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JP4196477B2 - Expander cycle engine using catalytic gas generator - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒式ガス反応器を備えたロケットエンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
液体燃料と液体酸素を用いたロケットエンジンは、ガス押し方式とターボポンプ方式に大別することができる。ガス押し方式は、液体燃料及び液体酸素を加圧タンク内に収容し、ガス圧で燃焼器に供給して燃焼させる形式のロケットエンジンであり、構造がシンプルであるが、加圧タンクの肉厚が厚くなり、かつ大量の押しガスを必要とする加圧システムが必要になることから大型ロケットの場合全体重量が大きくなる欠点がある。これに対して、ターボポンプ方式は、液体燃料及び液体酸素を低圧タンク内に収容し、ターボポンプを用いて加圧して燃焼器に供給することから、タンクを軽量にでき、かつ加圧に必要なガス量は少量ですむことから、大型ロケットでも全体重量を小さくできる特徴がある。
【0003】
ターボポンプ方式のロケットエンジンは、(a)エキスパンダサイクル、(b)GGサイクル、(c)2段燃焼サイクルの3方式に大別できる。(a)のエキスパンダサイクルは、図2(A)に模式的に示すように、2台のターボポンプ1,2と冷却ジャケット3aを有する燃焼器3を備え、ターボポンプ1で加圧した液体燃料を燃焼器3の冷却ジャケット3a内で気化させ、このガスでターボポンプ1,2を回転駆動し、ガス化した燃料と液体酸素を燃焼器3に供給して燃焼ガスを発生させるようになっている。このサイクルは、比較的低推力(例えば10〜15トン)のエンジンに特に適している。
【0004】
(b)のGGサイクルは、図2(B)に模式的に示すように更にガスゼネレータ(GG)を備え、ターボポンプ1,2で加圧した液体燃料の一部を液体酸素の一部で燃焼させて高温ガス(例えば約900℃)を発生させ、このガスでターボポンプ1,2を回転駆動し、残りの液体燃料と液体酸素を燃焼器3に供給して燃焼ガスを発生させるようになっている。
更に(c)の2段燃焼サイクルは、図2(C)に模式的に示すように、補助燃焼器4(ガス発生器又はプリバーナと呼ぶ)を備え、冷却ジャケット3a内で気化した燃料ガスを少量の酸素で一旦燃焼させ、この燃焼で発生したガスでターボポンプ1,2を回転駆動し、その排ガスと余剰酸素を主燃焼器3に供給して燃焼ガスを発生させるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したGGサイクルと2段燃焼サイクルは、エキスパンダサイクルに比較して大出力(例えば50トン以上)に適するが、以下の問題点があった。
(1)2段燃焼サイクルでは補助燃焼器4にも点火システムが必要となりシステムが複雑になると同時に主燃焼器3との着火タイミングの合わせが困難であり、着火時に激しい温度ピークが発生し、タービンに損傷を与えるおそれがあった。また、適切な弁の選択/シーケンスが難しい問題点があった。
(2)GGサイクルも着火時の温度ピーク発生のおそれが同様にあり、かつターボポンプ1,2を駆動した排ガスの圧力が低く、そのまま外部に排気するので、エンジン全体の性能が低く問題点があった。
【0006】
(3)一方、エキスパンダサイクルは、これらの問題がなく、かつシンプルで信頼性が高いが、大出力化が困難である問題点があった。すなわち、図3に模式的に示すように、推力を大きくするほど、燃焼器の出口温度が低下する傾向を示し、ターボポンプ1,2の駆動に必要なガス温度が得られなくなる問題点があった。
言い換えれば、エキスパンダサイクルにおいてターボポンプ1,2を駆動するガス温度は、通常400〜500Kであるが、大型化するほど燃焼器の冷却で得られる熱量が不足し、このガス温度が低下するため、ターボポンプ1,2を充分に駆動できなくなる問題点があった。
【0007】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ターボポンプに供給するガス温度を必要に応じて高めることができ、これにより、大型のターボポンプを駆動して大出力化が容易にできるエキスパンダサイクルエンジンを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、液体燃料を加圧する燃料ターボポンプ(12)と、液体酸素を加圧する酸素ターボポンプ(14)と、燃料ターボポンプで加圧したガスをガス化する冷却ジャケット(16a)を有する燃焼器(16)と、ガス化した燃料ガスの一部を酸化して加熱する触媒式ガス発生器(18)と、該触媒式ガス発生器に酸素を供給する酸素供給ライン(20)とを備え、酸素供給ラインの酸素流量を調節して触媒式ガス発生器で加熱されるガス温度を制御し、該発生ガスにより、燃料ターボポンプ及び酸素ターボポンプを回転駆動する、ことを特徴とするエキスパンダサイクルエンジンが提供される。
【0009】
