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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE19538769 A1
Publication typeApplication
Application numberDE1995138769
Publication date7 Mar 1996
Filing date18 Oct 1995
Priority date18 Oct 1995
Publication number1995138769, 95138769, DE 19538769 A1, DE 19538769A1, DE-A1-19538769, DE19538769 A1, DE19538769A1, DE1995138769, DE95138769
InventorsDieter Schulz
ApplicantDieter Schulz
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Underwater ram jet engine in open or pulsed configuration
DE 19538769 A1
Abstract
The ram jet engine has the water being accelerated by a gaseous medium of high pressure directed into the expansion chamber. The water is then converted into a gaseous state by pressurising with high energy radiation. The high energy radiation can be in the form or sound waves or electromagnetic radiation. Alternatively, in a pulsed configuration compressed air or pressurised water may be used.
Claims(4)  translated from German
1. Unterwasserstaustrahltriebwerk in offener oder gepulster Ausführung, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium Wasser im Triebwerk durch ein in die Expansionskammer geleitetes, gasförmiges Medium hohen Drucks beschleunigt wird. 1. underwater ramjet engine in open or pulsed type, characterized in that the medium is accelerated by water into the expansion chamber-led, gaseous medium high pressure in the engine.
2. Unterwasserstaustrahltriebwerk in offener oder gepulster Ausführung, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium Wasser im Triebwerk in der Expansionskammer durch Beaufschlagung mit energiereicher Strahlung in den gasförmigen Zustand zur Erzeugung hohen Expansionsdrucks überführt wird. 2. underwater ramjet engine in open or pulsed version, characterized in that the medium of water is transferred by exposure to high-energy radiation in the gaseous state to generate high pressure in the expansion engine in the expansion chamber.
3. Unterwasserstaustrahltriebwerk in offener oder gepulster Ausführung, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium Wasser im Triebwerk zur Erzeugung eines hohen Expansionsdrucks in der Expansionskammer mit zugeführten flüssigen Druckmedien beaufschlagt wird. 3. underwater ramjet engine in open or pulsed type, characterized in that the medium of water is applied to the engine to generate a high expansion pressure in the expansion chamber with the supplied liquid media.
4. Unterwasserstaustrahltriebwerk in offener oder gepulster Ausführung, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des Druckes in der Expansionskammer nach den Möglichkeiten aus den Ansprüchen 1 bis 3 zusätzlich selbst gepulst ist. 4. underwater ramjet engine in open or pulsed type, characterized in that the generation of pressure in the expansion chamber for the possibilities of claims 1 to 3 additional pulsed itself.
Description  translated from German

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb für Wasserfahr zeuge, bei dem sich die Vortriebskraft als unmittelbare Reaktions kraft aus einer definiert beschleunigten Wassermenge ergibt. The present invention relates to a drive for driving water vehicles, in which the propelling force powerful results as a direct response from a defined amount of water accelerated.

Antriebe für Wasseroberflächenfahrzeuge im allgemeinen sowie U- Boote, Torpedos und sonstige Unterwasserfahrzeuge sind in mannig faltiger Form bekannt. Drives for water surface vehicles in general and submarines, torpedoes and other underwater vehicles are known in Mannig wrinkled shape. Gemein ist diesen Antrieben, daß sie in der Regel eine Strömungsbeschleunigung des Wassers an rotierenden Flü geln erzeugen und den so erzeugten hydrodynamischen Auftrieb am Flügel im Sinne von Vortrieb nutzen. Common to these drives that they usually generate a flow acceleration of the water on rotating Wing rules and use the thus generated hydrodynamic lift on the wing in the sense of propulsion.

Des weiteren sind Wasserfahrzeugantriebe in Form von Schaufelrä dern sowie deren Ableitungen und zu diesen verwandte Wassertrans portbänder in gekapselter Ausführung bekannt. Furthermore watercraft drives in the form of Schaufelrä countries and their derivatives and related to these water Trans conveyor belts are known in encapsulated design. Ihre Wirkweise be ruht darauf, daß nicht die Auftriebskomponente, sondern die Wider standskomponente an den Vorrichtungen, mit den das Wasser be schleunigt wird, zum Vortrieb genutzt wird. Their mode of action be based on the fact that not lift component, but the opponent was component of the devices with the water will be accelerated, is used for propulsion.

