Gasrakete. Es ist vorgeschlagen worden, zur Errei chung von Regionen, in clenen,die Atmosphäre so dünn ist, dass aerostatische oder aerodyna mische Einrichtungen eine ausreichende Tragwirkung nicht mehr auszuüben vermögen, Raketen zu verwenden, die durch Rückstoss wirkung ausströmender Gase aufwärts ge trieben werden.
Derartige Raketen haben vorläufig den Zweck, für wissenschaftliche Forschungen selbsttätige Messinstrumente verschiedener Art mitzuführen. Für den Niedergang kön nen sie mit einer (in den beigefügten Zeich nungen nicht dargestellten) Fallschirmein richtung versehen sein.
Als Betriebsstoffe wurden für solche Ra keten verflüssigte Gase vorgeschlagen, von denen die brennbaren getrennt von den das Brennen unterhaltenden in Behältern mitge führt werden sollen und nach Art eines Schweiss- und Schneidgebläses erst beim Aus tritt in die Verbrennungskammer gemischt werden sollen.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine mit flüssigen oder verflüssigten Betriebsstof- fen betriebene Gasrakete, die zwischen dem' Raketenkopf und dem zur Verbrennung der Betriebsstoffe dienenden Raum allgeordnete Betriebsstoffbehälter besitzt, in denen be wegliche Organe vorhanden sind; welche die Betriebsstoffe aus diesen Behältern in den Verbrennungsiauin förderä.'Ferner sind Mit tel vorhanden, um den Druck des Verbren nungsraumes zur Förderung der Betriebs stoffe ausnützen zu können.
Bei einer 'beispielsweisen Ausführungs form der Erfindung wird- dieser zusätzliche Druck vbm 'Massenwiderstand, -Luftwider stand und Gewicht eines gegenüber den V'or- ratsbehältern beweglichen Teils (Kopfes) der Rakete abgeleitet;
bei andern beispielsweisen Ausführungsformen wird den Verbrennungs gasen selbst Energie entzögen, ' um die Be triebsstoffe in die Verbrennungskammer zu fördern. Dies"geschieht beispielsweise mittelst Differentialkolben, auf deren kleinere Fläche der Austrittswiderstand und auf deren grö ssere Fläche die Antriebskraft wirkt.
In der Zeichnung sind verschiedene Aüs- führungsfbrmen 'der Rakete beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt im Agialschnitt eine Ausführung mit beweglichen Raketenkopf und einer Ablassvorrichtung;
Fig. 2 bis 4 zei= gen in grösserem Massstabe Einzelheiten zu Fig. 1, und zwar Fig. 2 in derselben Projek tion wie Fig. 1, Fig. 3 im Horizontalschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1; Fig. 4 ist eine Einzelheit zu Fig. 1 in der gleichen Projektion wie diese und in noch grösserem Massstabe als Fig. 2, 3;
Fig. 5 zeigt eine Aus führungsform mit Differentialkolben im Schnitt durch die Ake des vorne liegenden Arbeitszylinders; Fig. 6 und 7 zeigen Einzel heiten von Fig. 5 in grösserem Massstab, und zwar zeigt Fig. 6 einen teilweisen Schnitt pa rallel zu dem der Fig. 5, jedoch durch die Ra ketenachse hindurch; Fig. 7 ist ein Horizon talschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6.
Mit 1 ist bei sämtlichen Ausführungsfor men der Raketenkörper bezeichnet, der die vorteilhaft aus mehreren im Kreise angeord neten Zylindern bestehenden Betriebsstoffbe hälter 2, 2' und an seinem Hinterende den Verbrennungsraum 3 enthält, der mit einer Auspuffdüse 4 nach hinten ausmündet. Der die Düse 4 und den Verbrennungsraum 3 um gebende Raketenteil kann mit einem Kühl mittel gefüllt sein.
Die Brennstoffbehälter 2 sind durch Rohrleitungen 5, die Behälter 2' für die das Brennen unterhaltenden Stoffe durch von den Rohrleitungen' 5 getrennte Rohrleitungen 6 mit dem Verbiennungsraum 3 verbunden. Rohrleitungen 7 bezw: 7, 7' be wirken den Druckausgleich zwischen dem Verbrennungsraum und den Betriebsstoffbe hältern.
