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Abschlußorgan für die Düse von Rückstoßtriebwerken Die Erfindung betrifft
ein Abschlußorgan für die Düse von Rückstoßtriebwerken, das außerhalb des divergierenden
Abschnittes der Düse angeordnet und bei Betriebsbeginn durch einen vorbestimmten
Gasdruck selbsttätig entfernbar ist.
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Die Düsen der Antriebe von Geschossen mit Rückstoßantrieb sind im
allgemeinen durch ein Abschlußorgan geschlossen, das zwei Hauptaufgaben erfüllt,
nämlich einerseits der Abdichtung während der Lagerung des Geschosses, andererseits
des Aufbaus eines niedrigen, für die Zündung ausreichenden Drucks, der eine Funktion
der Festigkeit dieses Abschlußorgans ist.
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Die Abschlußorgane der für diesen Zweck üblichen Ausbildung besitzen
im allgemeinen die Form einer Scheibe oder eines Blattes, die bzw. das zwischen
einen festen Bauteil und eine Spannmutter eingespannt ist.
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In der Praxis sind zwei Arten der örtlichen Anordnung des Abschlußorgans
anzutreffen, nämlich entweder in der Nachbarschaft des Düsenhalses, wobei der feste
Bauteil durch den konvergierenden und die Mutter durch den divergierenden Teil der
Düse gebildet ist, oder in der Nachbarschaft der Endkante des divergierenden Teils
der Düse, wobei der feste Bauteil dann durch den divergierenden Bereich der Düse
(oder diese selbst) gebildet ist und die Mutter aus einem auf das Ende der Düse
aufgeschraubten Gewindering besteht.
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Die in der Weise ausgebildeten Abschlußorgane erfüllen zwar die beiden
oben angegebenen Hauptaufgaben von solchen, weisen jedoch gewisse grundsätzliche
Nachteile auf.
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Da ein Abschlußorgan der beschriebenen üblichen Ausbildung mit der
Düse einen einheitlichen Körper bildet, erfolgt die Druckeinwirkung der Gase auf
seinen mittleren Bereich, der den Querabschluß der Düse bildet, und zerreißt das
Abschlußorgan nach einer kreisförmigen Abscherlinie unter Herausschleudern seines
mittleren Teils und Verbleibens des zwischen dem festen Bauteil und der Mutter in
der oben beschriebenen Weise eingeschlossenen Teils.
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Durch die mechanische Wirkung des Gasdruckes kann aber, so gleichmäßig
sie sein mag und trotz aller Vorsichtsmaßnahmen, die bei der Montage des Abschlußorgans
getroffen werden, niemals erreicht werden, daß dieser abgescherte Teil die vollkommen
runde Form eines Rotationskörpers in bezug auf die Düsenachse, der völlig dem Düsenprofil
angepaßt ist, erhält. Ferner können in diesem -abgescherten Teil örtliche Aufrauhungen,
Gratbildungen und -andere Unregelmäßigkeiten, die von Einiluß auf die Richtung des
Gasstrahles sind, indem sie unzeitig und in nicht kontrollierbarer Weise ablenkend
wirken, nicht vermieden werden.
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Mit diesem Nachteil ist selbst dann.. zu rechnen, wenn der Bruchquerschnitt
in bekannter Weise durch plötzliche Wandstärkenänderün_gen: örtlich derart vorbestimmt
wird, daß er in- 'einen gegenüber der stirnseitigen Abschlußwand geschwächten ringförmigen
Reißteil bei den beiden'oben beschriebenen bekannten Arten der örtlichen`Änordnung
des Abschlußorgans an die innere Düsenwand heranverlegt: ist.
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Diese Nachteile wirken sich zwar im Falle -von Hilfsantrieben oder
auch solchen für völlig in dem Rohr oder auf der Abschußranip@ abbrennende Geschosse
nicht erheblich aus, jedoch sind ganz andere-
Voraussetzungen im
Falle von Rückstoßtriebwerken hoher Leistung für außerhalb des Abschußrohres oder
der Abschußrampe abbrennende Geschosse gegeben. In diesem Falle beeinträchtigt die
unsymmetrische Wirkung der abgescherten Kante des Abschlußorgans der Düse die Genauigkeit
des Schusses im Sinne einer unkontrollierten Ablenkung des Gasstrahles erheblich.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Abschlußorgan für die Düse solcher
Antriebe, bei welchem die den bekannten Einrichtungen anhaftenden Nachteile vermieden
werden. Die erfindungsgemäße Düse ist gekennzeichnet durch einen außerhalb des Strömungsweges
der Verbrennungsgase liegenden Bruchquerschnitt, der so bemessen ist, daß der Bruch
als Folge einfacher Zugbeanspruchungen bei dem vorbestimmten Druck erfolgt. Durch
diese Maßnahme wird nach dem Bruch die Form und Richtung des Gasstromes keineswegs
störend beeinflußt, so daß ein solches Abschlußorgan ohne die Gefahr, daß die Genauigkeit
des Schusses gefährdet wird, auch für außerhalb des Rohres oder der Abschußrampe
abbrennende Geschosse verwendet werden kann.