上記本発明の構成によれば、燃料ターボポンプ(12)で加圧し冷却ジャケット(16a)でガス化した燃料ガスの一部を酸化して加熱する触媒式ガス発生器(18)と、この触媒式ガス発生器に酸素を供給する酸素供給ライン(20)とを備え、酸素供給ラインの酸素流量を調節して触媒式ガス発生器で加熱されるガス温度を制御し、この発生ガスにより、燃料ターボポンプ及び酸素ターボポンプを回転駆動するので、酸素供給ラインの酸素流量を増やして触媒式ガス発生器における燃料ガスの酸化を促進することにより、その出口ガスの温度を自由に高めることができる。従って、これにより、大型のターボポンプを駆動して大出力化が容易にできる。
【0010】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記触媒式ガス発生器(18)は、内部に白金触媒を備える。この構成により、従来の補助燃焼器4のように点火システムは不要となり、酸素供給ラインの酸素流量により触媒式ガス発生器における反応量を自由に調節することができる。従って、酸素流量を徐々に増加させ、或いは必要最小限に保持することにより、反応開始時の温度上昇を穏やかにでき、タービンの損傷を防ぐことができる。
【0011】
また、前記酸素供給ライン(20)に、酸素流量を調節する流量調節器(21)を備えることが好ましい。例えば、流量調節器として流量調節弁を用いることにより酸素流量を徐々に増減させて常に必要な温度を保持することができる。また、流量調節器として固定オリフィスを設けることにより、必要な熱バランスを達成できる温度以上にガス温度を保持することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図1は、本発明によるエキスパンダサイクルエンジンの全体系統図である。この図に示すように、本発明のエキスパンダサイクルエンジン10は、燃料ターボポンプ12、酸素ターボポンプ14、燃焼器16及び触媒式ガス発生器18を備えている。
【0013】
燃料ターボポンプ12は、ポンプ12aとこれを回転駆動するタービン12bとからなり、ポンプ12aで液体燃料(例えば液体水素、液化メタン)を加圧し、液体燃料ライン6aを介して燃焼器16の冷却ジャケット16aに供給するようになっている。
酸素ターボポンプ14は、ポンプ14aとこれを回転駆動するタービン14bとからなり、ポンプ14aで液体酸素を加圧し、液体酸素ライン7を介して燃焼器16および触媒式ガス発生器18に供給し、酸化剤として使用するようになっている。なお、図1で9a,9b,21はオリフィス又は弁或いはこれらの組合せである。
【0014】
燃焼器16は、このエンジンの主燃焼器であり、ガス化した燃料ガスを酸化剤(酸素)で燃焼させ、高温ガス(例えば約3000℃)を発生させてこれを噴射し推力を得るようになっている。また、この燃焼器16は、燃焼室を囲む冷却ジャケット16aを有し、この内部に供給する液体燃料により燃焼器本体を許容温度以下に保持するとともに、その熱で液体燃料を加熱してガス化し、燃料ガスライン6bを介して触媒式ガス発生器18に供給するようになっている。
燃焼器16の冷却ジャケット16aを出た燃料ガスの温度は、従来の小推力のエキスパンダサイクルエンジンでは400〜500Kであるが、大型化するほど燃焼器の冷却で得られる熱量が不足するため、例えば300〜400K程度である。
【0015】
触媒式ガス発生器18は、内部に反応触媒、例えば白金触媒を備えている。また、この触媒式ガス発生器18に液体酸素ライン7から酸素を供給する酸素供給ライン20を備える。更に、このライン20には、酸素流量を調節する流量調節器21が設けられている。この流量調節器21は、例えば固定オリフィス或いは流量調節弁であるのがよい。
この構成により、流量調節器21で流量を制御して酸素を供給することにより、触媒式ガス発生器18における触媒反応(酸化反応)の反応量を自由に調節することができる。従って、酸素流量を徐々に増加させ、或いは必要最小限に保持することにより、反応開始時の温度上昇を穏やかにでき、タービンの損傷を防ぐことができる。
【0016】
なお、図1の例では、液体酸素を直接触媒式ガス発生器18に供給しているが、酸素供給ライン20の一部を燃焼器16のまわりに設置し、液体酸素をガス化して供給するようにしてもよい。これにより、触媒式ガス発生器18での触媒反応をより効率よく行うことができる。
【0017】
本発明のエキスパンダサイクルエンジン10は、更に、触媒式ガス発生器18を出た高温の燃料ガスを燃料ターボポンプ12及び酸素ターボポンプ14のタービン12b,14bに供給する燃料ガスライン8aと、タービン12b,14bを通過した燃料ガスを燃焼器16に供給する燃料ガスライン8bとを備える。この構成により、触媒式ガス発生器18で加熱された燃料ガスでタービン12b,14bを回転駆動し、圧力が下がった燃料ガスを燃料ガスライン8bを介して燃焼器16に供給し、酸化剤(酸素)で燃焼させ、高温ガス(例えば約3000℃)を発生させて推力を得ることができる。
【0018】
