DE102007057275A1

DE102007057275A1 - Thermodynamically operating engine for use as propulsion device in modeling and in air travel, has injection device arranged within pipe for propellant and oxidant

Info

Publication number: DE102007057275A1
Application number: DE102007057275A
Authority: DE
Inventors: Jochen Moecker
Original assignee: Mocker Jochen
Current assignee: Mocker Jochen
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-06-10

Abstract

The thermodynamically operating engine has an injection device (4) arranged within a pipe for propellant and oxidant. The operating engine is provided in the form of one-sided open pipe or prismatic hollow body, particularly a detonation tube (1). Compression of the propellant-oxidant mixture is achieved at the filling of combustion chamber with fresh gas by retaining the flow at the closed side of a combustion chamber (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine thermodynamisch arbeitende Kraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in der Ausführung als intermittierend arbeitendes Strahltriebwerk.The The invention relates to a thermodynamically operating engine accordingly the preamble of claim 1 in the embodiment as intermittent working jet engine.

In der Vergangenheit sind verschiedene Versuche unternommen worden, Antriebe mit pulsierender Verbrennung oder Detonation (Pulsejets, Pulse Detonation Engines (PDE)) zu nutzen. Die Funktionsweise bekannter Antriebe wie der im zweiten Weltkrieg eingesetzten Fi-103 beruht auf dem periodischen Ansaugen von Luft als Oxidator, Vermischung mit Treibstoff, Verbrennen des Gemisches und Ausstoß der Abgase in Richtung des dauerhaft offenen Rohrendes. Am vorderen Ende in Flugrichtung sind dabei sogenannte Flatter- oder Jalousieventile angebracht, die durch die Druckdifferenzen zwischen Staudruck der Anströmung vor dem Ventil und dem wechselnden Druck in der Brennkammer beim Verbrennungs- und Ausstoßvorgang öffnen und schließen. Neuere Konstruktionen ersetzen diese Ventile durch gelochte oder geschlitzte rotierende Scheiben, welche bei Überdeckung der Öffnungen die Luft einlassen und sonst die Brennkammer gegen die anströmende Luft verschließen. Dabei lässt sich der Massendurchsatz schlecht regeln. Beide Varianten weisen auch einen relativ schnellen Verschleiß der Ventilteile auf. Ebenfalls sind Probleme bei der Abdichtung des Brennraumes bekannt.In In the past, various attempts have been made Drives with pulsating combustion or detonation (Pulsejets, Pulse Detonation Engines (PDE)). The operation of known Drives such as the Fi-103 used in the Second World War is based on the periodic intake of air as oxidizer, mixing with fuel, burning the mixture and expelling the Exhaust gases in the direction of the permanently open pipe end. At the front End in the direction of flight are so-called flutter or blind valves attached by the pressure differences between dynamic pressure of the Flow in front of the valve and the changing pressure in open the combustion chamber during the combustion and ejection process and close. Newer designs replace these valves by perforated or slotted rotating discs, which overlap when the openings take in the air and otherwise the combustion chamber close against the incoming air. there the mass flow rate can be regulated badly. Both types also have a relatively rapid wear of the valve parts on. There are also problems with the sealing of the combustion chamber known.

Nachteilig bei dieser Konstruktionsweise ist auch die fehlende Startmöglichkeit des Triebwerkes aus dem Stand heraus, weil der zum Öffnen der Ventile nötige Staudruck nicht vorhanden ist. Dazu muss entweder Pressluft eingeblasen werden, oder das Aggregat muss mittels Katapult oder Startraketen auf die nötige Geschwindigkeit beschleunigt werden. Auch kann das Treibstoff-Oxidator-Gemisch nicht mit hohem Druck in die Brennkammer eingebracht werden, was beim Zünden des Gemisches eher eine Verpuffung als eine Detonation auslöst.adversely with this construction method is also the missing starting possibility of the engine out of the stand because of opening the valves necessary back pressure is not present. To either compressed air must be injected, or the unit must using catapult or launch rockets to the necessary speed be accelerated. Also, the fuel-oxidizer mixture can not be introduced into the combustion chamber at high pressure, which is the case Igniting the mixture rather a deflagration than a detonation triggers.

Diese Technik besitzt außerdem nur für einen definierten Flugzustand ihre maximale Effizienz, abhängig von den jeweils herrschenden Druckverhältnissen.These Technique also has only for a defined Flight condition their maximum efficiency, depending on each prevailing pressure conditions.

Im amerikanischen Patent US 6 584 765 B1 wird eine PDE vorgestellt, die mit schräg im Detonationsrohr angeordneten Treibstoff-Oxidator-Zufuhrleitungen arbeitet, die das Gemisch in Richtung Brennkammer leiten. Derartige Schrägbohrungen in der Rohrwand sind schwierig zu fertigen und mindern die Festigkeit des ganzen Rohres. Ebenso ist der Winkel der Zufuhrleitungen damit auf Dauer festgelegt und erfordert bei Variierung eine komplette Neufertigung. Außerdem kann die Zufuhrleitung in der Rohrwand nicht verschlossen werden, so dass die Verbrennungsgase in die Leitungen eindringen können.In the American patent US Pat. No. 6,584,765 B1 a PDE is presented which operates with obliquely disposed in the detonation tube fuel-oxidizer supply lines, which direct the mixture in the direction of the combustion chamber. Such oblique holes in the pipe wall are difficult to manufacture and reduce the strength of the whole pipe. Likewise, the angle of the supply lines is thus permanently fixed and requires a complete re-production if varied. In addition, the supply line in the tube wall can not be closed, so that the combustion gases can penetrate into the lines.

Weiterhin weist die Zufuhr des Treibstoff-Oxidator-Gemisches aufgrund der Steuerung über geschlitzte Scheiben die bekannten Nachteile der schwierigen Dosierung auf.Farther indicates the supply of the fuel-oxidizer mixture due to Control over slotted discs the known disadvantages the difficult dosage.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine thermodynamisch arbeitende Kraftmaschine vorzuschlagen, welche durch periodisch stattfindende Einspritzung, Verdichtung, Verbrennung und Ausstoß eines Treibstoff-Oxidator-Gemisches bzw. der dabei entstehenden Verbrennungsprodukte in einem einseitig offenen Detonationsrohr eine Vortriebskraft erzeugt. Durch eine möglichst hohe Frequenz der stattfindenden Arbeitstakte wird eine quasi-kontinuierliche Vortriebskraft in axialer Richtung des Aggregates angestrebt. Ziel ist weiterhin, dass das Aggregat in jedem Flugzustand und auch aus der Ruhe heraus unabhängig vom Staudruck der Anströmung oder ähnlichen äußeren Einflüssen eine Vortriebskraft erzeugt.task The invention is a thermodynamically operating engine to propose which by periodic injection, compression, Combustion and emission of a fuel-oxidizer mixture or the resulting combustion products in a one-sided open detonation tube generates a propulsive force. By a the highest possible frequency of the work cycles taking place becomes a quasi-continuous propulsive force in the axial direction of the aggregate. The goal is still that the aggregate independent in any state of flight and also out of serenity from the dynamic pressure of the flow or similar external Influences generated by a propulsive force.

Weiterhin soll die Maschine mit einer möglichst großen Variation von Treibstoffen betrieben werden können, so dass vor allem auf die aufwendige Lagerung und Zufuhr von verflüssigten Gasen wie LOX und LHD verzichtet werden kann.Farther should the machine with the largest possible variation of fuels can be operated, so especially on the laborious storage and supply of liquefied Gases such as LOX and LHD can be dispensed with.

Außerdem soll die Maschinen einen einfach zu fertigen und robusten Aufbau aufweisen, um damit ein preisgünstiges und wartungsarmes Antriebsaggregat zu erhalten.Furthermore The machines are designed to be easy to manufacture and robust have to make it a low-cost and low-maintenance Drive unit to get.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem einseitig offenen Detonationsrohr (1) innenliegend eine Einspritzvorrichtung (4) mithilfe von mindestens einer an der Rohrwand befestigten Streben (5) angeordnet wird, wobei die Zufuhr von Treibstoff und Oxidator durch mindestens eine der Streben geführt wird und das Treibstoff-Oxidator-Gemisch mit hohem Druck in Richtung des geschlossenen Rohrendes (= Brennkammer (2)) eingebracht wird. Durch den in der Brennkammer (2) an der Stirnfläche erzielten Aufstau der Strömung des Gemisches wird eine Druckerhöhung erreicht, welche den Wirkungsgrad weiter steigert. Nach der Verbrennung oder Detonation des Gemisches strömt das sich ausdehnende Abgas entgegen der Zufuhrrichtung des Treibstoff-Oxidator-Gemisches in Richtung des offenen Rohrendes ab. Der Schub des Aggregates ergibt sich dabei aus der Summe der über den Massenausstoß erzielten Impulsänderung und der bei der Detonation wirkenden Kraft auf die Stirnfläche des Detonationsrohres. Nach Ausströmen des Abgases entsteht im Brennraum ein Unterdruck, wodurch vom hinteren Rohrende wieder ein wenig Luft eingesaugt wird und das nun für den nächsten Arbeitstakt eingespritzte Treibstoff-Oxidator-Gemisch noch weiter verdichtet.The object is achieved in that in a unilaterally open detonation tube ( 1 ) inboard an injection device ( 4 ) by means of at least one struts attached to the pipe wall ( 5 ), wherein the supply of fuel and oxidizer is passed through at least one of the struts and the fuel-oxidant mixture at high pressure in the direction of the closed pipe end (= combustion chamber ( 2 )) is introduced. By in the combustion chamber ( 2 ) obtained at the end face accumulation of the flow of the mixture, an increase in pressure is achieved, which further increases the efficiency. After combustion or detonation of the mixture, the expanding exhaust gas flows counter to the feed direction of the fuel-oxidizer mixture toward the open end of the pipe. The thrust of the aggregate results from the sum of the pulse change achieved via the mass ejection and the force acting on the detonation tube during the detonation. After discharge of the exhaust gas, a negative pressure is created in the combustion chamber, whereby a small amount of air is drawn in from the rear end of the pipe and the fuel-oxidizer mixture now injected for the next power stroke further compressed.

Die Einspritzvorrichtung (4) sollte dabei wie dargestellt eine aerodynamisch günstige Form aufweisen, um dem Abgas einen möglichst geringen Strömungswiderstand zu bieten. Ebenso dichtet die Einspritzvorrichtung die Zufuhrleitungen gegen eindringende Abgase ab. Nach Ende des Zyklus startet erneut ein Befüllvorgang, wobei die Frequenz der Arbeitstakte möglichst hoch gewählt werden sollte, um eine quasi-kontinuierliche Vortriebskraft zu erzielen.The injection device ( 4 ) should, as shown, have an aerodynamically favorable shape in order to provide the exhaust gas with the lowest possible flow resistance. Likewise, the injector seals the supply lines against the ingress of exhaust gases. After the end of the cycle, a filling process starts again, with the frequency of the power strokes should be as high as possible in order to achieve a quasi-continuous propulsive force.

Wie aus der Zeichnung bereits ersichtlich, ist vor allem der einfache und robuste Aufbau des Aggregates zu nennen. Bis auf die Verschlusskappe (8) der Einspritzvorrichtung und die damit verbundene Mechanik wird auf bewegliche Teile, insbesondere auf rotierende Schaufeln, Scheiben oder Ähnliches verzichtet. Für die Einspritzvorrichtung und die daran gekoppelten Fördervorrichtungen können großenteils bewährte Komponenten zum Beispiel aus der Automobilindustrie verwendet werden.As can already be seen from the drawing, above all the simple and robust construction of the unit should be mentioned. Except for the cap ( 8th ) of the injection device and the associated mechanism is dispensed with moving parts, in particular rotating blades, disks or the like. For the injection device and the associated conveyors largely proven components can be used, for example, from the automotive industry.

Im Gegensatz zu den üblicherweise verwendeten Raketen kann dieses Aggregat sowohl mit gasförmigen als auch flüssigen Treibstoffen betrieben werden. Die aufwendige Lagerung und Zufuhr mittels Turbopumpen von zum Beispiel Wasserstoff kann hierbei vermieden werden, was zu einer Gewichtseinsparung führt.in the Unlike the commonly used rockets can this aggregate with both gaseous and liquid Operated fuels. The elaborate storage and feed By means of turbopumps of, for example, hydrogen can be avoided which leads to a reduction in weight.

Durch die ungefähr mittig im Rohr liegende Einspritzvorrichtung (4) und den damit verbundenen Aufstau in der Brennkammer (2) kann ein hoher Druck des Treibstoff-Oxidator-Gemisches vor der Zündung erreicht werden, was den Wirkungsgrad im Vergleich zu bisherigen Konstruktionen steigert.Due to the approximately centrally located in the pipe injection device ( 4 ) and the associated accumulation in the combustion chamber ( 2 ), a high pressure of the fuel-oxidizer mixture before ignition can be achieved, which increases the efficiency compared to previous designs.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, den Schubvektor des Aggregates zu beeinflussen, indem man z. B. durch Neigen der Einspritzvorrichtung (4) gegen die Mittelachse eine Konzentration von verdichtetem Treibstoff in einem Teil der Brennkammer erreicht, was bei Zünden des Treibstoffes eine nicht symmetrische Druckverteilung in der Brennkammer bewirkt. Dazu müssen allerdings über der Brennkammerfläche mehrere Zündvorrichtungen (3) angebracht werden, die dann je nach gewünschter Vortriebsrichtung angesteuert werden.Furthermore, it is possible to influence the thrust vector of the unit by z. B. by tilting the injection device ( 4 ) reaches a concentration of compressed fuel in a part of the combustion chamber against the central axis, which causes a non-symmetrical pressure distribution in the combustion chamber when igniting the fuel. For this purpose, however, over the combustion chamber surface several ignition devices ( 3 ) are attached, which are then controlled depending on the desired direction of advance.

Beispielhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Die Maschine besteht aus einem nach einer Seite hin offenen Rohr (1) oder prismatischem Hohlkörper, wobei die offene Seite am Ende ihren Querschnitt ändern kann, so z. B. als divergierende Düsenkontur ausgebildet sein kann. Die geschlossene Seite wird im Folgenden als Stirnfläche bezeichnet, wobei der vordere (geschlossene) Teil des Rohres an der Stirnfläche als Verdichtungs- und Brennkammer (2) fungiert und als ebene Frontwand oder als sich ändernde Kontur (hier halbkugelförmig dargestellt) ausgebildet sein kann. Im Bereich der Stirnfläche befindet sich mindestens eine Zündvorrichtung (3), welche geeignet ist, mittels elektrischer oder anderer Methoden ein Treibstoff-Oxidator-Gemisch zu entzünden. Beispielsweise kann eine herkömmliche Zündkerze aus der Automobilindustrie verwendet werden, die über eine Steuerungseinheit (11) angesteuert und ausgelöst wird.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The machine consists of a pipe open to one side ( 1 ) or prismatic hollow body, wherein the open side can change its cross section at the end, such. B. may be formed as a diverging nozzle contour. The closed side is referred to below as the end face, wherein the front (closed) part of the tube at the end face as a compression and combustion chamber ( 2 ) and can be designed as a flat front wall or as a changing contour (here shown hemispherical). In the area of the end face is at least one ignition device ( 3 ), which is suitable to ignite a fuel-oxidizer mixture by means of electrical or other methods. For example, a conventional automotive spark plug may be used that is controlled by a control unit ( 11 ) is triggered and triggered.

In hinreichendem Abstand von der Stirnfläche ist in etwa auf der Mittelachse des Detonationsrohres eine Einspritzvorrichtung (4) angebracht, welche das Treibstoff-Oxidator- Gemisch unter hohem Druck in die Brennkammer einbringt, wobei kennzeichnend für die vorliegende Erfindung ist, dass die Treibstoffeinbringung entgegen der Ausströmrichtung der Abgase erfolgt.At a sufficient distance from the end face, an injection device (approximately) on the central axis of the detonation tube ( 4 ), which introduces the fuel-oxidant mixture under high pressure into the combustion chamber, wherein it is characteristic of the present invention that the fuel introduction takes place counter to the outflow direction of the exhaust gases.

Die Einspritzvorrichtung ist mit mindestens einer, besser aber drei oder vier Streben (5) fest mit der Rohrwand verbunden und wird dadurch mittig zentriert, wobei der Durchmesser der gesamten Einspritzvorrichtung und auch der Stützstreben möglichst klein im Vergleich zum Rohrdurchmesser gewählt werden sollte; allerdings müssen die Abmessungen dieser Vorrichtung (in Kombination mit der Betriebsfestigkeit der gewählten Materialien) hinreichend groß sein, um den mechanischen und thermischen Lasten beim Betrieb des Aggregates standhalten zu können.The injector is equipped with at least one but better three or four struts ( 5 ) is firmly connected to the pipe wall and is thereby centered centered, wherein the diameter of the entire injector and the support struts should be as small as possible compared to the pipe diameter; however, the dimensions of this device (in combination with the fatigue strength of the materials chosen) must be sufficiently large to withstand the mechanical and thermal stresses encountered in operating the unit.

In mindestens einer Strebe ist dabei eine Zufuhrleitung (6) für das Treibstoff-Oxidator-Gemisch untergebracht, welches aus dem Tank (12) über eine Fördervorrichtung (13) unter hohem Druck in die Leitung (6) gepumpt wird.In at least one strut is a supply line ( 6 ) for the fuel-oxidizer mixture, which from the tank ( 12 ) via a conveyor device ( 13 ) under high pressure in the line ( 6 ) is pumped.

Die Arbeitstakte werden dabei durch eine vorzugsweise elektronische Steuerung (11) kontrolliert. Diese regelt den Treibstoffstrom durch Öffnen und Schließen des Ventils (7) und ebenso die Zündung des in der Brennkammer (2) verdichteten Gemisches. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades können noch weitere Informationen in die Steuerung einfließen, so z. B. über Drucksensoren an der Brennkammer, über der Rohrlänge oder an der Zufuhrleitung (6).The working cycles are controlled by a preferably electronic control ( 11 ) controlled. This regulates the fuel flow by opening and closing the valve ( 7 ) and also the ignition of the combustion chamber ( 2 ) compressed mixture. To improve the efficiency even more information can be incorporated into the control, such. B. via pressure sensors on the combustion chamber, over the tube length or on the supply line ( 6 ).

Über die Steuerung wird das Ventil (7) für eine gewisse Zeitspanne geöffnet, so dass das Treibstoff-Oxidator-Gemisch über die Einspritzvorrichtung (4) in Richtung der Stirnwand unter hohem Druck eingebracht wird. Nach Schließen des Ventils (7) fällt der Druck in der Zufuhrleitung (6) plötzlich ab und die Einspritzvorrichtung (4) wird verschlossen. Das sich in der Brennkammer (2) befindende Treibstoff-Oxidator-Gemisch kann nun durch die Steuerung (11) über die Zündvorrichtung (3) zur Detonation gebracht werden. Die erhitzten Abgase erhöhen den Druck in der Brennkammer (2) stark, so dass eine Kraft in axialer Richtung auf die Stirnwand wirkt (Vortriebskraft). Der Druck auf die Rohrwände in radialer Richtung summiert sich zu Null. Durch die Ausdehnung und die folgende Abströmung der heißen Abgase durch das offene Rohrende findet ein Impulsänderung des ganzen Systems statt, welche die Vortriebskraft weiter erhöht. Infolge der Abströmung der Abgase entleert sich der Bereich der Brennkammer (2), wo nun ein Unterdruck herrscht. Nun kann ein neuer Arbeitstakt durch die Steuerung (11) mittels erneuter Treibstoffeinspritzung eingeleitet werden. Für die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform erfolgt dies folgendermaßen:
Mit Öffnen des Ventils (7) der Zufuhrleitung (6) für den Treibstoff und Oxidator schiebt der plötzlich stark ansteigende Druck in der Zufuhrleitung (6) das beweglich angeordnete Verschlussstück (8) der Einspritzvorrichtung in Richtung Brennkammer (2). Dabei wird die Einspritzvorrichtung durch eine Dichtung (15) gegen Leckage geschützt. Durch die nun gegen die rückwirkende Federkraft der Schließfeder (14) freigegebene Öffnung (9), welche gleichzeitig durch die Form des Verschlussstückes (8) als ringförmig ausgebildete Düse fungiert, strömt das Treibstoff-Oxidator-Gemisch in Richtung der Stirnfläche des Detonationsrohres. Dabei würde in der Brennkammer (2) durch den Aufstau der Strömung im Idealfall (isentrope Strömung in der gesamten Apparatur) der Totaldruck des Reservoirs erreicht, welcher ausreichend hoch ist, um das Treibstoff-Oxidator-Gemisch durch die Zündvorrichtung (3) zur Detonation bringen zu können. Durch die Wahl einer gekrümmten Kontur der Brennkammer (2) und eines möglichst hohen Druckes der zugeführten Energieträger erfolgt eine weitere Durchmischung von Treibstoff und Oxidator und damit eine Erhöhung der Effizienz.Via the control the valve ( 7 ) for a certain period of time, so that the fuel-oxidizer mixture through the injection device ( 4 ) is introduced in the direction of the end wall under high pressure. After closing the valve ( 7 ) the pressure in the supply line drops ( 6 ) suddenly and the injection device ( 4 ) is closed. That in the combustion chamber ( 2 ) fuel-oxidizer mixture can now by the controller ( 11 ) via the ignition device ( 3 ) are detonated. The heated exhaust gases increase the pressure in the Combustion chamber ( 2 ) strong, so that a force acts in the axial direction on the end wall (propulsive force). The pressure on the tube walls in the radial direction adds up to zero. Due to the expansion and the subsequent outflow of the hot exhaust gases through the open end of the pipe, an impulse change of the entire system takes place, which further increases the propulsive force. As a result of the outflow of exhaust gases, the area of the combustion chamber ( 2 ), where now there is a negative pressure. Now, a new stroke can be done by the controller ( 11 ) are initiated by means of renewed fuel injection. For the embodiment shown in the drawings, this is done as follows:
By opening the valve ( 7 ) of the supply line ( 6 ) for the fuel and oxidizer pushes the suddenly rising pressure in the supply line ( 6 ) the movably arranged closure piece ( 8th ) of the injection device in the direction of the combustion chamber ( 2 ). In this case, the injection device by a seal ( 15 ) protected against leakage. By now against the retroactive spring force of the closing spring ( 14 ) released opening ( 9 ), which at the same time by the shape of the closure piece ( 8th ) acts as a ring-shaped nozzle, the fuel-oxidizer mixture flows in the direction of the end face of the detonation tube. It would be in the combustion chamber ( 2 in the ideal case (isentropic flow in the entire apparatus) reaches the total pressure of the reservoir, which is sufficiently high to allow the fuel-oxidizer mixture through the ignition device ( 3 ) to detonate. By choosing a curved contour of the combustion chamber ( 2 ) and the highest possible pressure of the supplied energy carrier is a further mixing of fuel and oxidizer and thus an increase in efficiency.

Mit Schließen des Zufuhrventils (7) fällt der Druck in der Zufuhrleitung (6) und damit auch auf das Verschlussstück (8) plötzlich ab, so dass nun die gespannte Feder (14) über die Rückstellkraft auf den Teller (10) das Verschlußstück (8) in die kegelförmige Vertiefung zurückzieht und so die Einspritzvorrichtung (4) gegen eindringende Abgase abdichtet.With closing the supply valve ( 7 ) the pressure in the supply line drops ( 6 ) and thus also on the closure piece ( 8th ) suddenly, so that now the tensioned spring ( 14 ) on the restoring force on the plate ( 10 ) the closure piece ( 8th ) withdraws into the conical recess and so the injection device ( 4 ) seals against penetrating exhaust gases.

Durch die Zündvorrichtung (3) wird nach Schließen der Zufuhrleitung (6) und der Einspritzvorrichtung (4) und erfolgter Verdichtung des Treibstoff-Oxidator-Gemisches der Arbeitstakt eingeleitet und das sich vor der Stirnwand in der Brennkammer (2) befindliche Treibstoff-Oxidator-Gemisch zur Detonation gebracht. Nach Ausströmen des Abgases wiederholt sich der Zyklus.By the ignition device ( 3 ) is closed after closing the supply line ( 6 ) and the injection device ( 4 ) and completed compression of the fuel-oxidizer mixture of the power stroke initiated and located in front of the end wall in the combustion chamber ( 2 ) are detonated fuel-oxidizer mixture. After discharge of the exhaust gas, the cycle is repeated.

Sowohl die Streben (5) als auch die Einspritzvorrichtung (4) selbst sollten eine aerodynamisch günstige Kontur aufweisen, um dem Abgas einen möglichst geringen Strömungswiderstand beim Austritt entgegenzusetzen.Both the aspiration ( 5 ) as well as the injection device ( 4 ) even should have an aerodynamically favorable contour to oppose the exhaust gas as low as possible flow resistance at the exit.

Zur Steigerung der Leistung und um ein Entzünden des Frischgases an den heißen Restgasen in der Brennkammer beim Füllvorgang zu verhindern, kann diese noch über die Außenwand des Rohres gekühlt werden.to Increase the power and to ignite the fresh gas at the hot residual gases in the combustion chamber during the filling process To prevent this can still be on the outside wall of the tube to be cooled.

Sofern dieses Aggregat im Vakuum genutzt wird, ist natürlich eine gewisse Leckage des Treibstoff-Oxidator-Stromes in Richtung Austritt zu erwarten, da durch die Druckdifferenz zwischen Brennkammer (2) und Vakuum eine Bewegung der Gasmassen in Richtung des niedrigeren Druckes erfolgt. Deshalb muss die kinetische Energie des Treibstoffstromes genügend hoch gewählt werden, um eine ausreichende Menge an Treibstoff in die Brennkammer (2) einzubringen, damit eine genügend hohe Vortriebsleistung erzielen wird. Eine erfindungsgemäße Anordnung der Einspritzvorrichtung (4) und der Zufuhrvorrichtungen gewährleistet dies.If this unit is used in a vacuum, of course, a certain leakage of the fuel-oxidant stream in the direction of exit is to be expected, since by the pressure difference between the combustion chamber ( 2 ) and vacuum, a movement of the gas masses in the direction of the lower pressure takes place. Therefore, the kinetic energy of the fuel stream must be chosen high enough to allow a sufficient amount of fuel into the combustion chamber (FIG. 2 ), so that a sufficiently high propulsive power will be achieved. An inventive arrangement of the injection device ( 4 ) and the feeders ensures this.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- US 6584765 B1 [0005]

Claims

A thermodynamically operating engine in the form of a unilaterally open pipe or prismatic hollow body (= Detonation tube) with an injection device arranged inside the tube for fuel and oxidizer.

An aggregate according to claim 1, which has an arbitrary shaped combustion chamber with at least one ignition device has at the closed end of the tube.

An aggregate according to claim 1, whose contour on the open side may vary.

An aggregate according to claim 1 which is filled the combustion chamber with fresh gas compression of the fuel-oxidizer mixture by accumulation of the flow on the closed side (= combustion chamber) reached.

An aggregate according to claim 1, which is a filling the combustion chamber with fresh gas opposite to the outflow direction ensures the exhaust gas.

An assembly according to claim 1, wherein the injection device either via the pressure of the fuel-oxidizer mixture in the supply line or an external control (electric, hydraulic or pneumatic) for opening and closing the Injector is brought.

An assembly according to claim 1, wherein the injection device by a mechanical, electrical, pneumatic or hydraulic Device against the central axis can be adjusted to the thrust vector of the aggregate.