Schließlich sind noch solche Unterwasserfahrzeugantriebe bekannt, bei denen eine Potentialdifferenz an einem Schiffsrumpf dazu ge nutzt werden soll, Wasserteilchen längs des Rumpfes zu beschleuni gen und so einen Vortrieb zu erhalten. Finally, there are those underwater vehicle propulsion systems are known in which a potential difference is to be on a ship's hull to use ge, water particles along the hull conditions for acceleration and thus obtain a propulsion.

Der Nachteil der genannten Antriebe ist dabei darin zu sehen, daß ein vergleichsweise hoher mechanischer oder sonstiger Aufwand be trieben werden muß, daß diese Antriebe schwer sind und daß insbe sondere eine Wasserverunreinigung nicht ausgeschlossen werden kann. The disadvantage of these drives is to be seen in the fact that a relatively high mechanical or other expenses must be driven that these drives are hard and that particular special water contamination can not be excluded.

Wünschenswert wäre zumindest in Sonderfällen ein leichter, unkom plizierter Antrieb, bei dem eine Wasserverunreinigung bereits durch die Tatsache ausgeschlossen ist, daß keine wasserverunreini genden Betriebs- und Hilfsstoffe zum Einsatz kommen. Desirable would be a lighter, more complicated unkom drive where water contamination is already excluded by the fact that no wasserverunreini ing process materials are used at least in special cases.

Ein solcher Antrieb ist bei Einbezug von Akkumulatoren als Ener giespeicher für Elektromotoren nicht bekannt. Such a drive is not known at giespeicher inclusion of accumulators as energy for electric motors.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen leichten, unkomplizier ten Antrieb für Wasserfahrzeuge zu ermöglichen, bei dessen Verwen dung eine Wasserverunreinigung sicher ausgeschlossen werden kann. The object of the invention is therefore to provide easy, unkomplizier th drive for ships at sea, whose Verwen making a water pollution can be safely excluded.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Hybrid-Staustrahl triebwerk bzw. einem Pulso-Triebwerk für den Unterwasserbetrieb gelöst. This object is achieved according to engine, with a hybrid ramjet or solved a Pulso engine for underwater operation.

Staustrahltriebwerke der Luftfahrt weisen keine rotierenden Teile auf und bestehen im wesentlichen aus einem Diffusor, einer Expan sionskammer und einem nachgeordneten Strömungsbeschleuniger nach dem Venturi-Prinzip. Ramjets aviation have no moving parts and consist essentially of a diffuser, a Expan sion chamber and a downstream flow accelerator according to the Venturi principle. Die Wirkweise dieser Staustrahltriebwerke be ruht darauf, daß bei gegebenem hohen Staudruck des Mediums Luft am Eintritt und dessen Beaufschlagung mit Treibstoff das resultie rende Gemisch in der Expansionskammer gezündet und in Strömungs richtung beschleunigt werden kann. The mode of action of the ramjets be based on the fact that for a given high dynamic pressure of the medium air at the inlet and the velocity profile can be fired with fuel-saving resultie the mixture in the expansion chamber and accelerated in the direction of flow.

Die Gerichtetheit der Gasbeschleunigung setzt dabei neben der be sonderen Form der Expansionskammer und einem nachgeordneten Strö mungsbeschleuniger immer einen hohen Staudruck im Eintritt der Vorrichtung - dem Diffusor - voraus. The directionality of the gas acceleration relies addition to the down specific form of the expansion chamber and a downstream Strö determination accelerator always a high back pressure in the inlet of the device - the diffuser - expected. Das Staustrahltriebwerk ist somit nicht stationär zu betreiben und kann auch nicht zum Start eines Luftfahrzeuges eingesetzt werden. The ramjet is therefore not to operate stationary and can not be used to start an aircraft.

