DE101230C - - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flugkörper, welcher gleich einer Rakete einen gasentwickelnden Treibsatz einschließt, mittelst dessen derselbe ohne Stoß in Bewegung gesetzt und fast lautlos durch die Luft vorwärts getrieben werden kann, nachdem er eine rotirende oder eine gewöhnliche (gezogene oder glatte) Kanone oder ein offenes oder hinten geschlossenes Rohr oder eine andere Einrichtung mit der Bestimmung, ihm die Anfangsrichtung und eventuell die Anfangsdrehung zu geben, verlassen hat, und welcher in einer bestimmten Bahn unter Mitführung einer gewissen Belastung, die aus einem gegen Stoß empfindlichen Sprengstoff, einer Spreng- oder Granatladung, einem Leuchtfeuersatz oder Aehnlichem bestehen mag, durch die Luft sich fortbewegen kann, zu dem Zweck, einen bestimmten, entfernt gelegenen.Punkt zu treffen, um daselbst Sprengung, Beschießung, Beleuchtung u. dergl. zu bewirken. Dieser selbstbewegliche Flugkörper, von den Erfindern »Fliegender Torpedo« genannt, kann auch zur Ueberführung einer Leine zum Zwecke von Rettungsarbeiten, sowie zur Ueberführung von. elektrischen Leitungsdrähten benutzt werden. Letzteres z. B., mn elektrische Kraft zur Steuerung oder Ent- ; zündung des Torpedos nach diesem zu über-■ tragen oder in ihm auszulösen, oder um eine Telephonverbindung herzustellen, oder um sonstige Zwecke zu erreichen.

Seit langer Zeit ist die Rakete für Kriegszwecke, sowie im Dienste des Rettungs- und . Signalwesens verwendet worden. Der Rakete eine vermehrte Treffsicherheit, größere Flugweite und erhöhte Tragfähigkeit zu geben, ist daher lange Gegenstand fortgesetzter ?ersuc^vie gewesen. Unter diesen ist besonders iaervovv zuheben die Abschaffung der Steuerstänge und deren Ersetzung durch die Einrichtung, daß man der Rakete eine Rotation um ihre Längsachse gab, so daß dieselbe befähigt wurde, in einer bestimmten Richtung sich zu bewegen. Diese Rotation suchte man theils dadurch zu erreichen, daß man an der äußeren cylindrischen Fläche der Rakete entlang schraubenförmige Flügel anbrachte, damit der Luftdruck, nachdem die Rakete eine gewisse Geschwindigkeit erreicht, die Rotation bewirke, theils indem man das" Gas des Treibsatzes durch kurze, schräge Oeffnungen an der Peripherie des Bodenstückes frei ausströmen oder auf schraubenförmige Flügel oder Blätter wirken ließ, welche am hinteren Ende der Rakete auf deren innerer Wand angebracht waren. Aus mancherlei Ursachen haben indessen diese und andere bisher geprüfte Anordnungen mißglückte Resultate ergeben. Wo man z. B. eine bestimmte Menge des Gases unmittelbar von dem Treibsatze nach rückwärts, sei es in der Richtung der Rakete oder durch schräge Oeffnungen, ausströmen ließ, änderten die Gasstrahlen infolge unregelmäßiger Gasentwickelung unaufhörlich ihre Ausströmungsrichtung, wodurch Störungen im Gange der Rakete entstanden. Um einem sich selbst vorwärts treibenden und 'sich selbst drehenden Flugkörper einen sicheren Gang zu geben,, muß deshalb die

