DE69727973T2

DE69727973T2 - Akustischer anzünder und verfahren zum zünden eines flüssigtreibstoffgetriebenen raketenmotors

Info

Publication number: DE69727973T2
Application number: DE69727973T
Authority: DE
Inventors: Khoze Kessaev; Vassili Zinoviev; Vladimir Demtchenko
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA; SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: US6199370B1; EP0963515B1; WO1999034105A1; DE69727973D1; JP2001513168A; EP0963515A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung hat eine akustische Zündvorrichtung und ein Verfahren zum Zünden eines Gemisches von Treibstoffen in der Verbrennungskammer eines Flüssigtreibstoffraketenmotors zum Gegenstand.
Stand der Technik
Man kennt bereits verschiedene Arten akustischer Anzünder, die im Bereich der Weltraumfahrt zum Anzünden von Gemischen von Treibstoffen verwendet werden, die die Verbrennungskammer eines Flüssigtreibstoffraketenmotors speisen.
So beschreibt das Patentdokument SU-A-1 255 818 bereits ein Beispiel einer akustischen Zündvorrichtung, das in der 2 wiedergegeben ist. In einer solchen akustischen Zündvorrichtung weist eine zylindrische Vorverbrennungskammer 1 auf einer ihrer Hauptflächen eine Injektionsdüse 3 auf, in deren Innerem ein Injektor 4 zum Zuführen von Verbrennungstreibstoff plaziert ist, wobei der Injektor 4 entsprechend der Achse der Injektionsdüse 3 platziert ist. Ein hohler akustischer Resonator 5 ist gegenüber der zweiten Hauptfläche der Vorverbrennungskammer 1 gegenüber der Injektionsdüse 3 angeordnet. Der akustische Resonator 5 weist einen ersten, ausgehend von der Eingangsöffnung konvergierenden, kegelstumpfartigen Bereich auf, und einen zweiten zylindrischen Bereich, um eine Ausnehmung zu beschreiben, die an einer Hinterwandung des zylindrischen Bereiches endet. Austrittsöffnungen 2 der Vorverbrennungskammer 1 gestatten den Durchtritt des nach Zünden entflammten Gemisches zu einer stromabseitigen Kammer 11, die mittels zumindest einer Austrittsöffnung 21 mit einer Hauptverbrennungskammer eines Raketenmotors kommuniziert.
Der Betrieb einer akustischen Zündvorrichtung, wie der in der 2 dargestellten, funktioniert auf folgende Weise: Eine gasförmige Komponente, z.B. ein Oxidationsmittel, wird unter Druck in die Injektionsdüse 3 eingespeist und erfährt eine Beschleunigung. Zur gleichen Zeit wird eine andere Komponente, der Verbrennungsstoff, in den Injektor 4 eingespeist. Das Ensemble aus der Injektionsdüse 3 und dem Injektor 4 gewährleistet so die Bildung eines Gemisches von Treibstoffen in der Vorverbrennungskammer 1. Ein Teil des Gemisches dringt in die Ausnehmung des akustischen Resonators 5 ein und verbleibt dort. Die gebildeten Stosswellen verursachen das Erwärmen des Teiles des Gemisches, das sich in dem akustischen Resonator 5 befindet. Das Gemisch fängt Feuer, wenn es eine Zündtemperatur erreicht hat. Die Flamme tritt aus der Ausnehmung des akustischen Resontors aus, verursacht das Zünden des gesamten Gemisches in der Vorverbrennungskammer 1, und tritt durch die Austrittsöffnungen 2 zu der stromabseitigen Kammer 11 aus, die selbst mittels einer Austrittsöffnung 21 mit der nicht dargestellten Hauptverbrennungskammer des Raketenmotors 21 kommuniziert.
Die akustischen Zündvorrichtungen nach dem Stand der Technik sind weder unter dem Gesichtspunkt ihres Betriebes noch dem ihrer Geometrie optimiert. Insbesondere zirkuliert in einer akustischen Zündvorrichtung, wie der in der 2 dargestellten, durch die Öffnungen 2 und die stromabseitige Kammer 11 vor dem Zünden ein kalter gasförmiger Strom, der in Kontakt mit der äußeren Wandung des akustischen Resonators 5 ist. Dies trägt dazu bei, die Wärmeentwicklung im Inneren des akustischen Resonators 5 zu vermindern und führt zum Zunehmen der zum Zünden notwendigen Zeit. Die Stabilität der Verbrennung ist nicht sehr gut und im Hinblick auf die niedrige Anfangstemperatur der gasförmigen Komponente weist der Zündvorgang nicht die wünschenswerte Zuverlässigkeit auf.
