Das
Konzept des vertikalen Abschusses von Lenkwaffen wird von den Waffensystem-Konstrukteuren
und -Herstellern benutzt für
den Start von vorherrschend auf dem Festland oder Schiffen basierenden
Lenkwaffen. Der gegenwärtige
Stand der Technik in Bezug auf derartige Systeme und Geräte, die zum
vertikalen Start von Flugkörpern
benutzt werden, kann allgemein in zwei Kategorien eingeteilt werden,
nämlich
einem "hard"-Start und einem "cold"-Start.
Bei "hard"-Startsystemen wird
der Motor der Lenkwaffe gezündet,
während
sich die Lenkwaffe in dem Abschußrohr befindet. Dieses System
erfordert beträchtliche
Vorkehrungen im Hinblick auf den Ausfluß wegen der Kräfte und
Trümmer,
die als Folge davon erzeugt werden, daß man den Startmotor der Lenkwaffe
innerhalb des Startrohres zündet.
Bei einem derartigen Abschußsystem
beschleunigt der Flugkörper
schnell und führt
Wendungen mit einer großen
vertikalen Geschwindigkeitskomponente durch.
Die
Probleme, die dem Stande der Technik von "hard"-Startsystemen
eigen sind, beziehen sich zum größten Teil
auf die Wirkungen des Ausflusses des Flugkörpers im Startrohr und dem
umgebenden Aufbau. Im Hinblick auf die Ausbildung des Startrohres
wird in "hard"-Startsystemen das
Startrohr, das den Flugkörper
umgibt, so ausgebildet, daß es
sicher eine Situation mit verspätetem
Losgehen beherrschen kann. In einer solchen Situation kann der Start der
Lenkwaffe möglicherweise
eingeleitet sein, aber aus bestimmten technischen Gründen ist
der Flugkörper
nicht in der Lage, das Abschußrohr
zu verlassen. Dann brennt der Flugkörpermotor weiter, bis sämtlicher
Brennstoff verbraucht ist, während
der Flugkörper
noch im Abschußrohr
befindlich ist. Um eine Beschädigung
des umgebenden Aufbaus zu vermeiden, und insbesondere eine Beschädigung benachbart
zum Flugkörper,
wenn der Flugkörper
in einem Mehrfach-Startsystem gehalten wird, besitzen "hard"-Start-Abschußrohre deshalb
im allgemeinen eine hohe Festigkeit und eine entsprechend hohe Massenverteilung.
Außer der
Masse, die wegen der Festigkeit der Startkonstruktion erforderlich
ist, erfordern "hard"-gestartete Waffen
einen Hilfsmotor, um den Start der Waffe aus dem Abschußrohr einzuleiten, und
dadurch ergibt sich eine zusätzliche
Masse und Länge
bei dem kombinierten Startsystem und Waffenaufbau.
Außerdem ist
bei einem "hard"-Startsystem, welches
eine Konstruktion mit mehreren Abschußrohren aufweist, eine beträchtliche
zusätzliche
Masse erforderlich, um die thermischen Belastungen aufnehmen zu
können,
die in jedem einzelnen Abschußrohr
erzeugt werden. Eine Beherrschung dieser thermischen Belastungen
ist erforderlich, um zu gewährleisten,
daß keine
Störungen
zwischen den Abschußrohren
verursacht werden als Folge des Ausflusses zahlreicher Flugkörper, was
in schädlicher
Weise den schnellen Start einer Vielzahl von Waffen beeinträchtigen
könnte.
Weitere
Nachteile von "hard"-Startsystemen liegen
darin, daß auf
einfache Weise die Position einer Lenkwaffen-Starteinrichtung identifiziert
werden kann und daß ein
Ausfluß mit
Abschußtrümmern erzeugt
wird, wodurch während
der Startphase Beobachtungsfenster beschädigt oder abgedeckt werden können.