(2, Auflage, ausgegeben am 12. September igoS.f

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Vorrichtung zur Erzeugung der Rotation oder die »Gasturbine« auf ganz andere Weise als bisher construirt sein. Das Gas muß nämlich vor dem Austritt aus dem Projectil gezwungen werden, seinen Druck auszugleichen. Dies geschieht bei dem fliegenden Torpedo thcils dadurch, daß die Zutritts- und Austrittsöffnungen eines jeden Kanals der Turbine so weit gegen einander versetzt sind, daß in der Achsenrichtung kein Gas durch die Turbine passiren kann, und theils dadurch, daß der im Gasraum entstehende Centralstrahl durch ein vorn zugespitztes oder abgerundetes Kernstück der Turbine (den »Strahltheiler«) in einen Hohlstrah], umgewandelt und ohne Stoß auf die ganze Peripherie der Turbine vertheilt wird. Eventuell kann der Gasstrom mittelst einer vor der Turbine angebrachten ringförmigen Scheidewand, deren centrale Öeffnung von ungefähr gleichem Durchmesser ist wie der Strahltheiler zusammengedrückt werden, bevor er den Strahltheiler und die Turbine trifft.. Durch diese Anordnungen wird das Gas verhindert, von dem Theil des Satzes, woselbst es sich bildet, in gerader Linie in die Luft zu strömen, und der Gasdruck wird vor dem Ausströmen vollständig ausgeglichen.

Daß es bisher nicht hat gelingen wollen, ausreichende Rotation nebst wünschenswerther F',ugweÄ'te und Tragfähigkeit zu erreichen, Wiihrt daher, daß man die Gaskraft nicht in erforderlichem Grade hat ausnutzen können. Infolge fehlerhafter Bauart des Flugkörpers ging nämlich ein bedeutender'Theil der Kraft verloren: theils durch Stoß gegen den Flugkörper, theils dadurch, daß das Gas mit zu hohem Druck ausströmte, und auch aus anderen Ursachen. Die schrägen Austrittskanäle dürfen deshalb nicht wie bisher von einem Ende bis zum anderen von gleichem Querschnitt sein, sondern müssen Trompeten- oder Keilform haben, d. h. sie müssen sich vom Eintrittsende an durch allmäliges Zurückweichen.' der der ■ schrägen Fläche gegenüberliegenden Wand mehr und mehr erweitern, und zwar so weit der Raum in der Turbine es gestattet, damit das aus der kleinsten Öeffnung ausströmende Gas allmälig expandiren und dabei einen continuirlichen Reactionsdruck gegen die zur Aufnahme desselben bestimmte schräge Fläche entwickeln kann.

Zur Vermeidung von Kraftverlusten durch Stoß darf nicht wie bisher die Turbine dem Gase eine quer zur Bewegungsrichtung desselben stehende ausgedehnte Stirnfläche darbieten, eine Anordnung, welche außerdem die Uebelstände hat, daß die Turbine und ihre Befestigungsmittel unnöthigerweise einem hohen statischen Druck ausgesetzt werden und die Erhitzung der Turbine vermehrt wird.

Beim fliegenden Torpedo .-wir<T nun die lebendige Kraft, welche dem Gase beim Auftreffen auf die Turbine inncwohnt, nutzbar gemacht. Dies geschieht dadurch, daß die. Turbine am vorderen Ende überhaupt keine oder'nur eine unbedeutende ebene Fläche besitzt, indem aus der Stirnebenc schräge Flächen zu den eigentlichen Eingangsöffnungen der Austrittskanäle führen, sich verengernde Lcitkanäle bildend. Dadurch wird die lebendige Kraft des Gases für die Rotation nutzbar gemacht, während gleichzeitig Stoß und unnöthige Inanspruchnahme und Erhitzung der Turbine vermieden werden. Der Stoß des Mittelstrahls wird durch vorerwähnten Strahltheiler beseitigt. '

Ein fernerer Uebelstand der bisher der Prüfung unterzogenen selbstbeweglichen Flugkörper war, daß das heiße Gas die Wände der Austrittskanäle besonders an den Schaufelflächen schmolz, wodurch der Ausströmungsquerschnitt immer mehr erweitert wurde, so daß der Gasdruck im Flugkörper sich nicht auf der erforderlichen Höhe erhielt. Zur Vermeidung dieses Uebelstandes sind beim fliegenden Torpedo besondere Massen von Metall oder anderem passenden Material angebracht, um in sich die Wärme aufzunehmen, welche sonst dem Austrittskanal schädlich sein würde. Diese Massen sind es, welche zugleich die Wände der vorerwähnten Leitkanäle (Zutrittskanäle) bilden. - ■

