilten Füllkörpern 10, die eine. kegelige Außenbegrenzung besitzen.
  • Fig. 10 ist ein Schnitt durch Fig. 9 an der Stelle, an der die einzelnen Füllkörper 10, vor allein bei der Fertigung, über besondere Paßstücke 7 od. dgl. verbunden sind, und Fig. 11 ist ein Schnitt durch Fig. 9 in der Ebene, in der die einzelnen Füllkörper 10 über besondere Schrauben 8 fest miteinander verspannt sind. An Stelle von Schraubverbindungen ist es auch möglich, die einzelnen Körper 10 über Schrumpfringe od. dgl. zu verspannen.
  • Fig. 12 zeigt noch eine Aufsicht für eine abgedichtete Ausführung einer Bohrung durch den Formkörper 2 und Fig. 13 den dazugehörigen Schnitt.lit der gleichen Art der in Fig. 12 dargestellten Abdichtung einer Bohrung kann auch eine saubere Einführungsdichtung der einzelnen Kühlkanäle erzielt werden. Die Dichtringe 11, die hier die Bohrung 9 umschließen, hätten dann einen unendlichen Radius, und das Kühlmittel würde senkrecht oder annähernd senkrecht zur Kühlmittelführung eintreten. Eine der Abdichtungsmöglichkeiten ist in Fig. 14 grundsätzlich gezeigt, und zwar für den Fall, daß das Kühlmittel parallel oder annähernd parallel zu den Kühlmittelführungen eintritt.
  • Durch die Ausbildung der Kühlkanäle über die Ansätze 3 oder entsprechende Ausnehmungen lassen sich mit wirtschaftlich einfachen Mitteln Kühlkanalquerschnitte in beliebiger Anzahl und in jeder beliebigen Abmessung sauber herstellen. Dies ist insbesondere für Austrittsdüsen wichtig, da die Kühlkanalhöhe wegen der für die Kühlung erforderlichen hohen Kühlstoffgeschwindigkeit nur Teile von min betragen kann, so daß eine genaue Herstellung und eine leichte Kontrolle sehr ins Gewicht fällt. Für einen solchen Fall werden die Dichtkanten 4 zweckmäßig so aus dem Ansatz 3 herausgearbeitet, wie dies die Fig. 11 im Schnitt zeigt.
  • Die Kühlkanäle können dabei so ausgebildet werden, daß am Eintritt des Kühlmittels eine saubere Trennung der einzelnen Kühlmittelleitungen untereinander durchgeführt wird. Am Ende der Kühlkanäle kann auf eine solche Trennung verzichtet werden, wobei z. B. bei Kühlung mittels der an Bord mitgeführten Kraftstoffe mehrere der Kühlstofführungskanäle zusammengefaßt und einer gemeinsamen Einspritzdüse der Kraftstoffe zugeführt werden.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Für Raketenmotoren bestimmte Kühleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle durch einen Formkörper oder deren mehrere gebildet sind.
  2. 2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 für Motoren, bei denen die Brennkammer als Einsatz innerhalb eines tragenden Außenmantels liegt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Einsatz gleichzeitig als Formkörper zur Bildung der Kühlkanäle ausgebildet ist.
  3. 3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper unmittelbar in den Außenmantel eingesetzt ist.
  4. 4. Kühleinrichtung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper in den Außenmantel eingeschrumpft ist.
  5. 5. Kühleinrichtung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper zur Bildung der Kühlkanäle in seiner Außenfläche mit geraden oder gekrümmten Rippen oder Nuten versehen ist.
  6. 6. Kühleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt zweckmäßig keilförmig gestalteten Rippen gleichzeitig die Dichtkanten gegenüber dem Außengehäuse bilden. 7. Kühleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Dichtkanten eng nebeneinanderliegen. B. Kühleinrichtung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem Material des mit den Dichtkanten versehenen Formkörpers und des tragenden Mantels in Nuten oder Ausnehmungen des Mantels, und zwar dort, wo die Dichtkanten anliegen, Streifen aus leicht verformbarem Baustoff, z. B. Weichkupfer, zur Abdichtung eingesetzt sind. 9. Kühleinrichtung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrfach gekrümmten, insbesondere für Entspannungsdüsen dienenden Formkörpern der die Brennkammer tragende Bauteil mehrfach, vorzugsweise drei- oder vierfach, so unterteilt ist, daß die unterteilten Wandteile durch Verschrauben oder durch Verschweißen mit dem oder den Formkörpern eine Einheit bilden. 10. Kühleinrichtung nach einem der Voransprüche bei Motoren mit einem ungeteilten tragenden Motormantel und in diesem eingesetzten mehrfach gekrümmtenFormkörper, gekennzeichnet durch mehrere, vorzugsweise drei oder vier, mit dem Einsatz durch Verschrauben oder über besondere Schrumpfringe zu einer Einheit verspannten besonderen Füllstücken (Fig. 9 bis 11).
DEB36522D 1940-03-09 1940-03-09 Kuehleinrichtung fuer Raketenmotoren Pending DE1019865B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB36522D DE1019865B (de) 1940-03-09 1940-03-09 Kuehleinrichtung fuer Raketenmotoren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB36522D DE1019865B (de) 1940-03-09 1940-03-09 Kuehleinrichtung fuer Raketenmotoren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1019865B true DE1019865B (de) 1957-11-21