上述した本発明の構成により、エキスパンダエンジンとしてマッチングがとれている運転状態の時に触媒式ガス発生器18に酸素供給ライン20を介して少量の酸素を送り込むことにより、白金による触媒反応によりタービン駆動ガスの温度が上昇する。この温度上昇によりタービンの駆動能力が増加し、エンジン全体がパワーアップされる。従って、これにより、従来方式ではエネルギーバランスの制約から実現できなかったエキスパンダエンジンの大型化が可能となる。また2段燃焼サイクルエンジンに比べシステムが簡単である。更に姿勢制御用のパルスエンジンへの展開も可能である。
【0019】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更できることは勿論である。
【0020】
【発明の効果】
上述したように、本発明のエキスパンダサイクルエンジンは、ターボポンプに供給するガス温度を必要に応じて高めることができ、これにより、大型のターボポンプを駆動して大出力化が容易にできる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるエキスパンダサイクルエンジンの全体系統図である。
【図2】従来のターボポンプ方式のロケットエンジンの系統図である。
【図3】推力と燃焼器の出口温度との関係図である。
【符号の説明】
1,2 ターボポンプ
3 燃焼器(主燃焼器)
3a 冷却ジャケット
4 補助燃焼器(ガス発生器又はプリバーナ)
6a 液体燃料ライン
6b 燃料ガスライン
7 液体酸素ライン
8a,8b 燃料ガスライン
9a,9b オリフィス
10 エキスパンダサイクルエンジン
12 燃料ターボポンプ
14 酸素ターボポンプ
16 燃焼器
16a 冷却ジャケット
18 触媒式ガス発生器
20 酸素供給ライン
21 流量調節器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rocket engine equipped with a catalytic gas reactor.
[0002]
[Prior art]
Rocket engines using liquid fuel and liquid oxygen can be broadly divided into gas push and turbo pump systems. The gas push system is a rocket engine that stores liquid fuel and liquid oxygen in a pressurized tank and supplies it to the combustor with gas pressure to burn it. The structure is simple, but the thickness of the pressurized tank In the case of a large rocket, there is a disadvantage that the overall weight is increased because a pressurization system requiring a large amount of push gas is required. On the other hand, the turbo pump system stores liquid fuel and liquid oxygen in a low-pressure tank, pressurizes it using a turbo pump, and supplies it to the combustor. Since a small amount of gas is required, even a large rocket can reduce the overall weight.
[0003]
Turbo pump rocket engines can be broadly classified into three types: (a) expander cycle, (b) GG cycle, and (c) two-stage combustion cycle. The expander cycle of (a) includes a combustor 3 having two turbo pumps 1 and 2 and a cooling jacket 3 a as schematically shown in FIG. The fuel is vaporized in the cooling jacket 3a of the combustor 3, the turbo pumps 1 and 2 are rotationally driven by this gas, and the gasified fuel and liquid oxygen are supplied to the combustor 3 to generate combustion gas. ing. This cycle is particularly suitable for engines with relatively low thrust (eg 10-15 tons).
