(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼プレチャンバ（１２Ａ，１２Ｂ；２１２）と、
主燃焼チャンバ（１４）と、
燃料および酸化剤をそれぞれエンジンに供給するための２つの供給パイプ（２２Ａ，２２Ｂ；２２２Ａ，２２２Ｂ）と、
それぞれがタービン（２８Ａ，２８Ｂ；２２６Ａ，２２６Ｂ）と関連付けられるポンプ（２６Ａ，２６Ｂ；２２６Ａ，２２６Ｂ）を有する２つのターボポンプ（２０Ａ，２０Ｂ；２２０Ａ，２２０Ｂ）と、を備え、
前記ポンプは、前記供給パイプのそれぞれの下流側端部（３０Ａ，３０Ｂ）に配置されるとともに、燃料および酸化剤を、流体分配回路（３２）を介して供給パイプから前記主燃焼チャンバへと送り込むのに適し、
前記分配回路は、燃料および酸化剤の少なくとも一部を前記プレチャンバ内で燃焼させるために前記プレチャンバへ案内するのに適するとともに、そのようにして生み出される高温ガスを、前記ターボポンプの少なくとも１つのタービンを駆動させながら、前記プレチャンバから前記燃焼チャンバへと案内するのに適する、ロケットエンジン（１００，２００）において、
ジェットポンプ（１０２Ａ，１０２Ｂ；２０２Ａ，２０２Ｂ）が前記ポンプのうちの第１のポンプに供給する少なくとも第１の供給パイプに配置され、
前記分配回路は、前記第１の供給パイプ内を流れる流体の一部を加圧下に置いて、流体のこの一部を前記ジェットポンプへと案内するのに、適し、
前記ジェットポンプは、前記流体の一部を前記第１の供給パイプ内で前記第１のポンプの流入オリフィスへ向けて流れる流体に混入させるように注入するのに適する、ことを特徴とするロケットエンジン（１００，２００）。
【請求項２】
前記分配回路は、前記ジェットポンプにより注入される流体が燃焼ガスを含まないように、配置される請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記ジェットポンプは、前記流体の一部のみを前記第１の供給パイプに注入する請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記分配回路は、前記ジェットポンプにより注入される流体および前記ジェットポンプによる流体注入点で前記第１の供給パイプ内を流れる流体が液相状態であるように、配置される請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項５】
前記流体の一部は、前記第１のポンプ（２６Ａ，２６Ｂ）により送出される流体の一部である請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項６】
前記第１のポンプよりも上流側で燃料または酸化剤を圧縮するのに適する圧力ブースター（２１０）を更に含み、
前記流体の一部は、前記圧力ブースターにより送出される流体流れによって構成される請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジン（２００）。
【請求項７】
前記ジェットポンプは、前記エンジンの軸（Ｘ）と平行である前記第１の供給パイプ（２２Ａ，２２Ｂ）のセグメント（５６Ａ，５６Ｂ）に、配置される請求項１から６のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項８】
前記ジェットポンプへ流体を加圧下で供給するための供給パイプ（５８Ａ，５８Ｂ）に配置される調整弁（６０Ａ，６０Ｂ）を更に含み、
前記第１のポンプの流入オリフィスの圧力を制御するように、前記調整弁の開放が制御され得る請求項１から７のいずれか一項に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼プレチャンバと、主燃焼チャンバと、燃料および酸化剤をそれぞれ前記エンジンに供給するための２つの供給パイプと、それぞれがタービンと関連付けられるポンプを有する２つのターボポンプと、を備え、前記ポンプは、前記供給パイプのそれぞれの下流側端部に配置されるとともに、燃料および酸化剤を、流体分配回路を介して供給ポンプから前記主燃焼チャンバへと送り込むのに適し、前記分配回路は、燃料および酸化剤の少なくとも一部を前記プレチャンバ内で燃焼させるために前記プレチャンバへ案内するのに適するとともに、そのようにして生み出される高温ガスを、前記ターボポンプの少なくとも１つのタービンを駆動させながら、前記プレチャンバから前記燃焼チャンバへと案内するのに適する、ロケットエンジンに関する。