Family

ID=6964917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEB36522D Pending DE1019865B (de) 1940-03-09 1940-03-09 Kuehleinrichtung fuer Raketenmotoren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1019865B (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1135405B (de) * 1959-10-02 1962-08-30 Boelkow Entwicklungen Kg Verfahren zum Herstellen von fluessigkeitsgekuehlten Raketenbrennkammern
US3154914A (en) * 1959-12-12 1964-11-03 Bolkow Entwicklungen Kg Rocket engine construction
DE1197689B (de) * 1959-12-12 1965-07-29 Boelkow Gmbh Raketenbrennkammer
FR2588313A1 (fr) * 1985-10-07 1987-04-10 Messerschmitt Boelkow Blohm Dispositif de refroidissement des parois d'une chambre de combustion
EP0284410A1 (de) * 1987-03-26 1988-09-28 Director General Of Institute Of Space And Astronautical Science Raketenbrennkammer
FR2652615A1 (fr) * 1989-10-04 1991-04-05 Europ Propulsion Chambre de combustion de propulseur.
EP1795806A2 (de) * 2005-12-06 2007-06-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Heisskammer

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1135405B (de) * 1959-10-02 1962-08-30 Boelkow Entwicklungen Kg Verfahren zum Herstellen von fluessigkeitsgekuehlten Raketenbrennkammern
US3154914A (en) * 1959-12-12 1964-11-03 Bolkow Entwicklungen Kg Rocket engine construction
DE1197689B (de) * 1959-12-12 1965-07-29 Boelkow Gmbh Raketenbrennkammer
FR2588313A1 (fr) * 1985-10-07 1987-04-10 Messerschmitt Boelkow Blohm Dispositif de refroidissement des parois d'une chambre de combustion
EP0284410A1 (de) * 1987-03-26 1988-09-28 Director General Of Institute Of Space And Astronautical Science Raketenbrennkammer
FR2652615A1 (fr) * 1989-10-04 1991-04-05 Europ Propulsion Chambre de combustion de propulseur.
EP0421865A1 (de) * 1989-10-04 1991-04-10 Societe Europeenne De Propulsion (S.E.P.) S.A. Raketenbrennkammer
EP1795806A2 (de) * 2005-12-06 2007-06-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Heisskammer
EP1795806A3 (de) * 2005-12-06 2014-05-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Heisskammer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1932000B2 (de) Gekühlte Hohlschaufel für Strömungsmaschinen
DE2139504B2 (de) Heizgeraet fuer mobile einheiten
DE3603423C2 (de)
DE4403144A1 (de) Plattenwärmeaustauscher
DE1019865B (de) Kuehleinrichtung fuer Raketenmotoren
DE102014112223A1 (de) Kühleinrichtung
DE2348501A1 (de) Zuendeinrichtung fuer gasturbinentriebwerk
WO2020127379A1 (de) Elektromotor
EP0824287A1 (de) Elektrische Maschine mit einem flüssigkeitsgekühlten Innenläufer
DE1526395A1 (de) Rotationskolbenbrennkraftmaschine,insbesondere Kreiskolbenbrennkraftmaschine
DE2830506C2 (de) Einrichtung zur Zufuhr von Schmieröl in die Zylinderbuchse einer Brennkraftmaschine
DE2026461B2 (de) Gekapseltes Pumpenaggregat, bestehend aus Zentrifugalpumpe und Spaltrohr-Elektromotor
DE3136775A1 (de) "kuehleranordnung fuer eine verdichteranlage"
DE2355452A1 (de) Rotationskolben-verbrennungsmaschine
DE838090C (de) Luftgekühlte Brennkraftmaschine
DE524880C (de) Luftgekuehlte Lager, insbesondere fuer Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen
DE2724732C3 (de) Hochvakuumdichte Lageranordnung der Drehanode in einem Drehanoden-Röntgengenerator
DE2623493A1 (de) Elektromotor
DE593514C (de) Vorrichtung zum Kuehlen der Wicklungen von elektrischen Maschinen
DE581164C (de) Kreiselmaschine, insbesondere Kreiselgeblaese
DE2015922A1 (de) Vorrichtung zum Erwärmen und Befeuchten hydrophilen Bandmaterials mit mindestens einseitiger thermoplastischer Beschichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2834399C2 (de) Filtergehäuse mit Schmierelfilter und Kühler für Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen
DE102006022646C5 (de) Extruderzylindersegment
DE2057693C3 (de) Anordnung zur dichten Befestigung eines Motors in einer Öffnung eines Trägers, Insbesondere etnes Behälters oder Gefäßes
DE669305C (de) Elektrische Maschine mit in ihrem Gehaeuse durch Eingiessen von Klamern gehaltenem und gepresstem Staenderblechpaket