Man kennt ferner aus dem Patentdokument SU-A-1 657 883 eine akustische Zündvorrichtung oder dynamische Gaszündvorrichtung, die in der 3 dargestellt ist, und in der das Verbrennungsgas und das Oxidationsmittel in eine Vorbrennungskammer 10 mittels eines Injektors 4 und einer konzentrischen Injektionsdüse 3 eingespeist werden, die gegenüber einem akustischen Resonator 5 angeordnet sind, der an einer der Vorverbrennungskammer 1 entgegengesetzten Wandung angebracht ist, wobei das gasförmige Gemisch aus der Vorverbrennungskammer durch zumindest eine Öffnung 20 entweicht, die in bezug auf die Gasinjektionseinheit 3, 4 und den akustischen Resonator 5 quer angeordnet ist. Der Betrieb dieser akustischen Zündvorrichtung ist dadurch verbessert, dass der Verbrennungsgasinjektor 4 in den konvergierenden Teil der Injektionsdüse 3 mündet, oberhalb des Austrittes dieser Injektionsdüse 3, was die Homogenisierung des Gemisches fördert und die Stabilität des Zündverfahrens erhöht. Die akustische Zündvorrichtung nach der 3 weist jedoch noch immer keine ausreichende Zuverlässigkeit auf und ermöglicht es insbesondere nicht, die zum Zünden notwendige Zeit maximal zu reduzieren.
Gegenstand und kurze Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben genannten Nachteile auszuräumen und insbesondere eine akustische Zündvorrichtung zu verwirklichen, die aufweist: Eine größere Intensität von Stosswellen her rührender Oszillationen, geringere thermische Verluste auf der Ebene des akustischen Resonators, und allgemein einen optimierten, stabileren und zuverlässigeren Betrieb als die existierenden Vorrichtungen, der insbesondere dazu beiträgt, die zum Zünden notwendige Zeit zu verringern.
Diese Ziele werden dank einer akustischen Zündvorrichtung (1) zum Zünden eines Gemisches von Treibstoffen in der Verbrennungskammer eines Flüssigtreibstoffraketenmotors erreicht, die eine zylindrische Vorverbrennungskammer aufweist, die aufweist: Eine zylindrische Wandung und eine erste und eine zweite Stirnwandung, eine durch die erste Stirnwandung durch eine Öffnung mit einem Mindestdurchmesser d_n in die Vorverbrennungskammer einmündende Treibstoffeinspeisdüse, einen innerhalb der Düse entsprechend deren Achse angeordneten Verbrennungstreibstoffinjektor, zumindest eine in der zylindrischen Wandung vorgesehene Austrittsöffnung mit einem Mindestdurchmesser d_f, und einen akustischen Resonator, der eine durch eine Öffnung mit einem Durchmesser d_R durch die zweite Stirnwandung in die Vorverbrennungskammer gegenüber der Düse einmündende Ausnehmung definiert, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Resonator von einem Gehäuse umgeben ist, das eine geschlossene Hilfskammer um den akustischen Resonator abgrenzt, deren Inneres durch zumindest einen Kanal nur mit der Vorverbrennungskammer in Verbindung ist.
Nach einem bevorzugten Merkmal weist der akustische Resonator auf: einen ausgehend von seiner Öffnung konvergierenden, im wesentlichen kegelstumpfartigen Teil, der durch einen zylindrischen Teil mit einem inneren Durchmesser d_c verlängert wird, der durch eine Bodenwandung geschlossen ist, die im wesentlichen zur zweiten Stirnwandung der Vorverbrennungskammer parallel ist, und die Wandung des zylindrischen Teiles des akustischen Resonators ist aus einem metallischen Werkstoff verwirklicht, der eine thermische Leitfähigkeit λ aufweist, die kleiner als 25 W/m°C ist, wobei die Dicke δ der zylindrischen Wandung geringer als 0,1 d_c ist.
Vorteilhafterweise weist der konvergierende Teil des akustischen Resonators einen Konvergenzwinkel γ zwischen 10 und 24° auf und der zylindrische Teil des akustischen Resonators einen inneren Durchmesser d_c zwischen 0,15 und 0,35 mal dem Durchmesser d_R der Öffnung des akustischen Resonators und einer Länge I_c zwischen 1 und 3 mal dem Durchmesser d_R der Öffnung auf.