【０００２】
そのようなエンジンは、「多段燃焼機関」であると言われる。本発明は、このタイプのエンジンの燃料供給回路または酸化剤供給回路における改良を提案する。
【背景技術】
【０００３】
そのようなエンジンの製造には、タービンからの高温ガスを主燃焼チャンバに組み込まれる注入ヘッドへと注入するようにすることが求められる。高温ガスのこの注入のためには、高温ガスを再注入するための回路の（タービンの出口から注入ヘッドまでの）長さを最小にするために、エンジンの供給ポンプを、それらのポンプが下方にあり且つそれらのタービンが上方にあるように埋設することが好ましい。
【０００４】
しかしながら、その形態は、ポンプよりも上流側に屈曲部を含む供給パイプを伴う。残念ながら、そのような屈曲部は、供給パイプにおいてヘッドロスを引き起こし、このヘッドロスは、エンジンが動作している段階中にポンプの良好な動作に弊害をもたらす。したがって、それにもかかわらずエンジンが動作している間にポンプの流入オリフィスで十分な圧力を維持するためには、供給パイプに配置される或いは供給パイプと燃料タンクまたは酸化剤タンクとの間に配置されるブースターポンプを、燃料供給回路または酸化剤供給回路に設けることが一般的なやり方である。
【０００５】
それにもかかわらず、その解決策は、更なる構成要素、すなわち、ブースターポンプおよびそれらの供給システムをエンジンに付加するという欠点を有する。これは、余分な複雑さ、コスト、および、重量をもたらす。
【０００６】
また、プレチャンバを有する様々なロケットエンジンが文献ＵＳ２００１／００１５０６３にも開示される。そのようなエンジンの構造を簡略化するために、その文献は、プレチャンバからくる燃焼ガスが主パイプのうちの１つへ注入されるようにガス分配回路を配置することを教示する。
【０００７】
それにもかかわらず、その実施形態は、主パイプ内で流れる燃料または酸化剤と比べて極めて高温の注入ガスをもたらす。そのような注入は、主パイプにおける注入点よりも下流側にある構成要素を非常に大きな温度差および応力にさらし、更に、そのような状態下では、エンジンが安定して動作するように確保することが難しい。
【０００８】
ポンプの流入オリフィスで十分な圧力を確保するための他の既知の解決策は、燃料タンク内及び／又は酸化剤タンク内の圧力を上昇させることにある。それにもかかわらず、その解決策も、複雑さの増大を引き起こし、特に、タンクの壁の厚さに必要とされる増大に起因して重量の増大を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、序文で与えられたタイプのエンジンであって、エンジンの供給パイプにおける屈曲部によってもたらされるヘッドロスが少なくとも部分的に補償され、それにより、ポンプの流入オリフィスで十分な圧力を維持するとともに、ブースターポンプなどの更なるターボマシンを使用することなくそのように行なって、推進アセンブリのコストおよび重量を低減するエンジンを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、エンジンにおいて、ジェットポンプが前記ポンプのうちの第１のポンプに供給する少なくとも第１の供給パイプに配置され、前記分配回路は、前記第１の供給パイプ内を流れて且つ加圧下に置かれる流体の一部を、前記ジェットポンプへと案内するのに適し、前記ジェットポンプは、前記流体の一部を前記第１の供給パイプ内で前記第１のポンプの流入オリフィスへ向けて流れる流体に混入させるように注入するのに適する、ことにより達成される。この駆動の効果により、第１のポンプの流入オリフィスよりも上流側の第１の供給パイプ内の圧力が増大される。圧力のこの増大は、前記第１のポンプの流入オリフィスで比較的高い圧力を維持する役目を果たして、流入オリフィスにおけるキャビテーションを減少させ或いは更には排除する。
