DE1199056B - Verfahren zur Herstellung von Feststoffraketen-Treibladungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

M. α.:

F02k

Deutsche KL: 46 g-1/01

Nummer: 1199 056

Aktenzeichen: Sch 316071 a/46 g

Anmeldetag: 15. Juni 1962

Auslegetag: 19. August 1965

Feststoffraketen-Treibladungen sind an sich in zahlreichen Ausführungsformen bekannt und werden meistens aus einer körnigen Zusammensetzung hergestellt. Insbesondere sind Verfahren zur Herstellung solcher Treibladungen bekannt, bei denen die Zusammensetzung zusammengepreßt und in einen rohrförmigen Behälter eingebracht wird. Dieses Verfahren ist jedoch nachteilig, weil sich dadurch innerhalb der Füllung des Behälters Hohlräume ergeben können, die einen gleichmäßigen Abbrand der Ladung verhindern.

Nach einem anderen der vorbekannten Vorschläge wird deshalb die körnige Zusammensetzung in den Behälter eingebracht und in diesem zusammengepreßt. Bei großen Ladungen hat es sich jedoch als notwendig erwiesen, bei diesem Verfahren die Ladung stufenweise zusammenzupressen, indem man eine Schicht der Zusammensetzung auf der Oberseite der vorher zusammengepreßten Schicht zusammendrückt. Die Herstellung von großen Feststoffraketen-Treibladungen nach diesem Verfahren ist deshalb ein teurer und zeitraubender Prozeß.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von Feststoffraketen-Treibsätzen anzugeben, das diese Nachteile vermeidet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Feststoffraketen-Treibladung, nach dem eine körnige Zusammensetzung in einen rohrförmigen Behälter eingeführt und hiernach zu der Ladung zusammengepreßt wird.

Die Erfindung besteht ihrem Grundgedanken nach darin, daß die Zusammensetzung durch Zusammenpressen des Behälters in dessen axialer Richtung im wesentlichen ohne Vergrößerung des Querschnittes des Behälters unter Bildung von nach innen vorspringenden Wellungen in der Behälterwand, die in die zusammengepreßte Ladung eingebettet sind, zusammengepreßt wird. Im übrigen ist das Verfahren nach der Erfindung praktisch auf verschiedene Weise zu verwirklichen. Es ist zunächst unabhängig von der Ausbildung des Behälters selbst. Dieser besteht vorzugsweise aus weichem Metall und besitzt dünne Wandungen, so daß der Widerstand des Behälters gegen das Zusammenpressen sehr gering ist. Der Behälter kann jeden zweckmäßigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise kreisförmigen, elliptischen, rechteckigen oder quadratischen, obwohl der bevorzugte Querschnitt der kreisförmige Querschnitt ist. Dabei hat die Erfindung als zweckmäßig erkannt, einen Behälter von kreisförmigem Querschnitt mit der körnigen Zusammensetzung vollständig anzu-Verfahren zur Herstellung von Feststoffraketen-Treibladungen

Anmelder:

Schermuly Limited, Newdigate, Dorking, Surrey

(Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr,

Dipl.-Phys. E. Betzier

und Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl,

Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Alfred James Schermuly, Newdigate, Dorking,

Surrey (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 20. Juni 1961 (22199)

füllen, ehe die Zusammenpressung erfolgt. Die eigentliche Volumenverminderung der körnigen Zusammensetzung bei der Bildung der zusammengepreßten Ladung hängt von der tatsächlich benutzten Ladung ab, liegt aber normalerweise zwischen 30 und 70%.

Grundsätzlich ist auch die Art der körnigen Zusammensetzung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beliebig. Hierbei kann es sich um eine an sich bekannte und üblicherweise verwendete Zusammensetzung handeln, insbesondere um die normale »Schwärze-Zusammensetzung, auf der Basis von Schießpulver oder auch um Perchlorat-Zusammensetzungen.

Der Behälter läßt sich auf einer üblichen hydraulischen Presse nach der Erfindung zusammenpressen. Das erfolgt zweckmäßig gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung so, daß ein Teil der Zusammenpressung des Behälters durch Aufbringen von Druck über einen axial verschiebbaren Stempel zuerst auf ein Behälterende und der restliche Teil der Zusammenpressung hernach durch Aufbringung von Druck über einen axial verschiebbaren Stempel auf das andere Ende des Behälters bewirkt werden. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die körnige Zusammensetzung den für das Zusammenpressen des Behälters erforderlichen Druck nur ungenügend über-

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trägt, so daß die Bildung der nach innen vorspringenden Wellungen in der Behälterwand sich unmittelbar an dem Ende ergibt, an dem der Druck aufgebracht wird, während das gegenüberliegende Ende zunächst sich offenbar mit der in dieses Ende ausweichenden körnigen Zusammensetzung anfüllt, ehe es ebenfalls eine Wellung erfährt. Es ist daher zweckmäßig, die Zusammenpressung des Behälters in der beschriebenen Weise vorzunehmen.