Nach einer optimierten Ausführungsart weist die Vorverbrennungskammer einen Durchmesser d_ch größer als 2,2 d_n auf, der Abstand Δ zwischen der Öffnung der Düse und der Öffnung des akustischen Resonators beträgt zwischen 1,5 d_n und 3,2 d_n, der Durchmesser d_r der Öffnung des akustischen Resonators beträgt zwischen 1,1 d_n und 1,6 d_n, und der Mindestdurchmesser d_f der Austrittsöffnung beträgt zwischen 2,0 d_n/√n und 2,8 d_n/√n, wobei n die Anzahl von Austrittsöffnungen wiedergibt und d_n den Durchmesser der Öffnung der Düse wiedergibt.
Vorzugsweise ist das stromabseitige Ende des Verbrennungstreibstoffinjektors in einem konvergierenden Teil der Düse angeordnet.
Die Erfindung hat auch ein Verfahren zum Zünden mit Hilfe einer akustischen Zündvorrichtung nach der Erfindung zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass es besteht aus einem ersten Schritt des Einleitens unter Druck eines neutralen Gases durch die Düse, so dass zumindest ein Teil des Strahles des an dem Austritt der Düse ausgedehnten neutralen Gases durch die Öffnung in den akustischen Resonator eingeleitet wird, um durch die auf die Stosswellen zurückgehenden Oszillationen bis auf eine Temperatur erwärmt zu werden, die das Zünden eines Gemisches von Treibstoffen ermöglicht, das in einem zweiten Schritt eingeführt wird, und aus dem zweiten Schritt des Einleitens, wenn besagte Temperatur erreicht ist, eines oxidierenden Treibstoffes durch die Düse und eines Verbrennungstreibstoffes durch den Injektor zum Ausbilden eines Gemisches von Treibstoffen mit dem neutralen Gas, das zum Feuerfangen bei Kontakt mit den heißen Gasen und Schaffen einer Flamme, die anschließend das Zünden des Gemisches von Treibstoffen in der Gesamtheit der Vorverbrennungskammer sicherstellt, in das Innere des akustischen Resonators eindringt.
Das neutrale Gas kann Stickstoff oder vorzugsweise Helium sein.
Beispielsweise kann der oxidierende Treibstoff Sauerstoff sein und der Verbrennungstreibstoff kann Wasserstoff sein.
Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung werden beim zweiten Schritt der oxidierende Treibstoff und der Verbrennungstreibstoff gleichzeitig jeweils durch die Düse bzw. den Injektor eingespeist.
Nach einer weiteren, besonderen Ausführungsart der Erfindung werden beim zweiten Schritt der oxidierende Treibstoff und der Verbrennungstreibstoff jeweils abwechselnd durch die Düse und den Injektor eingespeist.
Kurze Beschreibung der Figuren
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der einzelnen, beispielhaft wiedergegebenen speziellen Ausführungsbeispiele in bezug auf die beigefügten Zeichungen, auf denen:
die 1 eine Axialschnittansicht einer akustischen Zündvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist,
die 2 eine Axialschnittansicht einer ersten Art von Zündvorrichtung nach dem Stand der Technik ist, und
die 3 eine Axialschnittansicht einer zweiten Art von Zündvorrichtungen nach dem Stand der Technik ist.
Genaue Beschreibung der einzelnen Ausführungsbeispiele
Es wird Bezug genommen auf die 1, auf der ein Beispiel einer akustischen Zündvorrichtung nach der Erfindung wiedergegeben ist. Diese akustische Zündvorrichtung weist eine zylindrische Vorverbrennungskammer 1 auf, die aufweist: Eine zylindrische Wandung 111 und im wesentlichen flache Stirnwandungen 112, 113. Eine oder mehrere Austrittsöffnungen 102, von denen jede einen Mindestdurchmesser d_f aufweist, sind in der zylindrischen Wandung 111 vorgesehen. Eine Treibstoffinjektionsdüse 103 mündet in die Vorverbrennungskammer 101 durch die Wandung 112 durch eine Öffnung 131 mit Mindestdurchmesser d_n. Ein Injektionsrohr 104 eines Verbrennungstreibstoffes ist im Inneren der Düse 103 entsprechend deren Achse angeordnet und weist ein stromabseitiges Ende 141 auf, das in dem konvergierenden Teil 132 der Düse 103 angeordnet ist. Ein akustischer Resonator 105 definiert eine Ausnehmung, die in die Kammer 101 durch die Wandung 113 durch eine Öffnung 151 mit Durchmesser d_r mündet.