[0004]
The GG cycle of (b) further includes a gas generator (GG) as schematically shown in FIG. 2 (B), and a part of the liquid fuel pressurized by the turbo pumps 1 and 2 is part of the liquid oxygen. Combustion is performed to generate a high-temperature gas (for example, about 900 ° C.), and the turbo pumps 1 and 2 are rotationally driven by this gas, and the remaining liquid fuel and liquid oxygen are supplied to the combustor 3 to generate combustion gas. It has become.
Further, the two-stage combustion cycle of (c) includes an auxiliary combustor 4 (referred to as a gas generator or a preburner) as schematically shown in FIG. 2C, and the fuel gas vaporized in the cooling jacket 3a. The gas is generated by combustion with a small amount of oxygen, and the turbo pumps 1 and 2 are rotationally driven by the gas generated by the combustion. The exhaust gas and surplus oxygen are supplied to the main combustor 3 to generate combustion gas.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The GG cycle and the two-stage combustion cycle described above are suitable for high output (for example, 50 tons or more) as compared with the expander cycle, but have the following problems.
(1) In the two-stage combustion cycle, the auxiliary combustor 4 also requires an ignition system, and the system becomes complicated. At the same time, it is difficult to match the ignition timing with the main combustor 3, and a severe temperature peak occurs at the time of ignition. There was a risk of damage. In addition, it is difficult to select / sequence an appropriate valve.
(2) The GG cycle also has the possibility of a temperature peak at the time of ignition, and the pressure of the exhaust gas that drives the turbo pumps 1 and 2 is low and exhausts to the outside as it is. there were.
[0006]
(3) On the other hand, the expander cycle does not have these problems and is simple and highly reliable, but has a problem that it is difficult to increase the output. That is, as schematically shown in FIG. 3, as the thrust is increased, the outlet temperature of the combustor tends to decrease, and the gas temperature necessary for driving the turbo pumps 1 and 2 cannot be obtained. It was.
In other words, the gas temperature for driving the turbo pumps 1 and 2 in the expander cycle is usually 400 to 500 K. However, as the size increases, the amount of heat obtained by cooling the combustor becomes insufficient, and this gas temperature decreases. The turbo pumps 1 and 2 cannot be driven sufficiently.
[0007]
The present invention has been made to solve such problems. That is, an object of the present invention is to provide an expander cycle engine that can increase the gas temperature supplied to the turbo pump as required, and can easily increase the output by driving a large turbo pump. There is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the fuel turbo pump (12) for pressurizing the liquid fuel, the oxygen turbo pump (14) for pressurizing the liquid oxygen, and the cooling jacket (16a) for gasifying the gas pressurized by the fuel turbo pump are provided. A combustor (16), a catalytic gas generator (18) that oxidizes and heats part of the gasified fuel gas, and an oxygen supply line (20) that supplies oxygen to the catalytic gas generator And adjusting the oxygen flow rate of the oxygen supply line to control the gas temperature heated by the catalytic gas generator, and the fuel turbo pump and the oxygen turbo pump are driven to rotate by the generated gas. An expander cycle engine is provided.
[0009]
According to the configuration of the present invention, the catalytic gas generator (18) that oxidizes and heats part of the fuel gas pressurized by the fuel turbo pump (12) and gasified by the cooling jacket (16a), and the catalyst. And an oxygen supply line (20) for supplying oxygen to the gas generator, and the temperature of the gas heated by the catalytic gas generator is controlled by adjusting the oxygen flow rate of the oxygen supply line. Since the turbo pump and the oxygen turbo pump are rotationally driven, the temperature of the outlet gas can be freely increased by increasing the oxygen flow rate in the oxygen supply line to promote the oxidation of the fuel gas in the catalytic gas generator. Accordingly, it is possible to easily increase the output by driving a large turbo pump.