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Ferner erfolgt der Bruch des Abschlußorgans gemäß der Erfindung als
Folge einfacher Zugeinwirkung, woraus sich wesentlich genauere und gleichmäßigere
Möglichkeiten für die Bemessung des Zerreißdruckes ergeben (was besonders wichtig
für die Wirkung und Genauigkeit des Schusses ist) -im Gegensatz zu der Wirkung der
üblichen Abschlußorgane, die unter der gemeinsamen Wirkung von Abscher- und Biegungsbeanspruchungen
zerreißen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels derselben an Hand der Abbildungen. Die Erfindung
ist aber keineswegs auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern
es sind demgegenüber Änderungen sowohl hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung,
wie der Form, Abmessungen usw., möglich, ohne ihren Rahmen zu verlassen.
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Das Ausführungsbeispiel betrifft ein Rückstoßtriebwerk für mit Leitwerk
versehene Geschosse. Selbstverständlich ist aber die Erfindung, ebenfalls ohne von
ihrem Grundgedanken abzuweichen, auch auf andere Rückstoßtriebwerke, wie solche
mit festem oder flüssigem Treibstoff, solche für rotierende Geschosse usw., anwendbar.
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Die Abbildung veranschaulicht im Längsschnitt die mit einem Abschlußorgan
gemäß der Erfindung ausgerüstete Düse eines mit Leitwerk versehenen Geschosses.
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Diese Düse 2 wird von dem Treibrohr 1 getragen, auf
welchem das Leitwerk 3 mit Ring 3' angebracht ist.
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Das gemäß der Erfindung ausgebildete Abschlußorgan 4 ist als hohle
Mutter mit stirnseitiger Abschlußwand 4' für die Düse 2 ausgebildet
und mit Gewinde 5 versehen, mittels dessen sie auf den Außenmantel des divergierenden
Teils 2' der Düse 2 aufgeschraubt ist. Das Abschlußorgan 4 bildet gleichzeitig einen
Anschlag, welcher die Lage des Leitwerks 3 sichert, indem sich seine Vorderkante
auf einem Ringflansch 3" des Ringes 3' des Leitwerkes abstützt.
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Wie hiernach ersichtlich ist, stellt die das Abschlußorgan bildende
Mutter gemäß der Erfindung einen einzigen Körper dar, im Gegensatz zu den üblichen
von der Verspannungsmutter getrennten Abschlußorganen, die deshalb einen zusätzlichen
Bauteil bilden.
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In demAb,schlußorgan ist durch eineAuskehlung6, die entweder wie nach
dem Ausführungsbeispiel außen oder auch innen liegen kann, eine vorbestimmte Bruchstelle
gebildet. Diese Auskehlung liegt außerhalb der Düse in einer Querebene T' vorwärts
der Querebene T, die durch die Endkante des divergierenden Düsenteils 2' bestimmt
ist.
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Der Querschnitt des Ab,schlußorgans 4 im Boden der Auskehlung 6 ist
so bemessen bzw. berechnet, daß hier durch einfache Zugeinwirkung, als Folge eines
vorbestimmten Druckes, der je nach der gewünschten Arbeitsweise des Triebwerkes
bemessen wird, der Bruch eintritt.
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Die Stirnwand 4' des Abschlußorgans 4 ist so bemessen,
daß sie für alle Radien von der Düsenachse aus die gleiche Festigkeit aufweist.
Das ist eine Folge ihrer (von einem am Halse der Düse gedachten Beobachter nach
dem divergierenden Teil hin gesehen) konkaven Form bei großer Festigkeit der Umfangszone
4". Hierdurch .werden alle Wirkungen eines sekundären Moments auf dem Querschnitt
T' der Auskehlung 6 ausgeschaltet, so daß der Bruch nur auf Grund der Zugbeanspruchungen
erfolgt, wodurch sich als besonderes Merkmal der Erfindung eine besondere Genauigkeit,
Regelmäßigkeit und gleichmäßige Wirkung ergibt.
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Nach dem Bruch wird der Teil des Abschlußorgans 4, der abwärts des
Schnittes T' liegt, ausgeworfen, jedoch bleibt der vorwärts von T' liegende Teil
an Ort und Stelle und hält immer noch das Leitwerk fest.
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Da jedoch die Schwächungsstelle 6 außerhalb des divergierenden Teils
2' vorwärts der rückwärtigen Kante T der Düse liegt, kann durch das Abschlußorgan
keine störende oder etwa unsymmetrische ablenkende Wirkung auf den Gasstrahl ausgeübt
werden, so daß sich eine vollkommene Genauigkeit des Schusses als Folge des völlig
axial gerichteten ungestörten Gasstrahles ergibt.