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Hoeleistungs-Stufenrakete.
Bekannt sind Stufenraketen, deren einzelne Stufen aus je einer Rakete bestehen. Die einzelnen
Raketen weisen gegen das im Fluge hintere Ende zu notwendigerweise immer grössere Kaliber auf und entsprechend dem grossen Kaliberquerschnitte sehr lange Düsen, so dass eine Stufe, bestehend aus
Raketenhülse mit Treibmittelkörper und in Flugrichtung dahinter angeordneter Düse, eine unbrauchbar i grosse Länge erreicht, dementsprechend grosse und schwere Steuerorgane braucht und infolge des grossen
Kalibers während des Fluges sehr bedeutende Antriebsverluste durch Luftwiderstand aufweist.
Schliesslich werden ausserdem unwirtschaftlich grosse Pressen und Startgestelle benötigt.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der angeführten Mängel, verbessert das gesamte
Raketenaggregat durch Verbindung der Raketenkörper mit der Steuerung bzw. Verlegung der Raketen- körper in die hohlen Steuerteile, verbessert den Wirkungsgrad der Rakete infolge gleichbleibenden
Verbrennungsdruckes in der Rakete durch Schichtung von Treibmitteln verschiedener Leistung im gleichen Kaliberquerschnitt und lässt die einzelnen Stufen der Stufenrakete durch Anwendung geeigneter
Mittel vorbestimmte Bahnen beschreiben.
Die Erfindung besteht hinsichtlich Ausbildung des Stufenraketenkörpers darin, dass eine beliebige
Anzahl Raketen zu einer Stufe vereinigt sind, wobei die einzelnen Raketen einer Stufe wesentlich kleineres Kaliber besitzen als die eine grosskalibrige Rakete, die in Fig. 1 die erste Stufe bildet. Fig. 1 stellt den Aufriss einer bekannten Stufenrakete dar. In Fig. 1 bedeutet F die Entflammungsober- fläche, t die Querschnittsfläche der Ausströmdüse.
Die kleinkalibrigen Einzelraketen einer Stufe ermöglichen vor allem, in einer Stufe eine bedeutend grössere Entflammungsoberfläche als in einer grosskalibrigen, eine Stufe bildenden Rakete unterzu- bringen ; auch fällt infolge des günstigen Gesamtverhältnisses das für die Rakete grundlegende Massen- verhältnis (Startmasse zur Leermasse) bei den kleinkalibrigen Einzelraketen einer Stufe günstiger aus.
Dabei können mehrere Einzelraketen exzentrisch zur Achse der Hochleistungs-Stufenrakete liegen oder aber alle zentrisch angeordnet sein. Die Ausbildung einer Stufe der Hochleistungs-Stufenrakete aus mehreren Einzelraketen hat neben der wesentlichen Verbesserung der Steuerung infolge des Abstandes der Einzelraketenlängsachsen von dem Zentrum einer Stufe auch den Vorteil, dass dann entweder zwischen den Einzelraketen a (Fig. 3) zentral ein Steuerstab b befestigt oder die Hülsen der Einzelraketen selbst in die hohlen Steuerflügel hineinverlegt werden können. Fig. 3 stellt den Grundriss der aus Fig. 2 im Aufriss, rechter Teil im Schnitt, ersichtlichen Stufenrakete dar, u. zw. sind in Fig. 2 und 3 a die kleinkalibrigen Einzelraketen, b ist der Steuerstab, c sind die Steuerflügel.
Man kann erfindungsgemäss zentrale Lage des Steuerstabes und Unterbringung der Hülsen in den Steuerflügeln in mehreren
Stufen zweckmässig vereinigen. Im hohlen Steuerflügel c kann nun erfindungsgemäss insbesondere in der ersten Stufe der Fallschirm d (Fig. 2) untergebracht werden. Schliesslich findet bei Stufenraketen gemäss der Erfindung für mehrere oder sämtliche kleinkalibrige Einzelraketen einer Stufe eine gemeinsame Ausströmdüse d (Fig. 4 und 5) Verwendung. Fig. 4 stellt den Aufriss einer erfindungsgemässen Hochleistungs-Stufenrakete dar, linker Teil im Schnitt, Fig. 5 den zugehörigen Grundriss. In Fig. 4 bedeuten k die Raketenkappe, F die Entflammungsoberfläche, t die Querschnittsfläche der Ausströmdüse, d die den Einzelraketen r1-r" s. a.
Fig. 5, gemeinsame Ausströmdüse.
Eine erfindungsgemässe Hochleistungs-Stufenrakete für flüssige Treibmittel ist aus Fig. 6 im Aufriss ersichtlich, linker Teil im Schnitt. Fig. 7 stellt den Grundriss zu Fig. 6 dar. Es bedeuten K die Raketenkappe, ; Ms den Fallschirm der zweiten Stufe, eine Einzelrakete, O2 den Verbrennungsraum
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mittel aus den erfindungsgemäss vorwiegend in den hohlen Steuerfitigeln c untergebrachten Treibmittelbehältern d1 und dz in den Verbrennungsraum 01 der ersten Stufe, st den Steuerstab.
Aus Fig. 7 und aus Fig. 8, die einen Kreuzriss zu Fig. 6 darstellen, ist die zwei Einzelraketen gemeinsame Ausströmdüse D ersichtlich.