Durch vorstehend beschriebene Gasturbine des fliegenden Torpedos wird also der Gasdruck ausgeglichen, bevor das Gas die Turbine passirt hat. Das Gas bewirkt Rotation theils durch seine lebendige Kraft in den sich verengernden Zutrittskanälen und theils durch Reaction in den sich erweiternden Austrittskanälen; außerdem wird dem Gas durch in der Turbine befindliche wärmeabsorbirende Massen so viel Wärme entzogen, daß dasselbe auf die Form der Turbine und somit auch auf den Druck des im Flugkörper eingeschlossenen Gases nicht schädlich einwirken kann. Da bei dieser Gasturbine die Rotation zuerst durch das Hindurchgehen des Gases durch die Zutrittskanäle, wie bei einer Strahlturbine, und sodann durch Hindurchgehen des Gases durch die Austrittskanäle, wie bei einer Reactionsturbine, bewirkt wird, so ist dieselbe ■ als Doppelturbine zu betrachten, woraus folgt, if Λ daß man einem Flugkörper Rotation durchn; · j eine Turbine würde geben können, welche'' iW entweder nur aus Zutrittskanälen oder nur aus,* α Austrittskanälen gebildet wird. ,-.'f .■*'

Als weiterer Grund, weshalb es bisher nicht·: gelungen ist, selbstbewegliche Flugkörper mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen, sei schließlich -erwähnt, daß die Wände der bisher ausgeführten Flugkörper oder Raketen zu schwach waren, um den erforderlichen,'

: Druck auszuhalten, im entgegengesetzten Falle

s aber zu schwer; daß die Wände dem Einfluß

' der Wärme nicht widerstehen konnten, sondern

: ·> durch diese geschwächt wurden; daß die Art

und Weise der Befestigung sowohl des Vorder-

:"■■'. "■ wie des Hinterbodens ungenügend war, und daß die Mantel, weil zu elastisch, sich durch

· den Gasdruck so sehr erweiterten, daß sich

f Zwischenräume zwischen den Wänden und

dem Satz und Risse in dem letzteren bildeten,

wodurch Explosionen und andere Unzuträglich-.

. keitcn entstanden.

■·.-■. Zwecks Erreichung von Mantelwänden von

: der erforderlichen Widerstandskraft ist der fliegende Torpedo aus Stahl oder einem anderen Material von großer Festigkeit angefertigt. Die Wände sind außerdem gegen die Gaswärme dadurch geschützt, daß sie in demjenigen Theil i des Torpedos, woselbst das heiße Gas mit ihnen in Berührung kommt, dicker hergestellt sind, und zwar, damit sie nicht unnöthig schwer werden, im Verhältniß zu der Dauer der Berührung. Die Wände des Gasraumes sind daher nahe an der Gasturbine dicker und nach dem vorderen Ende zu dünner. Die äußere oder innere Fläche (oder beide zugleich) des den Gasraum umgebenden Rohrtheiles oder des ganzen Torpedomantels kann daher mit Vortheil konisch hergestellt werden. Um einer Ausdehnung der. Wände des fliegenden Torpedos durch den Gasdruck vorzubeugen, giebt • , .' man denselben einen Anfangswiderstand in der ■ ^v Weise wie bei Kanonen, d. h. durch Herbeiführung von Spannungen in der äußeren Schicht des Mantels. Dies mag durch Härten oder durch Aufschrumpfen eines oder mehrerer Mantel oder durch Umwickeln mit Drähten, Bändern oder dergl. geschehen.