【００１１】
「供給パイプ内を流れて且つ加圧下に置かれる流体の一部」という表現は、第１の供給パイプから取り込まれるとともに供給パイプの圧力よりもかなり高い圧力、例えば供給パイプ内の圧力よりも少なくとも１００バール高い圧力まで上昇される流体の流れを示す。
【００１２】
この流体流れは、第１の主パイプから引き出される前には、第１の主パイプ内の圧力下に置かれてもよく、その後、一般に、この流体流れは、前述した第１のポンプによって加圧下に置かれる。あるいは、この流体流れは、主パイプから取り込まれた後、例えば圧力ブースターによって加圧下に置かれてもよい。
【００１３】
好ましくは、ジェットポンプは、前記流体の一部のみを第１の供給パイプに注入する（すなわち、流体の一部は、それ自体、他の流体と混合されることなく注入される）。流体の一部は、特に、除去パイプを介して第１の主パイプから取り込まれてもよく、その後、加圧下に置かれてもよい。
【００１４】
その結果、ジェットポンプにより注入される流体流れは、第１の主パイプ内を流れる流体と同じ組成を成す。
【００１５】
結果として、ジェットポンプにより注入される流体は、第１の主パイプ内を流れる流体の化学組成を変えない。その結果、流体のこの注入は、好適には、主燃焼チャンバ内へ注入される物質の化学量論の望ましくない変化を引き起こすことによって主燃焼チャンバ内の燃焼の質を下げるという危険を冒さない。
【００１６】
好ましくは、分配回路は、ジェットポンプにより注入される流体が例えばプレチャンバからくる燃焼ガス或いは何らかの他の燃焼によってもたらされる燃焼ガスを含まないように配置される。したがって、ジェットポンプにより注入される流体の温度は、流体がジェットポンプにより注入されるポイントにおける第１の主パイプ内の流体の温度に近い（すなわち、温度差は５０Ｋ未満または１００Ｋ未満にとどまる）。これにより、ジェットポンプによる流体の注入は、注入が不規則な態様または一定でない態様で行なわれる場合であっても、有害な熱応力をエンジンにもたらす場合がある温度変化を引き起こさない。
【００１７】
分配回路は、好ましくは、流体がジェットポンプにより注入されるポイントで第１の供給パイプ内を流れる流体のように、ジェットポンプにより注入される流体が液相状態であるように配置される。その結果、ジェットポンプによる流体注入は、主燃焼チャンバ内の化学量論の望ましくない変化および主燃焼チャンバ内に注入される材料の量の望ましくない変化をもたらす可能性がある二相流を引き起こさない。
【００１８】
本発明において、加圧下の流体は、供給パイプ内へと、したがって第１のポンプの上流側に高速で注入される。注入された後、注入流体の速度は急に降下する。逆に、流体の運動量の降下は、圧力の上昇へと変換される。この圧力上昇は、供給パイプ内で生じるヘッドロスを補償する役目を果たす。
【００１９】
先の定義において、ジェットポンプの存在は、１つの供給パイプのみに関して定められる。それにもかかわらず、好ましくは、両方の供給パイプにそれぞれのジェットポンプが設けられ、それにより、エンジンの燃料および酸化剤の両方に関して本発明の寄与の利益を享受できる。
【００２０】
エンジンは、１つ或いは２つのプレチャンバを有してもよい。エンジンが２つのプレチャンバを有する場合には、それらのプレチャンバが燃料と酸化剤とにそれぞれ関連付けられる。
【００２１】
加圧下の流体は、好ましくは、第１のポンプによって送出される流体の一部である。
【００２２】
それにもかかわらず、前記第１のポンプの下流側で燃料または酸化剤を圧縮するために圧力ブースターが使用される場合には、ジェットポンプへ送出される加圧下の流体の流れを、圧力ブースターにより送出される流体の流れから、特に、圧力ブースターの送出オリフィスから送出される或いはそのオリフィスに接続される流体パイプから取り込まれることによって送出される流体の流れから、等しく良好に取り込むことができる。