Bei
einem "cold"-Startsystem wird
der Raktenmotor des Flugkörpers
erst dann gezündet,
nachdem der Flugkörper
aus dem Abschußrohr
herausgeschoben und in gewissen Fällen auf den beabsichtigten
Flugpfad ausgerichtet ist. Ein Beispiel eines solchen Systems ist
das SA-N-6-System, welches die russische Marine in den später 80er-Jahren
an Bord der Kreuzer der Kirkov-Klasse und der Slava-Klasse eingesetzt
hat.
Nachteile,
die mit "cold"-Startsystemen verknüpft sind,
liegen unter anderem darin, daß das
Abschußrohr
eine Vorrichtung enthalten muß,
um den Flugkörper
auszuwerfen, was wiederum eine Erhöhung der Masse und einen komplexen
Aufbau des Abschußrohres
und des Flugkörpers
erfordert.
Das
Abschußrohr,
das bei bekannten "cold"-Startsystemen benutzt
wird, verwendet gewöhnlich
eine Explosivladung, die den Flugkörper aus dem Abschußrohr auswerten
soll, und deshalb erfordert das Abschußrohr ein Element, welches
den Ausfluß verarbeitet.
Außerdem
werden wegen der Benutzung der Ausstoßladung Starttrümmer erzeugt, die
zu einer unerwünschten
späteren
Identifizierung des Abschußortes
führen
können
und möglicherweise
unerwünschte
Störungen
mit Flugkörper-Sensorfenstern
ergeben.
Die
vorliegende Erfindung beschreibt eine Alternative sowohl zu den "hard"-Startsystemen als auch zu den "cold"-Startsystemen und
ergibt beträchtliche
technische Vorteile in bezug auf eine Flugkörper-Startlogistik, Waffen-Sicherheitssysteme
und einer hohen Betriebssicherheit.
Gemäß der Erfindung
ist eine Flugkörper-Startvorrichtung
vorgesehen, die wenigstens eine Abschußvorrichtung besitzt und jede
Abschußvorrichtung
außerdem
ein Rohr aufweist, das eine Öffnung
besitzt, um einen Flugkörper
aufzunehmen, wobei jede Abschußvorrichtung
außerdem
eine Kolbenanordnung aufweist, die Vortriebsmittel aufweist, wobei
jede Abschußvorrichtung
außerdem
Kolbenanschlagmittel besitzt.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
vollendet der Raketenmotor/Gasgenerator (RMGG) die Verbrennung innerhalb
des Kolbenhubes, und der Kolben wird stillgesetzt, so daß der Flugkörper auf
einem ballistischen Trajektor weiterfliegen kann. Der Kolben dichtet
das Startrohr ab, wodurch die Erkennung des Startes verringert wird.
Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
sind Kolben und RMGG am Flugkörper
angebracht, wodurch ein wirksames Abwurfsystem geschaffen wird, aber
dieses treibt den Flugkörper über einen
Teil des freien Fluges. Die vom RMGG ausgeblasenen Gase können auch
benutzt werden, um ein seitliches Reaktionssteuersystem anzutreiben,
um eine frühe
Manövrierung
des Flugkörpers
zu bewirken. Bei Zündung des
Hauptmotors des Flugkörpers
in der gewünschten
Lage und Höhe
wird der Kolben abgeworfen und fällt
irgendwohin.
Bei
einem dritten Ausführungsbeispiel
sind mehrere RMGGs am Kolben angeordnet oder in diesem eingebettet
und können
entweder einzeln abgefeuert werden, oder es können mehrere abgefeuert werden,
um eine bestimmte Abschußdynamik
zu erzeugen.
Außerdem schafft
die Erfindung ein Verfahren zum Abschuß eines Flugkörpers mit
den folgenden Schritten: es wird ein Flugkörper-Abschußgerät vorgesehen, welches wenigstens
eine Abschußvorrichtung
besitzt, und jede Abschußvorrichtung
umfaßt
weiter ein Abschußrohr
mit einer Öffnung,
um einen Flugkörper
aufzunehmen, und jede Abschußvorrichtung
weist eine Kolbenanordnung auf, die weiter Vortriebsmittel enthält, wobei
jede Abschußvorrichtung
außerdem
einen Kolbenanschlag aufweist.