Nachdem im Vorstehenden die hauptsächlichen Ursachen gekennzeichnet worden sind, aus denen es bisher nicht hat gelingen wollen, selbstbewegliche, Treffsicherheit mit großer Schußweite und Tragfähigkeit verbindende Flugkörper zu construiren, und nachdem ■■..-■ gleichzeitig die Grundzüge der neuen Erfindung eines fliegenden Torpedos erläutert worden sind, folgt eine eingehendere Beschreibung des letzteren an der Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Fig. ι zeigt einen Querschnitt durch j die Turbine an der Stelle, wo die Kanäle am ■* engsten sind. Fig. 2 stellt die Abwickelung der Umfläche der Turbine dar. Fig. 3 und 4 zeigen die Turbine von der Seite mit dem Mantel im Schnitt bezw. von vorn. Fig. 5 zeigt den ganzen fliegenden Torpedo in der Ansicht.

Der fliegende Torpedo besteht aus einem gasdichten, cylindrischen oder konischen Rohr aus Stahl oder anderem passenden Material, dessen vorderes oder schmaleres Ende in eine geschlossene Spitze (Fig. 5) verlängert und dessen innerer Raum durch einen gasdichten Boden in zwei Thcile getheilt ist, von denen der vordere mit der Spitze (der Ladungsraum) zur Aufnahme der Last oder des Sprengstoffes u. s. w., welcher transportirt werden soll, und der hintere in seinem vorderen Theile (dem Gasraum) zur Aufnahme des gasentwickelnden Materials, in seinem, hinteren Theile zur Aufnahme der Turbine (vergl. die Punktirung in Fig. 5) bestimmt ist. Letztere ist ebenso wie der erwähnte Boden mittelst kräftiger Flachgewinde oder auf andere sichere Weise im Rohr befestigt.

Um Ladungsräume von verschiedener Größe und verschiedenem Inhalt verwenden zu können und den fliegenden Torpedo für den Transport u. s. w. bequemer zu machen, kann der vordere Theil des Torpedos von dem hinteren Theil abnehmbar hergestellt werden. Zu diesem Zwecke ist der Mantel des Gasraumes etwas über den gasdichten Boden hinaus verlängert und daselbst mit Schraubengewinde oder einer anderen Einrichtung zum sicheren Anfügen des den Ladungsraum umfassenden Vordertheiles versehen.

Die im hinteren Ende des fliegenden Torpedos angebrachte Gasturbine bietet dem Gase solche Ausströmungsquerschnitte, daß ins Gasraum der gewünschte Druck sich herstellt. Ib^ . Kernstück mag noch eine Zündvorrichtung auf-' nehmen. Diese nach den angegebenen Regeln gebaute Gasturbine kann man sich als aus einem massiven Cylinder von Metall oder einem anderen schwer schmelzenden Material hergestellt denken, welcher das hintere Ende des Rohres ausfüllt, und in dessen cylindrischer Umfläche zwei oder mehr Kanäle angebracht sind. Jeder Kanal besteht wieder aus einem keilförmigen Eintrittskanal α und einem ebenfalls keilförmigen Austrittskanal b, welche an der Stelle c (Fig. 2) mit ihren kleineren Oeffnungen zusammenstoßen. Diese Kanäle umgeben spiralförmig den mit seinem vorderen halbkugelig abgerundeten Ende den Strahltheiler I bildenden , sonst cylindrischen Kern k (Fig. 3), so zwar, daß die dem Gasstrom zugewendete Fläche due (Fig. 2) eine zusammenhängende Schraubenfläche bildet. Diese Kanäle können' jedoch auch eine andere Form, z. B. eine der in Fig. 2 punktirten Formen, erhalten. Die zwischen den Zutrittskanälen α stehen gebliebenen Stücke nd 0 enthalten die oben erwähnten, den bisherigen Einrichtungen fehlenden wärmeaufnehmenden Metallmassen.

Die Gasturbine ist von einem Mantel f umgeben, in dem sie durch einen Absatz festgehalten wird. Die äußere Fläche dieses Mantels ist zwecks Einschraubens. der Turbine in das Torpedorohr · mit Gewinde versehen (Fig. 3 und 5).

