DE1221851B - Feststoffraketentreibsatz - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F02k

Deutsche Kl.: 46 g -1/01

Nummer: 1221 851

Aktenzeichen: E 255911 a/46 g

Anmeldetag: 25. September 1963

Auslegetag: 28. Juli 1966

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feststoffraketentreibsatz, der mindestens zwei zeitlich abgestuft auszulösende Zünder aufweist und bis auf seine Zündfläche allseitig mit einem isolierenden Schutzüberzug versehen ist.

Eine Rakete, die eine Sprengladung enthält und von einem Fahrzeug, einem Flugzeug oder einer Bodenstation gestartet wird, in deren Nähe sich Personen oder wichtige Einrichtungen befinden, muß mit mindestens einer internen Sicherung versehen sein, die eine Auslösung der Explosion der Sprengladung der Rakete mit absoluter Sicherheit verhindert, solange sich die Rakete noch nicht genügend weit von der Abschußstelle entfernt hat.

Außerdem wird in vielen Fällen verlangt, daß die Rakete von einer hinter der Kampflinie der eigenen oder verbündeter Truppen liegenden Stelle abgeschossen werden kann, wobei sie nicht über oder in den eigenen Linien detonieren darf, selbst wenn die Steuerung fehlerhaft arbeiten sollte. Beim Abschuß von einem Flugzeug aus darf die Sprengladung keinesfalls innerhalb eines für die Sicherheit des Flugzeuges einzuhaltenden Abstandes explodieren, wobei berücksichtigt werden muß, daß das Flugzeug seinen vorgegebenen Kurs fortsetzt.

Aus diesen Forderungen folgt also die Notwendigkeit, den Zünder, der die Explosion der Sprengladung der Rakete auslöst, erst eine bestimmte Zeit nach dem Abschuß einsatzbereit werden zu lassen und dabei gleichzeitig sicherzustellen, daß auch nach Ablauf dieser Zeit nur dann eine Entsicherung des Zünders erfolgen kann, wenn sich während dieser Zeit keine Störung im Abbrennen des Treibsatzes und damit in dem Flug der Rakete eingestellt hat. Die Zündung des Treibsatzes und die der Sprengladung müssen sich also nach einem festen Programm aneinander anschließen.

Eine Rakete, bei deren Betrieb eine zweite Treibladung erst einige Zeit nach der Zündung einer ersten Treibladung erfolgt, ist aus der französischen Patentschrift 1011030 bekannt. Bei dieser Rakete ist eine Öffnung in einer Zwischenwand, die beide Treibladungen voneinander trennt, durch einen Pfropfen verschlossen. Der Pfropfen ist bis auf eine der ersten Treibladung zugekehrte Zündfläche mit einem isolierenden Schutzüberzug versehen. Er wird gleichzeitig mit der ersten Treibladung in Brand gesetzt und stellt so lange einen dichten Verschluß der Öffnung in der Zwischenwand für das in der ersten Brennkammer entwickelte Brenngas dar, bis er zu einem vorgebbaren Teil abgebrannt ist und einer in seinem vorderen Teil angeordnete Zündladung die Feststoffraketentreibsatz

Anmelder:

ETAT FRANgAIS, represente par le Ministre

des Armees, Delegation Ministerielle pour

l'Armement (DIRECTION DES POUDRES),

Paris;

NORD-AVIATION, Societe Nationale des

Constructions Aeronautiques, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte, München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Leopold Abesact, Paris;

Jacques Blandin, Gouleme, Charente;

Jean Guillot, Chatenay-Malabry, Seine;

Emile Stauff,

Versailles, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 18. Oktober 1962 (912 613) - -

Zündung der zweiten Treibladung vermittelt. Die Zündvermittlung von einer Treibladung zur anderen erfolgt also auf thermischem Wege, ist also für die bloße Schärfung eines Sprengladungszünders durch den Abbrennvorgang der Treibladung ungeeignet, da eine solche thermische Kopplung eine sofortige Explosion der Sprengladung zur Folge haben würde. Aus der französischen Patentschrift 1256 441 und der USA.-Patentschrift 2957 309 sind Raketenkonstruktionen bekannt, die einen Schutz der Treibsätze vor mechanischer Überlastung zum Ziel haben. Dazu ist nach der französischen Patentschrift 441 zwischen dem Gehäuse und jeder der beiden Treibladungen ein Weg vorgesehen, auf dem die Brenngase aus der zwischen den Ladungsblöcken liegenden Brennkammer jeweils an das andere Blockende gelangen können. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß auf das der Brennkammer abgewandte Ende der Treibladungsblöcke der gleiche Druck ausgeübt wird, wie er in der Brennkammer herrscht. Die Treibladungsblöcke sind dann allseitig dem gleichen Druck ausgesetzt und daher Weniger der Gefahr des

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Auseinanderbröckelns während ihres Abbrennens heißen Brenngase das Pulver der Treibladung in einer ausgesetzt. Gemäß der USA.-Patentschrift 2 957 309 größeren Tiefe vor der normalen Brennfläche entist ein zwischen der Außenwand der Rakete und dem zünden können. Der Treibsatz hat schließlich ins-Treibladungsblock verbleibender Ringspalt mit rohr- gesamt die Form eines Zylinders mit einem in Gestalt förmig ausgebildetem Polstermaterial ausgefüllt. Der 5 eines Kugelabschnittes gewölbten Boden.
Ringspalt ist gegen das Eindringen von Brenngasen Für die Benutzung wird der Treibsatz in die Brennabgedichtet und dient auf diese Weise sowohl dem kammer einer Rakete eingesetzt. Eine Ringdichtung 4 Schutz gegen mechanische Beanspruchung als auch aus Kunststoffmaterial wird zuvor in den Bodenteil als thermische Isolation des Treibladungsblockes der Brennkammer eingelegt; sie dient zur Abdichtung gegen die heißen Brenngase außerhalb der eigent- io zwischen dem vorderen und dem rückseitigen Raumlichen Flammenzone. teil der Verbrennungskammer und begrenzt so den