Um ein Aufsplittern des Behälters während des Zusammenpressens zu verhindern, hat die Erfindung als zweckmäßig erkannt, die Behälterwand bei der Zusammenpressung durch eine Form abzustützen.

Die durch die Erfindung erzielbaren technischen Vorteile bestehen vor allem darin, daß die nach ihr hergestellten Feststoffraketen-Treibladungen sehr gleichmäßig abbrennen, wobei sich herausgestellt hat, daß schneller abbrennende Treibladungen sicherer zur Herstellung einer Ladung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, als es unter den gleichen Sicherungsbedingungen unter Anwendung der eingangs genannten üblichen Verfahrenstechniken möglich ist. Feststoffraketen-Treibladungen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, sind außerordentlich stabil und lassen sich ohne Gefahr einer Zerstörung des Behälters, in dem sich die zusammengepreßte Zusammensetzung befindet oder des Aufbrechens der Bindung, die während der Wellung des Behälters zwischen der Zusammensetzung und der Behälterwand hergestellt wurde, weiter behandeln und bearbeiten.

Ein Schub-Zeit-Diagramm für eine übliche Feststoffraketen-Treibladung zeigt einen im wesentlichen gleichmäßigen Schub über im wesentlichen die gesamte Abbrennzeit der Treibladung. Dabei ist die Treibladung nach der vorliegenden Erfindung mit einem vorgegebenen Schub kleiner und kompakter als eine Feststoffraketen-Treibladung, die nach den bekannten Verfahrenstechniken hergestellt wird. In ähnlicher Weise erzielt man mit einer gemäß der Erfindung hergestellten Feststoffraketen-Treibladung bei gegebenem Ladungsgewicht eine größere Reichweite bzw. eine größere Belastbarkeit mit einer größeren Last als sie mit den bisher bekannten Feststoffraketen-Treibladungen befördert werden konnte.

Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Figuren in den Zeichnungen näher erläutert werden, es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen mit einer körnigen Zusammensetzung gefüllten rohrförmigen Behälter,

F i g. 2 einen Teilschnitt durch den Behälter nach Fig. 1 nach dem Zusammenpressen und in

F i g. 3 einen Schnitt durch einen Teil einer Rakete, in der Ladungen nach den Fig. 1 und 2 verwendet sind.

Nach dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Behälter 1 aus einem Aluminiumrohr mit einer Länge von 19 cm, einem Außendurchmesser von 3,2 cm und einer Wandstärke von 0,2 mm verwendet. Ein Ende des Rohres ist bei 2 umgebördelt, so daß dort eine Öffnung 3 bleibt, auf die eine Mullscheibe 4 aufgelegt ist. Nachdem das Rohr so angeordnet ist, daß die Scheibe 4 nach unten zu liegen kommt, wird eine »schwarze«, körnige Zusammensetzung 5, die die spätere Treibladung bildet, in üblicher Mischung in den Behälter eingefüllt und dieser so lange aufgestoßen, bis die Zusammensetzung allmählich den oberen Rand erreicht. Dann wird eine Stahlscheibe 6 auf die Oberfläche der Zusammensetzung aufgesetzt und das Ende des Behälters bei 7 um diese Scheibe 6 umgebördelt.

Der Behälter 1 wird dann in eine dreiteilige Form eingesetzt, die nach dem Schließen eine mittige, kreiszylindrische Höhlung mit einem Durchmesser von etwa 3,2 cm aufweist. Die Form wird dann zwischen in Flucht liegende, auf- und abgehende Kolbenstangen einer hydraulischen Presse eingesetzt, die jeweils in einem in der Formhöhlung gleitenden Stempel enden. Nunmehr wird durch den nach unten gehenden Stößel ein Druck aufgebracht und eine Verminderung der Behälterlänge um etwa 6,5 cm erreicht. Dann wird durch den nach oben gerichteten Stößel Druck aufgebracht und eine weitere Längenverminderung um etwa 5 cm erreicht. Der Behälter hat nunmehr eine Länge von 7,5 cm und die Gestalt, wie sie in Fig.2 wiedergegeben ist.