In Fig. 1 sind in diesen Behältern selbst Kolben 8 angeordnet, die durch Kolbenstan gen 9 mit dem beweglichen Kopf 10 der Ra kete verbunden sind: Diese Kolbenstangen 9 sind hohl und dienen auch zur Füllung der Betriebsstoffbehälter 2, 2' in der unten an gegebenen Weise. Die Kolbenstangen 9 sind mittelst der Verschraubungen 26 verschliess bar, die sich als Stangen oder unten ver schlossene Rohre 25 in die hohlen Kolben stangen hinein fortsetzen.
Die Verbindung der Kolbenstangen 9 mit dem Raketenkopf 10 er folgt lösbar mittelst der oberhalb der Kopf platte 38 angeordneten, federnden Klemm verbindung 39, 40, 43, deren Bau und Wir kungsweise mit Bezug auf Fig. 3 unten. näher beschrieben ist.
Zur Arretierung des Rake tenkopfes 10 gegenüber dem Raketenkörper 1 beim Füllen der Betriebsstoffbehälter 2, 2' und vor dem Ablassen der Rakete dienen die in die Bohrungen 41 des Raketenkopfes 10 unmittelbar oberhalb der obern Deckel der Betriebsstoffbehälter -2, 2' einschiebbaren Sperrbolzen 42.
- Der Kopf 10 enthält ober halb der Kopfplatte 38 die nicht dargestell ten, selbsttätigen Messinstrumente. Durch das Gewicht des Kopfes 10 und der mit ihm verbundenen Teile, ferner durch ihren Massenwiderstand bei der ungefähr konstant beschleunigten Bewegung der Ra kete und durch den auf dem Kopf lastenden Luftwiderstand werden die Kolben 8 in die Betriebsstoffzylinder 2, 2' hineingepresst und drücken die-Betriebsstoffe aus ihnen durch die Leitungen 5, 6 in den Verbrennungsraum 3, während durch die oberhalb der Kolben 8 in die Betriebsstoffzylinder 2,
2' mündende Leitungen 7 der im Verbrennungsraum 3 herrschende Druck hinter die Kolben geleitet wird. Üm im Augenblick des Ablassens, wo Luft- und-Wasserwiderstand noch nicht zur Wirkung kommen, einen genügenden Druck, auf die Betriebsstoffe ausüben zu können, sind Federn 11 vorgesehen, deren Druck vor dem Ablassen der Rakete von den Sperrbol zen 42 aufgenommen wird, wodurch verhin dert wird, dass die Betriebsstoffe in den Zy lindern 2, 2' vorzeitig unter Druck gesetzt werden.
Innerhalb der Steuerflossen am Hinter ende der-Rakete ist die Startvorrichtung'an- geordnet. Diese besteht aus einem beispiels weise aus Blechen und Winkeleisen zusam mengenieteten Gestell 33, das einen Elektro magneten 29 in seiner Mitte trägt, dessen iso lierter Kern 30 durch eine Feder 31 aufwärts gegen die Mündungen der Betriebsstoffleitun gen 5, 6 gepresst wird und diese verschliesst. In der Nähe des Endes des Kernes 30 sind die geerdeten Elektroden 32 angebracht.
Fig. 2 zeigt die Betriebsstoffbehälter 2 während des Einfüllens der Betriebsstaffe, .und .zwar die rechte Hälfte in bereits gefüll tem Zustande, während die linke Hälfte eben gefüllt wird. Beim Füllen wird der Betriebs stoff bei der Öffnung 24 (Fig. 1) der rech ten, hohlen Kolbenstange 9 (Fig. 2) einge füllt und tritt bei den Öffnungen 35 unter halb des obern Kolbens 8 bezw. am Ende der hohlen Kolbenstange unterhalb des untern Kolbens in die rechten Betriebsstoffbehälter 2' ein. Die Leitungen 5, 6 sind inzwischen durch das Ende des Magnetkernes 30 (Fig. 1) verschlossen.
Die Luft kann aus den rech ten Behältern 2' durch die Kanäle 27 in die linken Behälter 2 überströmen und tritt durch die hohle Kolbenstange 9 der linken Zylinder 2 und die ebenfalls freigegebene Öffnung 24 dieser Stange ins Freie aus. Sind wie in Fig. 2 dargestellt, die rechten Zylin der 2' bereits mit Betriebsstoff gefüllt, so tritt dieser durch die Kanäle 27 in die linken Zylinder 2 über und füllt auch diese, wobei die Luft in der angegebenen Weise durch die hohle Kolbenstange entweicht. Nach dem Füllen werden beide Kolbenstangen 9 mittelst der Schrauben 26 (Fig. 4) verschlossen,
deren stangen- oder rohrförmige Fortsätze 25 in die hohlen Kolbenstangen hinabreichen, die Verbindung zwischen den obern und untern Zylindern durch die Kolbensfangen und Lö cher 35 hindurch absperren und gleichzeitig den in den hohlen Stangen 9 enthaltenen Be triebsstoff in die Behälter 2 schieben. Ein im Innern der Betriebsstoffbehälter 2 vor dem Ablassen der Rakete allenfalls entstehender Überdruck kann die Kolben 8 gegen den Druck der Federn 11 soweit anheben, bis sie die Öffnungen 34 freigeben (Fig. 3) und der Überschuss durch die Ausgleichsleitung 7 in die Verbrennungskammer 3 entweichen kann.