Claims (3)

Der Mantel der Turbine kann, wie iri dem gezeichneten Beispiel, nach hinten um-ein Stück g (Fig. 3) verlängert sein, um hinter der Turbine Platz für eine Wurfladung zu schaffen, und er mag nach vorn eine ebensolche Verlängerung h besitzen, theils zum Schutz der Rohrwand gegen die Wärme und den Druck des Gases, theils als Stütze für den Treibsatz und um einen freien Raum zwischen dem Satz und dem Vorderende der Turbine zu bilden, welcher den Gasen vor dem Eintritt in die Turbine ihren Druck auszugleichen gestattet. Eine Scheidewand m mit centraler Oeffnung trennt diesen freien Raum von dem Treibsatz. Anstatt der vorderen Verlängerung h des Mantels / kann auch den gleichen Zwecken ein kurzes Rohrstück dienen. Durch den Kern k gehen Zündkanäle p (Fig. 3 und 4) nach dem Treibsatz zwecks Entzündung des Torpedos, welche durch Zündschnur oder mittelst eines in' den Hohlraum q(Fig. 1) desKernesA eingesetzten elektrischen oder anderen Zünders' geschehen kann. Um bei der Verwendung einer Wurfladung sicher sein zu können, daß kein Torpedo mit versagendem Treibsatz abgeschossen wird, kann man die Abfeuerung so anordnen, daß der Treibsatz sich zuerst entzündet, worauf dessen Gase die Wurfladung entzünden. Zu diesem Zweck kann man die Wurfladung ringförmig herstellen oder mit einer Oeffnung versehen, durch welche eine isolirte Zündschnur geführt wird, oder durch welche die Zündvorrichtung für einen elektrischen Contact oder eine andere Anordnung zum Zwecke der Entzündung zugänglich werden kann. Faßt man das vorher Gesagte zusammen, so kann die Gasturbine insgesammt bestehen aus: zwei oder mehreren Austrittskanälen b b mit schiefen Schaufelflächen η β, gegen welche das ausströmende Gas an dem vorderen Theil 'durch Stoß und an dem hinteren Theil durch Reaction wirkt, einer zu jedem Austrittskanal gehörigen Leitfläche d n, welche sowohl das Gas nach dem genannten Kanal leitet als auch einen Theil der lebendigen Kraft aufnimmt und dadurch die Rotationsgeschwindigkeit des Flugkörpers vermehrt, einer hinter jeder Leitfläche befindlichen Metallmasse d 110 zur Aufnahme der Gaswärme, dem Strahltheiler I zur Vertheilung des Centralstrahles nach der Peripherie, dem Kern k mit der Zündvorrichtung, sowie dem Mantel / mit eventueller Verlängerung nach hinten zur Bildung des Wurfladungsraumes g und nach vorn zur Bildung des Flugkörperschützers h. Wenn man will, kann die Neigung der Leitfläche d η und die Größe der Schmelzstücke an 0 vermindert oder diese ganz und gar fortgelassen werden, in welchem letzteren Falle, wie schon oben erwähnt, die Turbine die Rotation nur durch den Druck des Gases in den Austrittskanälen b b hervorbringt. Pate NT-A ν sprüche:

1. Turbinen-Rakete, gekennzeichnet durch einen Einsatz mit gewundenen, nach hinten zuerst sich verengenden und dann sich erweiternden Kanälen (a b) am Umfange und einem vorn abgerundeten Kern (I).

2. An der Turbinen-Rakete nach Patent-Anspruch ι die Anordnung einer mit dem Treibsatzraum durch die Zündkanäle (p) in Ver-

■, bindung stehenden Ausbohrung am hinteren Ende des Kerns (k) zum Einlegen eines Zündsatzes oder eines elektrischen oder anderen Zünders.

3. An der Turbinen-Rakete nach Patent-Anspruch ι die Anordnung, daß der Einsatz aus zwei Stücken besteht, und zwar aus dem eigentlichen Turbinenkörper und einem denselben umgebenden, mit einem Absatz versehenen Mantel (f), welcher behufs Befestigung im hinteren Theil der Rakete außen mit Schraubengewinde versehen und etwas langer als der Turbinenkörper ist, so daß entweder hinter (g) oder vor (h) oder sowohl hinter wie vor . der Turbine ein leerer Raum bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen