Entwicklung der Optisch Zugänglichen Druckbeaufschlagten OCORE- Magerbrennkammer in Selektiver Laserschmelzbauweise

Abstract

Für den Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK1 wurde die optisch zugängliche OCORE–Brennkammer komplett im Selektiven Laserschmelzverfahren aus dem Werkstoff Inconel 718 hergestellt. Die aus den drei Komponenten Plenum, Flammrohr und Übergangsbereich bestehende Brennkammer ist luftgekühlt. Dabei sind bei den drei monolithischen Komponenten die aufgrund des Bauprinzips gegebenen Möglichkeiten eines mehrschaligen Aufbaus der Brennkammer in Konstruktion und Fertigung umgesetzt worden. Im Plenum werden Primär-, Sekundär- und verschiedene Kühlluftmassenströme in übereinander liegenden Kanälen geführt. Das Flammrohr ist mit einer Prall-Effusions-Kühlung versehen und von zwei Seiten über die komplette Länge der Brennkammer optisch zugänglich. Zur Kompensation der unterschiedlichen Wärmedehnungen sind im Flammrohr Federn integriert. Darüber hinaus können an den Seiten des Flammrohres wassergekühlte Wandelemente zur Aufnahme von Kamerasonden eingebracht werden. Diese Seitenwände sind so ausgeführt, dass die Sonden aus der Brennkammer zurückgesetzt sind und so die Strömung möglichst wenig beeinflussen. Im Übergangsbereich zur Turbine, bzw. Brennkammeraustritt können alle Seiten der Brennkammer mit Glasscheiben versehen werden, so dass ein maximaler optischer Zugang gegeben ist. Durch den Betrieb der Brennkammer über viele Betriebsstunden ohne technische Störungen konnte der Nachweis erbracht werden, dass es möglich ist komplette Brennkammern mit dem neuen Fertigungsverfahren des Selektiven Laserschmelzens als Monolith herzustellen und problemlos zu betreiben.