[0010]
According to a preferred embodiment of the present invention, the catalytic gas generator (18) includes a platinum catalyst therein. With this configuration, an ignition system is unnecessary as in the conventional auxiliary combustor 4, and the reaction amount in the catalytic gas generator can be freely adjusted by the oxygen flow rate of the oxygen supply line. Therefore, by gradually increasing the oxygen flow rate or keeping it at a necessary minimum, the temperature rise at the start of the reaction can be moderated and damage to the turbine can be prevented.
[0011]
Moreover, it is preferable to provide the said oxygen supply line (20) with the flow volume regulator (21) which adjusts an oxygen flow rate. For example, by using a flow control valve as a flow controller, the oxygen flow rate can be gradually increased or decreased to always maintain the necessary temperature. Further, by providing a fixed orifice as a flow rate regulator, the gas temperature can be maintained at a temperature higher than the temperature at which a necessary heat balance can be achieved.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 is an overall system diagram of an expander cycle engine according to the present invention. As shown in this figure, the expander cycle engine 10 of the present invention includes a fuel turbo pump 12, an oxygen turbo pump 14, a combustor 16, and a catalytic gas generator 18.
[0013]
The fuel turbo pump 12 includes a pump 12a and a turbine 12b that rotationally drives the pump 12a. The pump 12a pressurizes liquid fuel (for example, liquid hydrogen and liquefied methane), and the cooling jacket of the combustor 16 is passed through the liquid fuel line 6a. 16a is supplied.
The oxygen turbo pump 14 includes a pump 14a and a turbine 14b that rotationally drives the pump 14a, pressurizes liquid oxygen with the pump 14a, and supplies the pressurized oxygen to the combustor 16 and the catalytic gas generator 18 via the liquid oxygen line 7. It is designed to be used as an oxidant. In FIG. 1, 9a, 9b, and 21 are orifices, valves, or combinations thereof.
[0014]
The combustor 16 is a main combustor of this engine, and burns gasified fuel gas with an oxidant (oxygen) to generate a high-temperature gas (for example, about 3000 ° C.) and inject this to obtain thrust. It has become. The combustor 16 has a cooling jacket 16a surrounding the combustion chamber. The combustor main body is held at an allowable temperature or lower by the liquid fuel supplied to the inside of the combustor 16, and the liquid fuel is heated and gasified by the heat. The catalytic gas generator 18 is supplied via the fuel gas line 6b.
The temperature of the fuel gas exiting the cooling jacket 16a of the combustor 16 is 400 to 500K in a conventional small thrust expander cycle engine. However, as the size increases, the amount of heat obtained by cooling the combustor becomes insufficient. For example, it is about 300-400K.
[0015]
The catalytic gas generator 18 includes a reaction catalyst such as a platinum catalyst. The catalytic gas generator 18 is provided with an oxygen supply line 20 for supplying oxygen from the liquid oxygen line 7. Further, the line 20 is provided with a flow rate regulator 21 for adjusting the oxygen flow rate. The flow controller 21 may be a fixed orifice or a flow control valve, for example.
With this configuration, the amount of catalytic reaction (oxidation reaction) in the catalytic gas generator 18 can be freely adjusted by supplying oxygen by controlling the flow rate with the flow rate regulator 21. Therefore, by gradually increasing the oxygen flow rate or keeping it at a necessary minimum, the temperature rise at the start of the reaction can be moderated and damage to the turbine can be prevented.
[0016]
In the example of FIG. 1, liquid oxygen is directly supplied to the catalytic gas generator 18, but a part of the oxygen supply line 20 is installed around the combustor 16 to supply liquid oxygen by gasification. You may do it. Thereby, the catalytic reaction in the catalytic gas generator 18 can be performed more efficiently.
[0017]
The expander cycle engine 10 of the present invention further includes a fuel gas line 8a for supplying the high-temperature fuel gas exiting the catalytic gas generator 18 to the turbines 12b and 14b of the fuel turbo pump 12 and the oxygen turbo pump 14, and the turbine. And a fuel gas line 8b for supplying the fuel gas having passed through 12b and 14b to the combustor 16. With this configuration, the turbine gas 12b, 14b is rotationally driven by the fuel gas heated by the catalytic gas generator 18, and the fuel gas whose pressure has been reduced is supplied to the combustor 16 via the fuel gas line 8b. It is possible to obtain thrust by burning with (oxygen) and generating a hot gas (for example, about 3000 ° C.).