Diese Einrichtung dient also als Sicherheits ventil.
<B>Zum</B> Ablassen der Rakete werden zu nächst die Sperrbolzen 42 aus den Löchern 41 entfernt, wodurch der bisher -von den Bolzen 42 aufgenommene Druck der Federn 11 nun mehr auf die Kolben 8 zu wirken kommt. Nun wird der Stromkreis des 'Elektromagne tes 29 geschlossen, wodurch der Kern 30 ge gen die Wirkung der Feder 31 abwärts,ge- zogen wird und die Öffnungen der Rohre 5, 6 freigibt.
Gleichzeitig wird auch. der Strom kreis über die Elektroden 32 geschlossen, wo durch zwischen den Elektroden Funken über springen, die die aus den Leitungen 5, 6 unter dem Druck der federbelasteten Kolben 11 austretenden Betriebsstoffe entzünden, wo durch die Rakete in Gang gesetzt wird und die auf der Erde zurückbleibende Startvor richtung verlässt. Die gleiche Startvorrich tung kann auch für die weiter unten angege benen Ausführungsformen in Verwendung kommen.
Die lösbare Verbindung des die allenfalls mitgeführten Messinstrumente enthaltenden Kopfes 10 mit der Rakete erfolgt mittelst der Federn 39, die in Ausnehmungen der Kolben stangen 9 eingreifen (Fig. 3, 4). Durch Ein drücken der Auslösestifte 40 (Fig. 1 und 3) entgegen der Wirkung der Federn 43 werden die Federn 39 aus den Einkerbungen der Kolbenstangen 9 ausgehoben und hierdurch die Verbindung zwischen diesen und dem Kopf 10 gelöst.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 bis 7 bilden die Vorratsbehälter 2, 2' mit den Pumpenzylindern 12 zusammen die Betriebs stoffbehälter. In den Pumpenzylindern 12 und 13 sind Differentialkolben angeordnet, die entweder aus zwei unmittelbar aneinan- derschliessenden Teilen oder; wie dargestellt, aus Kolben 18, 28 bestehen, die durch Stan gen 9 miteinander verbunden sind.
Die klei neren Kolben 18 arbeiten in den Zylindern 12, die mit den Vorratsbehältern 2, 2' durch Leitungen 17 (Fig. 6) mit Rückschlagventi- len 19 verbunden sind; in den von den Zylin dern 12 -zum Verbrennungsraum führenden Leitungen 5, 6 sind ebenfalls Rückschlagven- tile 20 eingebaut. Die grösseren Kolben 28 ar= beiten in Zylindern 13, die mit dem Verbren nungsraum 3 verbunden sind.
Der Auspuff der in diesen Zylindern ausgenützten Ver- brennungsgase erfolgt durch nach hinten mündende Auspuffleitungen 14, um die ihnen noch innewohnende Energie ebenfalls für den Vortrieb auszunützen. Die in den Zylindern 12 bezw. 13 arbeitenden Kolben können dop pelwirkend oder, wie in Fig. 5 und 6 darge stellt, einfachwirkend sein. Die verschiedenen Kolben können mechanisch miteinander ge kuppelt werden, etwa durch Kurbelwellen 15, von denen auch die Steuerung 21, '22 der Kanäle 7, 7', 14 abgeleitet wird.
Die Kurben- wellen sind im Raketenkörper 1 gelagert und an jedem Ende mit einem Zahnrad 16 ver sehen, welche Zahnräder miteinander kämmen (Fig. 7). Die Kolben können aber auch ohne jede mechanische Verbindung sein und ein ander nach Art der bekannten Duplexpum pen steuern, wobei die Ventile in den Be triebsstoffleitungen 5, 6 als auch in den Lei tungen 7, 7', 14 der Antriebsgase entfallen können.