【００２３】
圧力ブースターは、一般に、主ポンプの直ぐ下流側に位置されて主ポンプと同じシャフト上に配置されるインペラ（または、ブレード付きホイール）を有するポンプの形態を成す。圧力ブースターの機能は、主パイプから取り込まれる燃料または酸化剤の一部の圧力を上昇させて、この圧力を、取り込まれる流体を燃焼プレチャンバ内へ注入できるようにするのに十分な値まで上昇させることである。
【００２４】
ジェットポンプの動作は、例えば、このポンプ（または、これらのポンプ）に加圧下の流体を供給するためにパイプに配置される調整弁によって制御されてもよい。そのような状況下で、エンジンは、ジェットポンプに加圧下の流体を供給するためにパイプに配置される調整弁も有してもよく、また、弁の開放は、前記第１のポンプの流入オリフィスの圧力を制御するように制御され得る。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のエンジンの構造は、以下の利点を与える。
・ジェットポンプは、非常にコンパクトであるとともに、過去に使用されたブースターポンプを省くことができるようにするため、エンジンのレイアウトが非常に容易である。
・実施が非常に簡単である。
・回転部品がなく、高度なローバスト性がある。
・圧力ブースターを有するエンジンにおいて、圧力ブースターからの出口で送出される流体の使用が最適化される。
【００２６】
非限定的な例として与えられる実施形態の以下の詳細な説明を読むと、本発明を十分に理解できるとともに、本発明の利点がより良く分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、従来技術のロケットエンジンの概略軸方向断面図である。
【図２】図２は、本発明のロケットエンジンの概略軸方向断面図である。
【図３】図３は、図２のエンジンで使用されるジェットポンプの概略軸方向断面図である。
【図４】図４は、従来技術のロケットエンジンの概略軸方向断面図である。
【図５】図５は、圧力ブースターと単一のプレチャンバとを有する実施形態における本発明のロケットエンジンの概略軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図１を参照して、従来技術のタイプのロケットエンジン１０について説明する。
【００２９】
このエンジン１０は多段燃焼機関である。エンジンは、主燃焼チャンバ１４内で燃焼されて膨張される酸化剤および燃料を吸入して圧縮する。記載される例では、燃料が水素であり、酸化剤が酸素であるが、本発明との関連で他の燃料／酸化剤の対を使用することができる。
【００３０】
エンジン１０は、２つの燃焼プレチャンバ１２Ａ，１２Ｂと、主燃焼チャンバ１４と、燃料および酸化剤をそれぞれエンジンに供給するための２つの供給回路１６Ａ，１６Ｂと、発散コーン１７を与えるノズルと、２つのターボポンプ２０Ａ，２０Ｂとを有する。
【００３１】
各供給回路１６Ａ，１６Ｂは、ブースターポンプ（１８Ａ，１８Ｂ）、フレキシブルセグメント（２４Ａ，２４Ｂ）、および、供給パイプ（２２Ａ，２２Ｂ）を有する。
【００３２】
ターボポンプ２０Ａ，２０Ｂは、水素用および酸素用のそれぞれの従来のタイプのターボポンプである。これらの各ターボポンプは、タービン（タービン２８Ａ，２８Ｂのうちの一方）と関連付けられるポンプ（ポンプ２６Ａ，２６Ｂのうちの一方）を備える。ポンプ２６Ａは二段ポンプであり、一方、ポンプ２６Ｂは１段のみである。ポンプ２６Ａ，２６Ｂは、供給パイプ２２Ａ，２２Ｂのそれぞれの下流側端部３０Ａ，３０Ｂに配置される。ポンプ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれ、燃料および酸化剤をそれらが蓄えられるタンク（図示せず）から供給パイプを介して流体分配回路３２により主燃焼チャンバ１４へと送り込む役目を果たす。
【００３３】
エンジン１０は以下のように動作する。
【００３４】