Die Tatsache, dass das Ende des Injektor-bildenden Rohres 104 im Inneren der Düse 103 auf der Ebene des konvergierenden Teiles 132 und rückspringend in bezug auf die Öffnung 131 endet, ermöglicht es, vor dem Zünden eine bessere Gasmischung zu bewerkstelligen und vermeidet es, die Struktur der vor dem Zünden zwischen der Düse 103 und dem Resonator 105 geschaffenen Stosswellen zu perturbieren. Die rückspringende Stellung des stromabseitigen Endes des Injektors 104 ermöglicht es außerdem, ein diskontinuierliches Zünden oder das Aufkommen von Explosionen innerhalb der Kammer 101 zu vermeiden.
Die in dem hohlen akustischen Resonator 105 geschaffenen Stosswellen sind umso intensiver, als dieser Resonator einen ausgehend von seiner Öffnung 151 konvergierenden, im wesentlichen kegelstumpfartigen Teil 152 aufweist, der durch einen zylindrischen Teil 153 mit dem inneren Durchmesser d_c verlängert wird, der durch eine Bodenwandung 154 geschlossen ist, die im wesentlichen parallel zu den Stirnwandungen 112, 113 der Kammer 101 ist.
Gemäß der Erfindung ist der Betrieb des akustischen Resonators 105 dadurch verbessert, dass dieser von einem Gehäuse 106 umgeben ist, das um den Resonator 105 eine geschlossene Hilfskammer 160 beschreibt, deren Inneres durch einen oder mehrere Kanäle 107 mit geringem Durchmesser lediglich mit der Vorverbrennungskammer 101 in Verbindung ist. Ein freier Raum ist in der Hilfskammer 160 zwischen deren Wandung und der äußeren Wandung des Resonators 105 vorgesehen. Das Gehäuse 106 verhindert, dass die innerhalb des Resonators 105 geschaffene Wärme in die äußere Umgebung abgegeben wird. Der oder die Kanäle 107 ermöglichen es, den akustischen Oszillationen in das Innere des Gehäuses 106 einzudringen, was eine Erwärmung des zusätzlichen Gases ermöglicht, das in den freien Raum zwischen der Wandung des Gehäuses 106 und derjenigen des Resonators 105 eingedrungen ist. Dies führt zum Verringern der zum Zünden benötigten Zeit.
Der zylindrische Teil 153 des Resonators 105 ist aus einem metallischen Werkstoff verwirklicht, der eine thermische Konduktivität λ aufweist, die geringer ist als 25 W/m°C ist. Die Dicke der Wandung dieses zylindrischen Teiles 153 ist vorzugsweise geringer als 0,1 d_c, wobei d_c der innere Durchmesser des zylindrischen Teiles 153 ist. Die Verwendung metallischer Wandungen befördert die Reflektion der Stosswellen und erhöht die mechanische Widerstandsfähigkeit gegenüber den zyklisch ausgeübten Kräften. Die Wahl einer verminderten Dicke und einer niedrigen thermischen Konduktivität gestattet es, die zum Erwärmen der Wandungen vor dem Zündaugenblick notwendige Energie zu verringern und verhindert das Aufkommen eines signifikanten Wärmeflusses entlang des Resonators zwischen dem heißen Boden des zylindrischen Teiles 153 des Resonators 105 und der kalten Eintrittsöffnung 151 des konvergierenden Teiles 152 des Resonators 105. Dies trägt zum Verrringern der zum Zünden notwendigen Zeit bei.
Die zum Zünden notwendige Zeit ist umso mehr verringert, als die geometrischen Eigenschaften des Resonators 105 optimiert sind. So wurde beobachtet, dass in der Praxis die auf die Stosswellen im Inneren des Resonators 105 zurückgehenden Oszillationen intensiviert werden, wenn man folgende Werte für die verschiedenen Parameter wählt, die den Resonator 105 beschreiben:

– Konvergenzwinkel γ des konvergierenden Teiles 152 beträgt zwischen 10 und 24°.
– Innerer Durchmesser des zylindrischen röhrenförmigen Teiles 153 beträgt zwischen 0,15 d_r und 0,35 d_r.
– Länge des zylindrischen röhrenförmiges Teiles 153 beträgt zwischen d_r und 3 d_r,

worin d_r den Durchmesser der Eintrittsöffnung 151 des Resonators 105 bezeichnet.
