DE1224097B

DE1224097B - Raketen-Treibsatzkoerper

Info

Publication number: DE1224097B
Application number: DEN25457A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Wilhelm Oversohl; Dr Karlheinz Legrand
Original assignee: Nitrochemie Aschau GmbH
Current assignee: Nitrochemie Aschau GmbH
Priority date: 1964-09-02
Filing date: 1964-09-02
Publication date: 1966-09-01
Also published as: NL6506300A; GB1126068A; BE668813A; ES314075A1; SE318747B; FR1445331A; CH433869A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES «IS PATENTAMT Int. α.:

F02k

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 46 g-1/01

Nummer: 1224097

Aktenzeichen: N 254571 a/46 g

Anmeldetag: 2. September 1964

Auslegetag: 1. September 1966

Bekanntlich treten bei Feststofftreibsätzen vom Typ der Röhrenbrenner Verbrennungsinstabilitäten auf, die nicht auf plötzliche Veränderung der Abbrandoberfläche oder Inhomogenität der Treibsatzmasse zurückzuführen sind. Diese Erscheinung, die in der Literatur als instabiler auch als Resonanzabbrand bezeichnet wird, macht sich durch abrupte unregelmäßige Veränderungen des Brennkammerdruckes bemerkbar.

Zur Unterdrückung dieser unerwünschten Erscheinung, die insbesondere bei Treibsätzen höheren Energiegehaltes sowie Treibsätzen aus POL-Massen auftritt, wurde bereits vorgeschlagen, Prallbleche in der Achse der Bohrung des Treibsatzes anzubringen oder Radialbohrungen im Treibsatz oder Beruhigungsstäbe in die Kammer einzufügen. Bei Hochleistungstriebwerken ist die Verwendung dieser Mittel unerwünscht, und es ist wichtig, die Instabilitäten auf anderem als mechanischem Wege zu verhindern.

Die Abbrandstabilisierung, die gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, ist wesentlich besser als bei den bisher verwendeten Mitteln. Sie besteht darin, daß der Raketen-Treibsatzkörper von seiner freien Brennfläche aus mit von einer Füllmasse wieder ausgefüllten Spalten versehen ist, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als nur bis zu einer gewissen, den Treibsatzkörper nicht zerteilenden Tiefe von der freien Brennfläche aus sich erstreckende schmale Rillen oder Schlitze in dem in an sich bekannter Weise einstückigen Treibsatzkörper ausgebildet sind.

Diese Lösung hat ferner den Vorteil, daß sie technisch in einfacher Weise realisiert werden kann, da derartige Rillen beispielsweise gleichzeitig mit der Strangverpressung herstellbar sind.

Die geeignete Ausführüngsform der Erfindung ergibt sich aus der Art der Zusammensetzung, dem Energiegehalt, der Form des Treibsatzes und ist in einem weiten Bereich variierbar.

Die Art, Anzahl und Anordnung der spaltförmigen Rillen gemäß der Erfindung läßt sich experimentell leicht ermitteln. So ist es dem Fachmann ohne weiteres einleuchtend, daß beispielsweise höherkalorige Treibsatzmassen eine größere Anzahl, gegebenenfalls auch tiefere Rillen erfordern, um eine ausreichende Stabilisierung zu bewirken als solche mit niedrigerem Kaloriengehalt.

Die Rillen können in weitgehend beliebiger Verteilung auf der Oberfläche angebracht werden, beispielsweise parallel oder senkrecht zur Längsachse, je nach der Art des Brennertyps auf der inneren oder äußeren Oberfläche, wie dies in den Fig. 11, 12 Raketen-Treibsatzkörper

Anmelder:

Nitrochemie G. m. b. H.,
Aschau (Kr. Mühldorf, Obb.)

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Dr. Wilhelm Oversohl,

Waldkraiburg;

Dr. Karlheinz Legrand, Daxenthai, Post Marktl

und 13 für einen Sternbrenner, einen Röhrenbrenner und einen Stirnbrenner beispielsweise dargestellt ist.

Im Falle der Stabilisierung von Treibsatzkörpern

aus POL-Massen ergibt sich eine besonders einfache Ausführungsform in der Weise, daß bei der Strangverpressung ein mehrteiliger Dorn Verwendung findet, der gleichzeitig mit der Auspressung Rillen in der gewünschten Anzahl und Tiefe einprägt.
Die spaltförmigen Rillen können auf der gesamten Brennoberfläche oder nur einem Teil derselben, je nach den speziellen Erfordernissen, angebracht werden. Zum Füllen der Spalte bzw. Rillen können die verschiedensten dem Fachmann an sich bekannten Füllmassen verwendet werden, die jeweils nach Art und Zusammensetzung des verwendeten Treibsatzmaterials ausgewählt werden.

Beispielsweise kommen in Frage an sich bekannte Isoliermassen, bestehend aus einem Silicon-, Polyurethan-, Polyester- oder anderem Kunstharz.

Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die Rillen mit Pulvermassen, die jedoch eine abweichende,

d. h. niedrigere oder höhere Brenngeschwindigkeit haben sollten, auszufüllen.

Durch eine elastische Zwischenisolierung der RiI-len beispielsweise, bestehend aus Siliconharz oder Perbunan, kann gleichzeitig eine günstigere Aufnahme von durch Temperaturgradienten verursachten Zwangskräften erreicht werden und ein eventuelles Zerreißen des Treibsatzkörpers bei tiefen Temperatüren vermieden werden. Die folgenden Diagramme zeigen die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Abbrandstabilisierung.

609 658/131

Claims

3 4

Aus einer in üblicher Weise hergestellten Treib- mit spaltförmigen Rillen, die im übrigen fabrikatorisch satzmasse der folgenden Zusammensetzung: in einfachster Weise herstellbar sind, beste Resultate,

Gewichtsprozent wobei ferner die mechanische Stabilität des Körpers

Nitrocellulose (12,6«/» N) 49,77 nicht beeinflußt wird.

Nitroglycerin 34,52 ⁵

Diäthylphthalat 10,65 Patentansprüche:

Nitrodiphenylamin 1,95 _Λ _ , _ .,

Candelilla Wachs 0,2 ^L Raketen-Treibsatzkörper, der von semer

Blei-2-salicylat 150 freien Brennfläche aus mit von einer Füllmasse

Blei-2-äthylhexoat 1*39 ¹⁰ wieder ausgefüllten Spalten versehen ist, da-

' durch gekennzeichnet, daß die Spalten

wurden Treibsatzkörper mit den folgenden Merk- als nur bis zu einer gewissen, den Treibsatzkörper malen hergestellt: nicht zerteilenden Tiefe von der freien Brenn- Ug_nOQ 331 rnm fläche aus sich erstreckende schmale Rillen oder Äußerer Durchmesser''.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 70 mm ¹S Schlitze in dem in an sich bekannter Weise eininnerer Durchmesser 20 mm stückigen Treibsatzkörper ausgebüdet sind.

Engster Düsendurchmesser 21,6 mm ²· Treibsatzkörper gemäß Anspruch 1, dadurch

Gewicht 1852 g gekennzeichnet, daß die Rillen oder Schlitze

Klemmung 255 2 parallel zur Längsachse des Treibsatzkörpers an-

2o geordnet sind.

Die Körper waren an der Stirnfläche isoliert und 3. Treibsatzkörper gemäß Anspruch 1, dadurch

härten drei spaltförmige Schütze. Der Abbrand wurde gekennzeichnet, daß durch die Rillen bzw. Schlitze

bei einem mittleren Kammerdruck von 47,9 Kp/cm² nur ein Teil der wirksamen Brennoberfläche

in einer Normalbrennkammer ermittelt. Die Fig. la durchsetzt ist.

zeigt das Abbranddiagramm des Körpers mit dem 25 4. Treibsatzkörper gemäß den Ansprüchen 1

Profil gemäß Fig. Ib, die Fig. 2a dasjenige des bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse

erfindungsgemäß hergestellten Körpers gemäß F ig. 2 b. für die Rillen bzw. Schlitze aus einer an sich be-

Die weiteren Diagramme zeigen die Druckkurven, kannten Isoliermasse besteht,
und zwar Fig. 3 einen ganz unbehandelten Treib- 5. Treibsatzkörper gemäß den Ansprüchen 1 satz, die F i g. 4 bis 7 nach bisher bekannten Metho- 30 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse den, wie Einsetzen von Nagern, Schwingungsstab aus aus einem Polyesterharz besteht.
Eisen u. dgl., mechanisch stabilisierte Treibsätze, die 6. Treibsatzkörper gemäß den Ansprüchen 1 F i g. 8 bis 10 Treibsätze, die nach dem erfindungs- bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse gemäßen Verfahren dreimal der Länge nach ge- aus einer Pulvermasse höherer oder niedrigerer schnitten und wieder verklebt wurden. Es ist sehr ₃₅ Brenngeschwindigkeit besteht,
deutlich der wesentliche Stabilisierungsefiekt zu er- 7. Verfahren zur Herstellung der Treibsatzkennen. Der Abbrand der erfindungsgemäß stabili- körper gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch sierten Körper entspricht praktisch dem theoretischen gekennzeichnet, daß die Anbringung der Rillen Abbrand. " bzw. Schlitze an dem fertigen Treibsatzkörper

Es ist zwar weiterhin bekannt, die Schwierigkeiten 40 erfolgt.

bei der Herstellung von großformatigen Treibsatz- 8. Treibsatzkörper gemäß den Ansprüchen 1 körpern vom Typ der Röhrenbrenner dadurch zu bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung beseitigen, daß mehrere Segmente gefertigt und diese der Rillen bzw. Schlitze während der Strangvermit geeigneten Mitteln verklebt und zu dem Gesamt- pressung vorgenommen wird,
körper vereinigt werden, jedoch ist es hierbei 45 9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch geschwierig, die erforderliche Maßgenauigkeit einzu- kennzeichnet, daß bei der Herstellung von Innenhalten sowie einen in technologischer Hinsicht ein- brennern während des Strangverpressens die wandfreien, spannungsfreien Körper herzustellen. Rillen durch einen mehrteiligen Dorn auf der Eine solche Zusammensetzung aus Einzelsegmenten inneren Brennfläche erzeugt werden.

ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht er- 50

forderlich, um die verbesserten Abbrandverhältnisse In Betracht gezogene Druckschriften:

zu erzielen, sondern — wie aus den Beispielen her- USA.-Patentschriften Nr. 3 064 423, 3 054 353,
vorgeht — bringt gerade eine Ausstattung der Körper 3 050435.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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