燃料および酸化剤は、それらのそれぞれのタンクからブースターポンプ１８Ａ，１８Ｂによって送り込まれ、また、燃料および酸化剤は、フレキシブルセグメント２４Ａ，２４Ｂおよび供給パイプ２２Ａ，２２Ｂを通り過ぎる。その後、燃料および酸化剤は、これらのパイプからポンプ２６Ａ，２６Ｂによって送り込まれる。
【００３５】
燃料回路
ポンプ２６Ａは、流体をパイプ２２Ａから燃料再生回路３４へと排出する。この回路３４は、燃焼チャンバ１４と接触した状態で通過し、それにより、燃料の温度を上昇させつつ燃焼チャンバを冷却する。ガスの流れは、回路３４から出ると、分岐点Ｔ１で二つに分かれる。ガスの第１の部分は、発散コーンを冷却するために回路３６へと案内される。ガスの他の部分は、第２の分岐点Ｔ２でもう一度二つに分けられる。この分岐点を通り過ぎるガスの第１の部分は、パイプ３８を介して燃焼チャンバ内へ注入され、また、一部は、パイプ４０を介して、発散コーンを冷却するための回路３６へと案内され、残りの部分は、第３の分岐点Ｔ３を介して２つのプレチャンバ１２Ａ，１２Ｂへとパイプ４２により案内される。
【００３６】
酸化剤回路
ポンプ２６Ｂは、流体をパイプ２２Ｂから分岐点Ｔ１０へと送出し、該分岐点Ｔ１０で酸化剤の流れが２つに分けられる。第１の部分は、パイプ４１を介して燃焼チャンバ１４へと案内される。そこから、この第１の部分は、ドーム４６へと注入され、このドーム４６において、タービン２８Ａ，２８Ｂからくる高温ガスと共に燃焼される。
【００３７】
分岐点Ｔ１０を通り過ぎる流れの第２の部分は、酸化剤再生回路４４へ案内されて、主燃焼チャンバ１４と接触した状態で流れる。その流れは、回路４４からの出口で、２つのプレチャンバ１２Ａ，１２Ｂに酸化剤を供給するべく、分岐点Ｔ１１においてもう一度二つに分けられる。
【００３８】
前述したように、燃料および酸化剤のそれぞれの部分は、分配回路３２に取り込まれて、プレチャンバ１２Ａ，１２Ｂへ案内される。これらのプレチャンバ内で続いて起こる燃焼により生み出されるガスは、タービン２８Ａ，２８Ｂを通過する。このガスによってこれらのタービンへ伝えられる出力は、ターボポンプ２０Ａ，２０Ｂのポンプ２６Ａ，２６Ｂを駆動させる役目を果たす。タービン２８Ａから出る高温ガスは、パイプ４５を介して燃焼チャンバ１４内へ注入されて、パイプ３８内で移動する燃料の流れと混合される。タービン２８Ｂから出る高温ガスは、パイプ４８を介して燃焼チャンバ１４内へ注入される。両方のパイプ（パイプ４５，４８）において、タービン２８Ａ，２８Ｂからくる（および、パイプ４５内で燃料と混合される）ガスは、注入ヘッド５２を介して燃焼チャンバ１４内に注入される。
【００３９】
その後、ガスは、燃焼チャンバ内で、パイプ４１により注入された酸化剤と共に燃焼される。
【００４０】
燃焼チャンバ１４内で燃焼されたガスは、発散コーン１７内に排出されて膨張される。
【００４１】
また、レギュレータシステム５０は、タービン２８Ｂから出てタービン２８Ｂよりも上流側でプレチャンバ１２Ｂ内へ再注入される高温ガスの一部をそらす役目を果たす。このシステムは、ターボポンプ２０Ａ，２０Ｂにより伝えられる出力を制御する役目を果たす。
【００４２】
エンジン１０において、ガスをタービン２８Ａ，２８Ｂから注入ヘッド５２へ向けて主チャンバ内へと運ぶ役目を果たす高温ガスパイプ４５，４８は、最も重要な要素を構成する。そのため、これらのパイプの長さを最小にする必要がある。この目的のため、エンジンがコンパクトになるようにするべく、ターボポンプ２０Ａ，２０Ｂが「ポンプロー（pump low）」形態で配置される。これは、タービン２６Ａ，２６Ｂを可能な限り注入ヘッド５２に近づけることを可能にする（図１において、図の上部は、エンジンの動作位置でエンジンから上方へ向かう垂直方向に対応する）。
【００４３】
それにもかかわらず、ポンプ２６Ａ，２６Ｂがターボポンプの下端にある状態でエンジン１０を配置するには、ポンプよりも上流側で屈曲部５４を用いる必要がある。エンジン１０において、これらの屈曲部５４によりもたらされるヘッドロスは、ブースターポンプ１８Ａ，１８Ｂによって補償される。
【００４４】
図２は、ブースターポンプ１８Ａ，１８Ｂに頼ることを回避できるようにする本発明の実施形態を示す。