Dieser Nachteil kann in der Luftfahrt dadurch ausgeglichen werden, daß die Zündung des Gasgemisches durch ein nach dem Diffusor ange ordnetes Flatterventil gepulst wird. This disadvantage can be compensated in aviation that ignition of the gas mixture is pulsed by a pre-arranged by the diffuser flutter valve. Die Expansionskammer wird durch dieses Flatterventil bei Zündung des Gemisches durch den Expansionsdruck selbsttätig entgegen der Strömungsrichtung ge schlossen und der Beschleunigungsvorgang wird somit eindeutig ge richtet, ohne daß ein sehr hoher Staudruck im Diffusor vorliegen muß. The expansion chamber is this flutter valve upon ignition of the mixture through the expansion pressure automatically against the flow direction closed ge and the acceleration process is thus clearly aimed ge without a very high dynamic pressure in the diffuser must be present. Derartige Pulsotriebwerke können auch stationär betrieben werden, wenn die Reaktionskette mittels eingepreßter Luft durch den Diffusor in Gang gesetzt wird. Such Pulsotriebwerke can also be operated stationary when the reaction chain by means of pressed-air is set in motion by the diffuser.

Charakteristisch ist für beide Triebwerksvarianten, daß ihre Effektivität mit zunehmender Relativbewegung durch das Medium Luft steigt - mithin bei hoher Fluggeschwindigkeit bzw. hohem Stau druck. It is characteristic of both engine variants that their effectiveness with increasing relative motion through the medium of air rises - thus at high airspeed and high storage pressure.

Für einen Unterwasserstaustrahlantrieb in erfindungsgemäßer Aus führung wird das oben genannte, bekannte Prinzip wie folgt wei terentwickelt: For an underwater ramjet in accordance with the invention From the above guidance, known principle is as follows wei oped:

Beschleunigungsmedium ist nicht Luft, sondern Wasser, dessen Dichte etwa 800 mal größer ist als die Dichte der Luft. Acceleration medium is not air, but water, whose density is about 800 times greater than the density of air. Dement sprechend werden die erforderlichen hohen Staudrücke im Staustrahltriebwerk bereits bei wesentlich kleineren Relativbewe gungen des Triebwerks im Medium erreicht. Dement speaking the required high dynamic pressures in the ramjet be achieved at much smaller Relativbewe conditions of the engine in the medium.

Der Vortrieb aus erzeugter Beschleunigung des Mediums Wasser fällt entsprechend dessen höherer Dichte größer aus. The excavation of generated acceleration of the medium water falls according to its higher density greater.

Neu ist an der hier vorgelegten Erfindung, daß nicht das Strömungs medium mit Treibstoff versetzt und gezündet wird, sondern daß zur Erzeugung geeigneter Druckverhältnisse in der Expansionskammer entweder ein gasförmiges oder flüssiges Medium mit hohem Druck eingeleitet wird oder das das Medium Wasser durch intensive Anre gung mit energiereicher Strahlung - Schall und elektromagnetische Wellen - zur Verdampfung angeregt wird. A novel feature of the invention disclosed here, lest the flow medium is mixed with fuel and ignited, but that either a gaseous or liquid medium with a high pressure is introduced for generating suitable pressure conditions in the expansion chamber or the supply water medium through intensive Anre with energy radiation - acoustic and electromagnetic waves - is excited to evaporation.

Im Falle des gepulsten Triebwerkes bewirkt dies, daß das in der Kammer vorliegende Medium Wasser gerichtet nach hinten durch die Beschleunigereinheit beschleunigt wird. In the case of the pulsed power unit, this causes the medium present in the chamber, water is directed backwards accelerated by the accelerator unit. Eine zusätzliche Pulsung des Druckmediums selbst - Wasser, Preßluft, erzeugter Wasserdampf - kann dann auch bei sehr geringen Staudrücken entsprechend gerin gen Vorwärtsgeschwindigkeiten des Triebwerkes im Wasser eine nie derfrequente, diskontinuierliche Beschleunigung des Mediums Wasser bewirken. An additional pulsation of the pressure medium itself - water, compressed air, water vapor produced - can cause a never derfrequente discontinuous acceleration of the medium water in the water conditions forward speeds of the engine then even at very low dynamic pressures corresponding to clotting.