[0018]
With the above-described configuration of the present invention, a small amount of oxygen is sent to the catalytic gas generator 18 through the oxygen supply line 20 in an operating state where the expander engine is matched, thereby driving the turbine by catalytic reaction with platinum. The gas temperature rises. This temperature rise increases the driving capability of the turbine and powers up the entire engine. Therefore, this makes it possible to increase the size of the expander engine that could not be realized by the energy balance limitation in the conventional method. In addition, the system is simpler than a two-stage combustion cycle engine. Furthermore, it can be deployed to a pulse engine for attitude control.
[0019]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, the expander cycle engine of the present invention can increase the gas temperature supplied to the turbo pump as needed, thereby easily driving the large turbo pump and increasing the output. And so on.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram of an expander cycle engine according to the present invention.
FIG. 2 is a system diagram of a conventional turbo pump rocket engine.
FIG. 3 is a relationship diagram between thrust and outlet temperature of a combustor.
[Explanation of symbols]
1, 2 Turbo pump 3 Combustor (Main combustor)
3a Cooling jacket 4 Auxiliary combustor (gas generator or preburner)
6a Liquid fuel line 6b Fuel gas line 7 Liquid oxygen lines 8a and 8b Fuel gas lines 9a and 9b Orifice 10 Expander cycle engine 12 Fuel turbo pump 14 Oxygen turbo pump 16 Combustor 16a Cooling jacket 18 Catalytic gas generator 20 Oxygen supply Line 21 Flow controller

Claims (3)

液体燃料を加圧する燃料ターボポンプ(12)と、液体酸素を加圧する酸素ターボポンプ(14)と、燃料ターボポンプで加圧した流体をガス化する冷却ジャケット(16a)を有する燃焼器(16)と、ガス化した燃料ガスの一部を酸化して加熱する触媒式ガス発生器(18)と、該触媒式ガス発生器に酸素を供給する酸素供給ライン(20)とを備え、酸素供給ラインの酸素流量を調節して触媒式ガス発生器で加熱されるガス温度を制御し、該発生ガスにより、燃料ターボポンプ及び酸素ターボポンプを回転駆動する、ことを特徴とするエキスパンダサイクルエンジン。Combustor (16) having a fuel turbo pump (12) for pressurizing liquid fuel, an oxygen turbo pump (14) for pressurizing liquid oxygen, and a cooling jacket (16a) for gasifying fluid pressurized by the fuel turbo pump And a catalytic gas generator (18) that oxidizes and heats part of the gasified fuel gas, and an oxygen supply line (20) that supplies oxygen to the catalytic gas generator. An expander cycle engine characterized by controlling a gas temperature heated by a catalytic gas generator by adjusting an oxygen flow rate of the gas, and rotationally driving a fuel turbo pump and an oxygen turbo pump by the generated gas. 前記触媒式ガス発生器(18)は、内部に白金触媒を備える、ことを特徴とする請求項1に記載のエキスパンダサイクルエンジン。The expander cycle engine according to claim 1, wherein the catalytic gas generator (18) includes a platinum catalyst therein. 前記酸素供給ライン(20)に、酸素流量を調節する流量調節器(21)を備える、ことを特徴とする請求項1に記載のエキスパンダサイクルエンジン。The expander cycle engine according to claim 1, wherein the oxygen supply line (20) includes a flow rate regulator (21) for regulating an oxygen flow rate.
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US20120204535A1 (en) * 2011-02-15 2012-08-16 Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. Augmented expander cycle
CN112628019A (en) * 2020-12-18 2021-04-09 西安航天动力研究所 Afterburning cycle engine thrust chamber injector cooling flow path and design method thereof
KR102820977B1 (en) * 2024-08-13 2025-06-16 페리지에어로스페이스 주식회사 Staged Combustion Cycle Rocket Engine using Catalytic Decomposition for Turbine Operation
CN119825550B (en) * 2024-12-11 2025-10-17 西安航天动力研究所 Ignition matching control system for full-flow staged combustion cycle engine

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