【００４５】
図２は、反対のことが明記される場合を除いてエンジン１０と同一であるエンジン１００を示す。そのため、同一または類似の要素には同じ参照符号が与えられる。
【００４６】
エンジン１０と比べると、エンジン１００の特別な特徴は、それが２つのジェットポンプ１０２Ａ，１０２Ｂを有し、逆に言えば、それがエンジン１０のポンプ１８Ａ，１８Ｂなどのブースターポンプで動作するように設計されないという点である。したがって、エンジン１００は、燃料および酸化剤がブースターポンプを何ら通り過ぎる必要なくそれらのそれぞれのタンクから直接にくることにより動作できる。
【００４７】
ジェットポンプ１０２Ａ，１０２Ｂは、エンジン１００の軸Ｘと平行なパイプ２２Ａ，２２Ｂのセグメント５６Ａ，５６Ｂの屈曲部５４よりも上流側に配置される。
【００４８】
これらのジェットポンプは、ポンプ２６Ａ，２６Ｂの送出オリフィスから送出されるガスの一部を取り込む供給パイプ５８Ａ，５８Ｂによって、ガスを供給される。
【００４９】
したがって、提案される解決策は、流体の圧力を上昇させる効果を有するポンプ２６Ａ，２６Ｂよりも下流側の主供給パイプ内を流れる流体の一部を屈曲部５４よりも上流側、したがってポンプ２６Ａ，２６Ｂよりも上流側に位置されるジェットポンプに供給するべく案内するように分配回路が配置されるようにすることである（後述する他の実施形態において、ジェットポンプに供給するために使用される流体および主パイプのうちの１つからくる加圧下の流体は、プレチャンバに燃料または酸化剤を供給するために使用される圧力ブースターによって加圧される）。
【００５０】
ジェットポンプ１０２Ａ，１０２Ｂの動作は、ジェットポンプ１０２Ａ（ジェットポンプ１０２Ｂも同様である）の軸方向断面である図３に示される。
【００５１】
ポンプ１０２Ａは、パイプ２２Ａのセグメント１１０Ａによって構成される本体を有する。このセグメント１１０Ａは、セグメント５６Ａの直径Ｄ２よりも小さい直径Ｄ１の部分１１２であって、以下に詳しく記載される理由により「ミキサー」として知られる部分１１２を与える。
【００５２】
ポンプ１０２Ａは注入器１１４も有する。注入器は、パイプ５８Ａの下流側端部によって構成される。注入器１１４は、ミキサー１１２よりも上流側に短い距離を隔ててパイプ２２Ａ内に入り込むパイプ屈曲部の形態を成す。
【００５３】
したがって、注入器１１４の端部１１６は、ミキサー１１２の軸Ｘ２上にあるチューブのセグメントの形態を成し、このチューブは、ミキサー１１２の直径Ｄ１よりもかなり小さい直径Ｄ３を有する。例えば、直径Ｄ１はＤ２の１／３である。
【００５４】
ポンプ２６Ａによってパイプ５８Ａ内へ送出される高圧流体は、それが注入器１１４を通過する際に加速する。その後、高圧流体は、ミキサー１１２の上流側部分で供給パイプ２２Ａ内へ注入されて、ポンプ２６Ａの流入オリフィスへ（下方へ）向かう。ミキサー１１２内で、注入器１１４により注入される流体と供給パイプ２２Ａ内で循環される燃料とが互いに混合する。
【００５５】
主パイプ２２Ａ内での速度は、ミキサー１１２を通り抜ける際に、該ミキサーの小さい直径に起因して特に高い。これに対し、ミキサー１１２よりも下流側では、流体の速度が減少し、ジェットポンプ１０２Ａの上流側の圧力よりも高い圧力がディフューザと称される口広がり部分１１８内で漸進的に確立されるようになる。
【００５６】
これにより、流体を注入してパイプ２２Ａ内に既にある流体に混入させるジェットポンプの効果は、その流体の圧力をポンプの下流側で増加させるようになっている。
【００５７】
ポンプ１０２Ａの作用によってもたらされる圧力増加は、注入器１１４により流体が注入される割合を調節することによって調整される。この調整は、ジェットポンプ１０２Ａへ水素を供給するためのパイプ５８Ａに配置される調整弁６０Ａ（または、酸素供給パイプにおいてはそれに対応して６０Ｂ）を図示しない制御ユニットを用いて制御することによって行なわれる。
【００５８】
図４は従来技術のロケットエンジン２０を示す。このロケットエンジンの配置および動作は、前述したエンジン１０の配置および動作に類似し、したがって、それらを再び詳しく説明しない。
【００５９】
エンジン２０は、反対のことが明記される場合を除いてエンジン１０と同一である。そのため、同一または類似の要素は同じ参照符号を有する。
【００６０】
エンジン２０の特別な特徴は以下の通りである。
【００６１】
第１に、エンジン２０は、単一の燃焼プレチャンバ２１２のみを有する。２つのプレチャンバをそれぞれ２つの各ターボポンプ２０Ａ，２０Ｂと位置合わせして配置するのではなく、エンジン２０は中央プレチャンバ２１２を有する。
【００６２】
プレチャンバには、２つのパイプ２０２，２０４によって水素と酸素とがそれぞれ供給される。
【００６３】
プレチャンバ２１２から出る加圧下の燃焼ガスは、回転駆動する２つのターボポンプのタービン２２８Ａ，２２８Ｂへとパイプ２０６Ａ，２０６Ｂを介して案内される２つの流れに分けられる。
【００６４】
このガスは、その後、それが燃焼されて終わる燃焼チャンバへと案内される。
【００６５】
エンジン２０の効率を高めるために、圧力ブースター２１０が酸素移送回路に設けられる。この圧力ブースターは、パイプ２０４内の酸素を加圧する役目を果たす。圧力ブースター２１０の送出オリフィスでの圧力は、ポンプ２２６Ｂの送出オリフィスでの圧力よりもかなり高く、一般的には、この圧力は３５０バールであり、一方、ポンプ２２６Ｂの送出オリフィスでの圧力は２００バールの範囲内となる場合がある。この圧力は、プレチャンバ２１２に酸素を適切に供給できるように決定される。
【００６６】
ポンプ２２６Ｂにより送出される酸素は、パイプ２１５を介して燃焼チャンバへと案内される。このパイプを通り過ぎる酸素の一部は、パイプ２１４を介して取り込まれ、その後、圧力ブースター２１０を通過する。
【００６７】
圧力ブースター２１０はポンプ２２０Ｂのタービン２２８Ｂによって駆動され、したがって、タービン２２８Ｂ、圧力ブースター２１０、および、ポンプ２２６Ｂは、共通のシャフトを共有する。
【００６８】
圧力ブースター２１０よりも下流側では、パイプ２１４が分岐点Ｔ４で２つに分かれ、その後、酸素の主要部は、バイパス接続部２１６を介してパイプ２１５につながり、また、酸素の残りの僅かな部分は、プレチャンバに酸素を供給するべくパイプ２０４によってプレチャンバ２１２へと案内される。
【００６９】
図５はロケットエンジン２００を示す。このエンジンは、本発明を組み込むように変更されたエンジン２０から得られる。エンジン２００は、反対のことが明記される場合を除いてエンジン２０と同一である。そのため、同一または類似の要素は同じ参照符号を有する。
【００７０】
エンジン２００では、２つのジェットポンプ２０２Ａ，２０２Ｂが酸素および水素の供給パイプ２２２Ａ，２２２Ｂに配置される。これらのジェットポンプ２０２Ａ，２０２Ｂは、動作および構造が前述したポンプ１０２Ａ，１０２Ｂに類似する。また、これらのジェトポンプは同じ効果をもたらす、すなわち、これらのジェットポンプはポンプ２２６Ａ，２２６Ｂの供給圧を上昇させる。
【００７１】
ジェットポンプ２０２Ａには、ポンプ１０２Ａと同様の態様で、ポンプ２２６Ａの送出オリフィスから水素を取り込む供給パイプ２５８Ａによって加圧下で水素が供給される。
【００７２】
ジェットポンプ２０２Ｂには、圧力ブースター２１０の送出オリフィスよりも下流側に位置されるパイプ２１４の部分から酸素を取り込む供給パイプ２５８Ｂによって加圧下で酸素が供給される。結果として、エンジン２００が動作中の間、圧力ブースター２１０により高圧で送出される酸素が供給パイプ２２２Ｂ内を流れる酸素に混入し、それにより、好適には、ポンプ２２６Ｂの流入オリフィスで圧力が上昇する。
【図１】
0006028043.tif 000002
【図２】
0006028043.tif 000003
【図３】
0006028043.tif 000004
【図４】
0006028043.tif 000005
【図５】
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