Im übrigen werden die Oszillationen der Stosswellen in dem Resonator 105 begünstigt, wenn man für die unterschiedlichen Parameter, die den Gesamtaufbau der Zündvorrichtung beschreiben, auf folgende Weise bestimmte Werte wählt:

– Der Durchmesser d_ch der Vorverbrennungskammer 101 ist größer als 2,2 d_n.
– Der Abstand Δ zwischen der Öffnung 131 der Düse 103 und der Öffnung 151 des Resonators 105 beträgt zwischen 1,5 d_n und 3,2 d_n.
– Der Durchmesser d_r der Öffnung 151 des Resonators 105 beträgt zwischen 1,1 d_n und 1,6 d_n, und
– der Mindestdurchmesser d_f der Austrittsöffnung 102 beträgt zwischen 2,0 d_n/√n und 2,8 d_n/√n, worin n die Anzahl der Austrittsöffnungen 102 wiedergibt und d_n den Durchmesser der Öffnung 131 der Düse 103 wiedergibt.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zünden und zum Schaffen einer Flamme mit Hilfe einer akustischen Zündvorrichtung der oben beschriebenen Art, wobei das Verfahren zugleich dazu beiträgt, die vor dem In-Erscheinung-Treten der Zündung notwendige Zeit zu verringern und die im Zündaugenblick hergestellte Entzündung zu stabilisieren.
Nach dem Verfahren leitet man in einem ersten Schritt ein neutrales Gas unter Druck durch die Düse 103 so ein, dass zumindest ein Teil des Strahles des an dem Austritt der Düse 103 ausgedehnten neutralen Gases durch die Öffnung 151 in den akustischen Resonator 105 eingeleitet wird, um durch die auf die Stosswellen zurückgehenden Oszillationen sehr stark erwärmt zu werden.
In einem zweiten Schritt leitet man zusätzlich zu dem neutralen Gas einen oxidierenden Treibstoff durch die Düse 103 und einen Verbrennungstreibstoff durch den Injektor 104 ein. Diese Mischung von Gasen entzündet sich bei Kontakt mit den heißen Wandungen des Resonators und dem erwärmten neutralen Gas und bildet eine Flamme, die sich in der Vorverbrennungskammer 101 ausbreitet, danach wird der Flammenstrahl mittels Hindurchtreten durch die Austrittsöffnung oder -öffnungen 102 zu der (nicht dargestellten) Hauptverbrennungskammer geführt, um das Zünden des Haupttreibstoffes eines Raketenmotors zu gewährleisten.
Das Verwenden eines neutralen Gases vermindert die Verbrennungstemperatur und ermöglicht auf diese Weise, die Lebensdauer eines Injektors 104 sowie die Dauer und Stabilität der gebildeten Flamme zu verlängern.
Das neutrale Gas kann z.B. ausgebildet sein aus Stickstoff oder vorzugsweise aus Helium, welches es gestattet, die vor dem Zünden benötigte Zeit stärker zu verringern.
Bei dem zweiten Schritt beim Durchführen des Verfahrens werden nach einer ersten Ausführungsart der oxidierende Treibstoff, wie z.B. Sauerstoff, und der Verbrennungstreibstoff, wie z.B. Wasserstoff, gleichzeitig jeweils durch die Düse 103 bzw. den Injektor 102 eingespeist.
Nach einer anderen Ausführungsart werden in diesem zweiten Schritt der oxidierende Treibstoff und der Verbrennungstreibstoff jeweils abwechselnd durch die Düse 103 und den Injektor 102 eingespeist.

Claims

Akustische Zündvorrichtung zum Zünden eines Gemisches von Treibstoffen in der Verbrennungskammer eines Flüssigtreibstoffraketenmotors, die eine zylindrische Vorverbrennungskammer (101) aufweist, die aufweist: eine zylindrische Wandung (111) und eine erste und eine zweite Stirnwandung (112, 113), eine durch die erste Stirnwandung (112) durch eine Öffnung (131) mit einem Mindestdurchmesser d_n in die Vorverbrennungskammer (101) einmündende Treibstoffeinspeisdüse (103), einen innerhalb der Düse (103) entsprechend deren Achse angeordneten Verbrennungstreibstoffinjektor (104), zumindest eine in der zylindrischen Wandung (111) vorgesehene Austrittsöffnung (102) mit einem Mindestdurchmesser d_f, und einen akustischen Resonator (105), der eine durch eine Öffnung (151) mit einem Durchmesser d_r durch die zweite Stirnwandung (113) in die Vorverbrennungskammer (101) gegenüber der Düse (103) einmündende Ausnehmung definiert, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Resonator von einem Gehäuse (106) umgeben ist, das eine geschlossene Hilfskammer (160) um den akustischen Resonator (105) abgrenzt, deren Inneres durch zumindest einen Kanal nur mit der Vorverbrennungskammer (101) in Verbindung ist.