Durch
die Erfindung wird ein Abschußverfahren ähnlich einem "cold"-Startsystem geschaffen,
bei dem der Raketenmotor des Flugkörpers gezündet wird, nachdem der Flugkörper die
Abschußvorrichtung
verlassen hat. Das Ausstoßen
des Flugkörpers erfolgt
jedoch in einer präziser
gesteuerten Art und Weise, so daß der Flugkörper sehr viel niedrigeren Startbelastungen
ausgesetzt ist und weniger Energie erfordert, um den Start und das
Wendemanöver
zu vollenden. Es wird somit eine einfachere und von Gewicht leichtere
Abschußvorrichtung
möglich.
Die Technik ermöglicht
auch programmierbare Flugkörper-Ausstoßcharakteristiken.
Der
Flugkörper
wird aus dem Abschußrohr durch
einen Kolben ausgetrieben, der mittels eines heißen oder kalten Gases, ähnlich wie
ein Schleudersitz, ausgetrieben wird. Die Erfindung benutzt einen neuartig
angetriebenen Kolben, der die Möglichkeit schafft,
den Flugkörper
präziser
gesteuert auszustoßen,
so daß der
Flugkörper
weit geringeren Startbelastungen ausgesetzt ist und weniger Energie
benötigt,
um das Abschußereignis
zu vollenden. Der Kolben wird aufgefangen und zurückgehalten,
bevor dieser das Abschußrohr
verläßt, wodurch
unerwünschte Starttrümmer verhindert
werden.
Im
Gegensatz zu herkömmlichen
Vertikal-Startsystemen bewirkt die Erfindung die Zündung des
Raketenmotors, nachdem der Flugkörper
gestartet und auf das Ziel hin gerichtet ist. Dieses Merkmal ermöglicht den
Start eines Flugkörpers
aus einem Abschußrohr
in gesteuerter Weise ohne die Probleme, die herkömmlichen Hilfsmotoren oder
Startmotoren zugeordnet sind, einschließlich hohe Beschleunigung,
große
Dispersionen und Verarbeitungen des Ausflusses.
Es
ist neu und einmalig, daß der
angetriebene Kolben, der in dem Rohr nach Vollendung des Hubes stillgesetzt
wird, tatsächlich
ein Teil des Flugkörpers
ist, wodurch die Herstellung des Rohres frei von Explosivstoffen
ist. Eine Einstellung des g-Werthubes ist mit diesem Verfahren möglich, was
zu einem sehr niedrigen konstanten g führt, das der Flugkörper über die
gesamte Länge
des Hubes aufweist, und demgemäß kann die
Plattform während
des Starts entsprechend ausgebildet werden. Ein zusätzlicher
Vorteil besteht darin, daß die
Ausstoßtechnik
insofern wirksam ist, als sie eine Kombination von Schuberhöhung und
Druckausstoß benutzt,
so daß mit
dieser Technik sehr viel niedrigere Drücke möglich sind.
Mit
einem Druck im Abschußrohr
von nur 3 bar werden die Startzeiten und die Ausstoßgeschwindigkeiten
derart, daß eine
beträchtliche
Verbesserung in bezug auf Zeit und minimalen Bereich gegenüber bekannten
Starttechniken erreicht werden kann. Der niedrigere Druck ermöglicht auch
die Benutzung von Materialien mit leichtem Gewicht und neuartigen
Ausgestaltungen für
das Abschußrohr.
Die
Erfindung ergibt viele erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen vertikalen Startmethoden,
die unter anderem in einem längeren
maximalen Bereich für
eine gegebene Masse im Vergleich mit "hard"-Vertikal-Startmethoden
liegen. Es ist auch keine Berücksichtigung
des Ausflusses erforderlich, weil der Ausstoß-Vorschubmechanismus innerhalb des Abschußrohres
verbleibt, und infolgedessen ergeben sich keine unerwünschten
Starttrümmer.
Bei
Benutzung des Startsystems gemäß der Erfindung
besteht keine Möglichkeit
eines verspäteten
Losgehens, und daher können
die Abschußsysteme
von einfacher leichter Konstruktion sein. Derartige Systeme vermindern
demgemäß die Notwendigkeit
der Wartung (d.h. es besteht keine Notwendigkeit einer absoluten
Reparatur), und das erfindungsgemäße System kann als Einmal-Abschußsystem
ausgebildet sein (d.h. Wegwerf/Abwurfpackungen), oder die Systeme
können
auch als wiederbenutzbare Systeme ausgebildet sein.
Zusätzlich schafft
die Erfindung die Möglichkeit
einer genau bemessenen Verminderung der Start-Ausstoßbelastung
(d.h. eine Optimierung der Ausstoß-Charakteristiken für bekannte Arten aus einer
einzigen Startvorrichtung), und es wird ein verbesserter minimaler
Raumbedarf möglich
infolge der besser bemessenen und direkten Wendetrajektoren, die
eine frühere
Zielakquisition durch das Suchgerät des Flugkörpers ermöglichen.
Weitere
Vorteile und Verbesserungen werden durch Benutzung des erfindungsgemäßen Startsystems
möglich,
beispielsweise eine Verminderung der Möglichkeit einer Entdeckung
der Startposition wegen verminderter Rauchspuren und verminderter Erhitzung
der Startvorrichtung. Weiter besteht der Vorteil, mehrere Typen
von Flugkörpern
und Geschossen sowie Lenkwaffen und Gegenmaßnahmen abzuschießen (d.h.
die Auswurfcharakteristiken des Abschußrohres sind so bemessen, daß eine Anpassung
an einen weiten Bereich von Produkten möglich ist). Weiter besteht
ein Vorteil der Benutzung des erfindungsgemäßen Systems darin, bestehende
Horizontalstartwaffen in Vertikalrichtung abzuschießen.
Ein
Ausführungsbeispiel
eines Waffen-Startsystems gemäß der Erfindung
wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 zeigt eine Lenkwaffe,
die in einem Abschußrohr
gemäß der Erfindung
untergebracht ist; und
2 zeigt eine schematische
Darstellung des Anfangstrajektors einer Lenkwaffe, die durch ein erfindungsgemäßes System
abgeschossen wurde.
1 zeigt eine Lenkwaffe 2 und
einen Schubpack 12, der in einem Abschußrohr 4 untergebracht
ist. Der Schwanzkonus der Lenkwaffe ist in einer Ausnehmung in einem
Kolben 14 untergebracht. Eine Übergangsabdeckung 6 schützt den
Ausgang des Abschußrohres,
und es ist eine aufbrechbare Abdeckung 8 vorgesehen, derart,
daß die
Lenkwaffe in einer hermetisch abgedichteten Umgebung aufbewahrt
werden kann, wodurch irgendwelche möglichen Umgebungseffekte minimiert
werden, die die Betriebssicherheit des Startsystems oder die Flugkörperoperation
beeinträchtigen
könnten.
Die
Lenkwaffe 2 wird radial und axial während des Transportes durch
die Schwanzkonuslagerung innerhalb des Kolbens 14 abgestützt und
am gegenüberliegenden
Ende des Abschußrohres
durch einen Kolbenanschlag 18. Die Abstützung für die Lenkwaffe 2 trägt dazu
bei zu gewährleisten,
daß der Kolben 14 sich
nicht verdreht und während
der Startphase verklemmt.
Der
Kolbenanschlag 18 ist so ausgebildet, daß er eine
seitliche Abstützung
für die
Lenkwaffe bewirkt, ohne den Durchtritt der Flossen 20 oder
Flügel 10 der
Lenkwaffe während
des Starts zu verhindern. Der Kolbenanschlag 18 wirkt als
unelastischer Endanschlag für
den Kolben 14 und absorbiert dessen kinetische Energie,
so daß der
Kolben 14 zum Stillstand gebracht werden kann, wodurch
der wirksame Hub des Kolbens 14 maximiert wird.
Eine
Raketenmotor/Gasgenerator (RMGG) 16 ist im Kolben 14 eingebettet
oder an diesem befestigt und liefert die Antriebskräfte, indem
sowohl Druck als auch Schub erzeugt werden. Diese Anordnung schafft
die Möglichkeit
einer gesteuerten Verbrennung des Vortriebsmittels, wodurch die
Wirksamkeit der benutzten Gase erhöht wird und keine Maßnahmen
bezüglich
des Strahlaustritts getroffen werden müssen.
Wenn
das Zünden
der Lenkwaffe eingeleitet wird, dann wird das RMGG 16 aktiviert
und erzeugt einen vorbestimmten Schub, wodurch der Kolben 14 und
damit die zu beschleunigende Lenkwaffe im Abschußrohr 4 beaufschlagt
wird. Wenn die Lenkwaffe im Abschußrohr 4 nach oben
getrieben wird, dann durchsticht die Spitze der Lenkwaffe 2 die
aufbrechbare Abdeckung 8 und, geführt durch den Kolbenanschlag 18,
tritt die Lenkwaffe aus dem Abschußrohr 4 hervor.
Der
Kolben 14 wird durch das RMGG 16 angetrieben,
bis er auf den Kolbenanschlag 18 auftrifft, und an dieser
Stelle wird der Kolben 14 mechanisch angehalten, wodurch
die Treibgase der RMGG innerhalb des Abschußrohres 4 gehalten
werden. Das Abschußsystem
ist so ausgebildet, daß der
Lenkwaffe eine Austrittsgeschwindigkeit verliehen wird, die ausreicht,
um eine optimale Wendelage innerhalb einer erforderlichen Zeit einzunehmen,
während
sämtliche Ausstoßwirkungen
innerhalb des Abschußrohres
beibehalten bleiben.
Die
in 2 dargestellte Folge
zeigt eine Lenkwaffe 2, die eine vertikale Vielfach-Startvorrichtung 22 verläßt und über die
Stellen 2a, 2b, 2c nach einem vorbestimmten
Punkt durch die Ladung 12 überführt wird. Die Schubladung 12 bewirkt
eine seitliche Steuerung um die Querachse, die Hochachse und die
Rollachse, und dann wird der Motor der Lenkwaffe bei 2d bezündet. Die
Erfindung ermöglicht
einen wesentlich glatteren und besser steuerbaren Wendevorgang des
Flugkörpers,
was eine schnelle Zielakquisition durch den Sucher ermöglicht,
wodurch Verbesserungen gegenüber
bekannten Systemen in bezug auf Minimierung des Raumbedarfs erreicht
werden.
Durch
die Erfindung wird ein komplexes Verarbeitungssystem für den Ausfluß überflüssig, und
es kann eine einfachere gewichtsmäßig leichtere Startvorrichtung benutzt
werden. Hierdurch ergibt es kaum noch eine Beschränkung hinsichtlich
des Startplatzes oder hinsichtlich der Nähe von Bodentruppen, so daß die Entfaltung
im Städtebereich
nur durch die Erfordernisse der Überwachung
und des Alarms beschränkt
sind.
Das
Startsystem weist wenigstens ein Rohr mit einem elektrischen Interface
zum Betrieb und zur Überprüfung mit
einem Ausstoßmechanismus
auf. Die Erfindung schafft die Möglichkeit,
eine einzigartige Konstruktion eines Startsystems zu schalten, welches
gewählte
Dimensionen benutzt, die die Möglichkeit
schaffen, das System als Vielfach-Startvorrichtung auszubilden.