Die Längenverminderung des Behälters führt zu einer Reihe von nach innen vorspringenden Wellungen 8, wobei gleichzeitig die körnige Zusammensetzung 5 zu einer vereinheitlichten Ladung 9 zusammengepreßt wurde. Der zusammengepreßte Behälter kann nunmehr durch Aufklappen der Form aus dieser entnommen werden. Die Ladung kann dann in eine Rakete eingebaut werden.

Ein Teil einer Rakete ist in F i g. 3 wiedergegeben. In dieser Rakete sind zwei Ladungen verwendet, nämlich eine Hauptladung 10 und eine Hilfsladung 11. Die Hauptladung 10 und die Hilfsladung 11, die zur Vereinfachung der Darstellung ohne gewellte Außenwandung wiedergegeben sind, sitzen in einem Leichtlegierungsgehäuse 12 zwischen einer Einbördelung 13 und einer mit einer öffnung versehenen Abschlußplatte 14. Die Abschlußplatte 14 wird im Gehäuse 12 durch Umbördeln bei 15 gehalten. Die Hilfsladung 11 ist aus einer zusammengepreßten Ladung nach F i g. 2 hergestellt und weist eine öffnung 16 sowie eine kegelstumpfförmige Zündfläche 17 auf. Die Zündfläche 18 der Hauptladung 10 ist eben. Die Flächen 17 und 18 umgrenzen eine Brennkammer 19. Wird die Rakete gezündet, dann wird ein Zündfunken über ein geeignetes, nicht gezeichnetes Zündrohr von einer nicht gezeichneten Sprengkapsel in die Brennkammer 19 geleitet, wo er die Zündung der Ladung 10 und 11 über den Oberflächen 17 bzw. 18 einleitet. Das durch die öffnung der Verschlußplatte 14 austretende Gasvolumen und damit der Schub der Rakete hängen von der Oberfläche der brennenden Ladung ab. Im Anfang brennen die gesamten Oberflächenbereiche 17 und 18, so daß der Anfangsschub mehr als doppelt so groß ist, als wenn nur die Oberfläche 18 allein brennen würde. Die in der Brennkammer 19 erzeugten Gase strömen durch die Öffnung 16 und die Verschlußplatte 14 und treiben somit das Gehäuse 12 durch die Luft. Sobald die Hilfsladung abgebrannt ist, fällt der Schub auf einen Wert ab, der der Verbrennung über der planen Oberfläche entspricht, die durch den Querschnitt der Ladung 10 definiert ist, d. h. der Oberfläche 18. Dieser Schub wird im wesentlichen konstant gehalten, bis die Gesamtladung 10 ausgebrannt ist. Der durch die Hilfsladung 11 entwickelte Zusatzschub trägt zur Stabilisierung der Rakete während der ersten Flugstufen bei. Selbstverständlich läßt sich der Anfangsschub durch Änderung der zur Brennkammer 19 hin offenliegenden Oberflächenbereiche der Ladungen

ändern. So kann man beispielsweise statt an der Ladung 10 lediglich die plane Oberfläche 18 zu belassen, den Anfangsschub dadurch steigern, daß man die Ladung 10 mit einer gestrichelt angedeuteten konischen Oberfläche 20 versieht. Wenn es erforderlich sein sollte, den Zündfunken durch eine im Kopf der Rakete montierte pyrotechnische Vorrichtung zu leiten, dann läßt sich in der Hauptladung 10 eine gestrichelt angedeutete Aussparung 21 vorsehen. Um zu verhindern, daß der Zündfunke die diese Aussparung 21 umgebende Ladung zündet, wird die frei liegende Fläche lackiert oder die Aussparung mit einem Metallrohr ausgekleidet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Feststoffraketen-Treibladung, nach dem eine körnige Zusammensetzung in einen rohrförmigen Behälter eingeführt und hiernach zu der Ladung zusammengepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung (5) durch Zusammenpressen des Behälters (1) in dessen axialer Richtung im wesentlichen ohne Vergrößerung des Querschnittes des Behälters unter Bildung von nach innen vorspringenden Wellungen in der Behälterwand, die in die zusammengepreßte Ladung (9) eingebettet sind, zusammengepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) als solcher von kreisförmigem Querschnitt mit der körnigen Zusammensetzung (5) vor dem Zusammenpressen vollständig angefüllt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, ίο dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Zusammenpressung des Behälters (1) durch Aufbringen von Druck über einen axial verschiebbaren Stempel zuerst auf ein Behälterende und der restliche Teil der Zusammenpressung hernach durch Aufbringung von Druck über einen axial verschiebbaren Stempel auf das andere Ende des Behälters (1) bewirkt werden (Fig. 2).

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwand bei

ao der Zusammenpressung durch eine Form abgestützt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 969 188, 733 795,
569 829.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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