Akustische Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Resonator (105) aufweist: einen ausgehend von seiner Öffnung (151) konvergierenden, im wesentlichen kegelstumpfartigen Teil, der durch einen zylindrischen Teil (153) mit einem inneren Durchmesser d_c verlängert wird, der durch eine Bodenwandung (154) geschlossen ist, die im wesentlichen zur zweiten Stirnwandung (113) der Vorverbrennungskammer (101) parallel ist, und dass die Wandung des zylindrischen Teiles (153) des akustischen Resonators (105) aus einem metallischen Werkstoff verwirklicht ist, der eine thermische Leitfähigkeit λ aufweist, die kleiner als 25 W/m°C ist, wobei die Dicke δ der zylindrischen Wandung (153) geringer als 0,1 d_c ist.
Akustische Zündvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der konvergierende Teil (152) des akustischen Resonators (105) einen Konvergenzwinkel γ zwischen 10 und 24° aufweist und dass der zylindrische Teil (153) des akustischen Resonators (105) einen inneren Durchmesser zwischen 0,15 und 0,35 mal dem Durchmesser d_r der Öffnung (151) des akustischen Resonators (105) und eine Länge I_c zwischen ein und drei mal dem Durchmesser d_r der Öffnung (151) aufweist.
Akustische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverbrennungskammer (101) einen Durchmesser d_ch größer als 2,2 d_n aufweist, dass der Abstand Δ zwischen der Öffnung (131) der Düse (103) und der Öffnung (151) des akustischen Resonators (105) zwischen 1,5 d_n und 3,2 d_n beträgt, dass der Durchmesser d_r der Öffnung (151) des akustischen Resonators (105) zwischen 1,1 d_n und 1,6 d_n beträgt, und dass der Mindestdurchmesser dr der Austrittsöffnung (102) zwischen 2,0 d_n/√n und 2,8 d_n/√n beträgt, wobei n die Anzahl von Austrittsöffnungen (102) wiedergibt und d_n den Durchmesser der Öffnung (131) der Düse (103) wiedergibt.
Akustische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das stromabseitige Ende des Verbrennungstreibstoffinjektors (104) in einem konvergierenden Teil (132) der Düse (103) angeordnet ist.
Verfahren zum Zünden mit Hilfe einer akustischen Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es besteht aus einem ersten Schritt des Einleitens unter Druck eines neutralen Gases durch die Düse (103), so dass zumindest ein Teil des Strahles des an dem Austritt der Düse (103) ausgedehnten neutralen Gases durch die Öffnung (151) in den akustischen Resonator (105) eingeleitet wird, um durch die auf die Stosswellen zurückgehenden Oszillationen bis auf eine Temperatur erwärmt zu werden, die das Zünden eines Gemisches von Treibstoffen ermöglicht, das in einem zweiten Schritt eingeführt wird, und aus dem zweiten Schritt des Einleitens, wenn besagte Temperatur erreicht ist, eines oxidierenden Treibstoffes durch die Düse (103) und eines Verbrennungstreibstoffes durch den Injektor (104) zum Ausbilden eines Gemisches von Treibstoffen mit dem neutralen Gas, das zum Feuerfangen bei Kontakt mit den heißen Gasen und Schalten einer Flamme, die anschließend das Zünden des Gemisches von Treibstoffen in der Gesamtheit der Vorverbrennungskammer (101) sicherstellt, in das Innere des akustischen Resonators (105) eindringt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das neutrale Gas Helium ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das neutrale Gas Stickstoff ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oxidierende Treibstoff Sauerstoff und der Verbrennungstreibstoff Wasserstoff ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim zweiten Schritt der oxidierende Treibstoff und der Verbren nungstreibstoft gleichzeitig jeweils durch die Düse (103) bzw. den Injektor (102) eingespeist werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim zweiten Schritt der oxidierende Treibstoff und der Verbrennungstreibstoff jeweils abwechselnd durch die Düse (103) und den Injektor (102) eingespeist werden.