Die zeitgleich vorliegende Reaktionskraft sorgt dann für eine Be schleunigung des Triebwerkes und des mit diesem verbundenen Boots körpers. The present reaction force at the same time then provides for a body accelera tion of the engine and connected with this boat.

Es sind somit drei mögliche Varianten zu unterscheiden, die von der Erfindung abgedeckt werden: There are thus to distinguish three possible variants, which are covered by the invention:

Kontinuierliche Beschleunigung im offenen Staustrahltriebwerk durch Erzeugung von Gasdruck in der Expansionskammer, gepulste Be schleunigung durch ein Flatterventil im Einlaßbereich des Triebwerkes sowie Pulsung des zugeleiteten oder erzeugten Druckme diums selbst in der Expansionskammer. Continuous acceleration in open ramjet engine by generating gas pressure in the expansion chamber, pulsed accelera by a flutter valve in the inlet region of the engine and pulsing of the supplied or generated pressure measurement fluid handled himself in the expansion chamber.

Das in der Zeichnung wiedergegebene Unterwasserstaustrahltriebwerk zeigt in schematischer, beispielhafter Ausführung ein Triebwerk mit Flatterventil im Einlaßbereich und mit gepulster Zuführung ei nes gasförmigen Druckmediums. The reproduced in the drawing underwater ramjet shows in diagrammatic exemplary embodiment, an engine with flutter valve in the inlet region and pulsed feeding egg nes gaseous media.

In einem Triebwerksmantel ( 8 ), gebildet aus einem Einlaß ( 1 ), ei ner Expansionskammer ( 2 ) und einem Strömungsbeschleuniger ( 3 ) be findet sich hinter dem Einlaß ein Flatterventil ( 5 ). In an engine casing (8) formed from an inlet (1), egg ner expansion chamber (2) and a flow accelerator (3) be found behind the inlet a flutter valve (5). Der Zustrom des Mediums Wasser wird hier beispielhaft durch einen Kegel ( 4 ) kanalisiert. The influx of the medium water is exemplified by a cone (4) channeled here.

Die Reaktionswand der Expansionskammer weist ebenfalls beispiel haft einen Kegel ( 6 ) auf, der die Aufgabe hat, daß aus der Zulei tung ( 7 ) austretende Druckmedium im Eintrittsbereich der Kammer günstig zu verteilen, so daß das Flatterventil ( 5 ) schließt und die vollständige Wasserquantität in der Expansionskammer ausge trieben werden kann. The reaction wall of the expansion chamber also has an example of a cone (6), which has the task, that of the Zulei tion (7) exiting pressure medium in the inlet region of the chamber to distribute low, so that the flutter valve (5) closes and the full water quantity in the expansion chamber out to be exaggerated.

Die zusätzliche Pulsung des Druckmediums ist schematisch durch ein umlaufendes Kugelventil ( 10 ) in der Druckzuleitung ( 9 ) dargestellt, und wird im Beispiel dadurch bewirkt, daß ein Bypass ( 11 ) das Ku gelventil öffnend und schließend im Rotation versetzt. The additional pulsing of the print medium is schematically represented by a rotating ball valve (10) in the pressure supply line (9), and in the example is effected in that a bypass (11) puts the Ku regulating valve opening and closing in rotation. Andere Mög lichkeiten der Pulsung des Druckmediums durch andere Ventile oder auch durch Erzeugung von Druckstößen im Druckmedium sind im Sinne dieser Erfindung. Other options possi the pulsing of the print medium by other valves or by generating pressure surges in the pressure medium in the sense of this invention.

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Classifications
International ClassificationB63H11/02
Cooperative ClassificationB63H11/02
European ClassificationB63H11/02
Legal Events
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7 Mar 1996OR8Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
7 Mar 1996OP8Request for examination as to paragraph 44 patent law
7 Mar 1996OAVApplicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
11 Apr 19968122Nonbinding interest in granting licenses declared
9 May 19968105Search report available
6 Mar 19978131Rejection