Ein weiterer Erfindungsgegenstand, anwendbar auf Raketen im allgemeinen, ist die Ausbildung des Treibmittelkörpers mit mehreren Treibmittelschichten. Fig. 9 stellt eine solche HocheistungsStufenrakete, u. zw. in der beispielsweisen Ausführung mit fünf Stufen und mit je einer Rakete in jeder Stufe, dar. Es bedeuten - die Treibmittelsehiehten, li, 12 und 73 einzelne Treibmittelladungen oder
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Stufe allenfalls angeordneten Flügel. Die Kappe k2 ist kkppbar eingerichtet, um im obersten Punkt der Flugbahn das Auswerfen des Fallschirmes zu gestatten, an dem das leere Raketenaggregat langsam zur Erde schwebt. Durch ein zweckmässiges Zusammenfügen einzelner Treibmittelkörper -, entweder fertig in die Raketenhülse eingefügt oder darin z.
B. durch Pressen angefertigt, wird, wenn erfindungsgemäss die stärksten Treibmittel gegen die Raketeninnenwand zu liegen kommen, erreicht,
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erhalten wird. Nicht nur die Treibmittelsehiehten können erfindungsgemäss untereinander völlig verschiedene Treibmittel enthalten, sondern auch eine jede Schichte selbst, z. B. auch in festen Behältern eingeschlossene flüssige oder gasförmige Treibmittel. Dabei können auch die Behälter brennbares
Material sein, so dass dann die einzelnen Treibmittelsehiehten aus verschiedenen Aggregatzuständen bestehen.
Erfindungsgemäss werden die Raketenhülsen der einzelnen Stufen kegelförmig ausgebildet, so zwar, dass am vorderen und hinteren Ende des ganzen Raketenaggregates die kleinsten, nach der
Mitte zu die beiden grössten Kegelstumpfdurchmesser zu liegen kommen, wodurch eine Form entsteht, die geringsten Luftwiderstand besitzt, wodurch aber auch das Füllen der Treibmittelladungen erleichtert und das Anliegen der äussersten Treibmittelsehiehten an der Raketenhülseninnenwand ermöglicht wird.
Schliesslich ist Gegenstand der Erfindung die Ausbildung von Stufenraketen, deren Stufen nach der beispielsweisen Ausführung nach Fig. 9 aus je einer oder mehreren Einzelraketen bestehen, und von Stufenraketen im allgemeinen in solcher Art, dass jede Stufe in einer vorbestimmten Flugrichtung bewegt wird, was erfindungsgemäss dadurch erreicht wird, dass z. B. Treibmittelladungen oder Federn 71 (Fig. 9) in einem bestimmten, beispielsweise durch Zeitzünder einstellbaren Zeitpunkt zur Wirkung gelangen und den in Flugrichtung der Rakete vor der Ladung liegenden Raketenteil in eine vorbestimmte Flugrichtung aus der bisher innegehabten Flugrichtung um-bzw. ablenken und so das Erzielen einer Figur, wie z. B. Fig. 10 zeigt, ermöglichen. Fig. 10 stellt die Flugstrecken und -richtungen einer Stufenrakete nach Fig. 9 dar.
In Fig. 10 bedeuten : 1, 2, J, 4 und 5 die den gleichen Stufen in Fig. 9 ent- sprechenden Flugstrecken und-richtungen.
Mehrere solcher Raketen können erfindungsgemäss in der Weise gleichzeitig gestartet werden, dass zunächst eine langsam brennende Zündschnur gezündet wird, von der zu den einzelnen, beliebig nebeneinander am Startplatz gruppierten Stufenraketen gemäss Fig. 9 Knallzündsehnüre hinleiten, die, gleichzeitig durch die langsam brennende Zündschnur entflammt, dann selbst sämtliche Stufenraketen gleichzeitig starten lassen. Mehrere solcherart gleichzeitig gestartete Stufenraketen können im weiteren Verlaufe ihres Fluges durch oben beschriebene Mittel, wie Treibladungen oder Federn, gleichzeitig zu Flugbahnänderungen ihrer einzelnen Stufen gebracht werden.
Es werden dann bei gleichzeitig gestarteten und daher ihre Flugbahnen gleichzeitig durcheienden Stufenraketen Bahn- änderungen usw. gleichzeitig erreicht, um so allenfalls ganze Figuren in der Luft beschreiben zu können.
Hiebei werden die Treibladungen i- in der Weise entzündet, dass der Treibsatz z. B. der ersten Stufe die Treibladung 73 zündet. Diese zusätzliche Treibladung verpufft und lenkt dabei die in Flugrichtung vor ihr gelegenen Stufen der Rakete aus ihrer bisherigen Flugrichtung ab. Gleiches kann auch durch eine Feder erfolgen, die beispielsweise an Stelle der zusätzlichen Treibladung 13 angebracht wird. Diese Feder wird z. B. durch den Treibsatz der ersten Stufe aus einer brennbaren Umhüllung befreit, indem diese Umhüllung beim Abbrennen des Treibsatzes der ersten Stufe verbrennt.
Die sodann aus ihrer Umhüllung befreite Feder übt einen Druck auf die in Flugrichtung vor ihr gelegenen Stufen aus und diese werden so aus ihrer bis dahin innegehabten Flugrichtung abgelenkt.
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