Die französische Patentschrift 1075 081 und die abgeschlossenen Hohlraum in dieser Kammer. Der in USA.-Patentschrift 3 029 734 beschreiben Wege zur Flugrichtung vorn liegende Teil dieser Verbrennungs-Vergrößerung der wirksamen Brennfläche in der kammer ist über eine Bohrung 5 mit der Schärfvor-Brennkammer von Raketen. Dazu sind nach der 15 richtung des pyrotechnischen Zünders verbunden, der französischen Patentschrift 1075 081 Kanäle in die die explosible Ladung der Rakete zur Detonation Pulverladung eingearbeitet, während gemäß der bringt, beispielsweise mit emem Kolben, der in seiner USA.-Patentschrift 3 029 734 ein Ringspalt in der Ruhelage durch eine tarierte Feder, ein Bruchelement Pulverladung vorgesehen ist. (z. B. in Form eines Abscherstiftes) oder irgendeine

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den 20 andere Vorrichtung gehalten wird, die durch eine beTreibsatz, einer Feststoffrakete so auszubilden, daß stimmte Krafteinwirkung außer Wirkung gesetzt wird, sein Abbrennen bei programmgemäßem Verlauf zu Wenn der Treibsatz gezündet worden ist, schreitet einer selbsttätigen Schärfung des Zünders für die di_e Verbrennungszone von der Zündfläche la aus Sprengladung führt und daß sichergestellt ist, daß die _nach innen fort, und bevor diese Abbrennzone oder Rakete bis zur Schärfung dieses Zünders eine Sicher- _a5 -fläche die Ebene der Mündungen 3 b der Leitungen 3 heitszone vorgebbarer Größe durchflogen hat. erreicht, ist der Druck in dem Bodenteil der Ver-

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch brennungskammer etwa gleich demjenigen Druck, der

mindestens eine den Treibsatz von einem einen durch dort vor dem Einsetzen der Verbrennung herrschte,

Druck zu schärfenden zweiten Zünder enthaltenden also etwa gleich dem üblichen Atmosphärendruck der

druckdichten Raum her bis zu emem festgelegten ₃₀ Umgebung. Sowie die Brennzone die Ebene der Rohr-

Abstand von seiner Zündfläche durchsetzende Lei- mündungen 3 b erreicht, wird der Druck, der im aus-

tung für die Übertragung des durch die Verbrennungs- schubseitigen Ende der Brennkammer vorhanden ist,

gase in der Flammenzone erzeugten Druckes auf den durch die Leitungen auf den inneren Hohlraum der

zweiten Zünder. Brennkammer übertragen; da die Leitungen und

Da die Verzögerung der Zünderschärfung für die 35 Räume des Schärfsystems vollkommen dicht sind, Sprengladung gegenüber dem Abschuß der Rakete stellt sich der erhöhte Druck praktisch ohne eine von der Zeit abhängt, innerhalb derer der Treibsatz nennenswerte Heißgasströmung ein, so daß die Erbis zu der Mündung der zu dem den Zünder ent- hitzung der Rohre und der Elemente des pyrotechhaltenden Raum führenden Leitung abgebrannt ist, nischen Zünders praktisch Null ist.
hat man es durch Einstellung des Abstandes zwi- 40 Der Druck der Verbrennungsgase des Treibsatzes sehen der Zündfläche des Treibsatzes und der Mün- _wirkt nun z. B. auf den Kolben, der den pyrotechdung der Leitung ohne weiteres in der Hand, die nischen Zünder jeweils entsprechend den Unterschied-Verzögerung der Zünderschärfung auf jeden ge- lichen Ausbildungsweisen der diesen Zünder bildenwünschten Wert zu bringen. den Elemente (die entsprechend der Ladung gewählt

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird ein 45 werden) scharf macht. Durch entsprechende Einstel-

Ausführungsbeispiel eines Treibsatzes gemäß der Er- lung des Widerstandes in dem Zünderschutzsystem

findung unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben. läßt sich erreichen, daß das Schärfen des pyrotech-

In der Zeichnung zeigt nischen Zünders nur bei Überschreiten eines bestimm-

F i g. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen ten unteren Grenzwertes des Druckes möglich ist. Treibsatzkörper, 50 Infolgedessen wird im Falle einer zu langsamen Ver-

F ig. 2 einen Querschnitt längs der Schnittlinie II-II brennung des Treibsatzes (ungenügende Entzündung

der Fig. 1. des Pulvers ohne wesentlichen Druckanstieg), einem

Der in der Zeichnung dargestellte Treibsatz besteht Stillstand der Verbrennung (Auftreten eines Abfalles

aus einem Pulverblock 1, der mit Ausnahme seiner des Druckes) oder aus irgendwelchen anderen Grün-Zündfläche la mit einem Schutzüberzug 3 aus iso- 55 den, insbesondere bei zufälligem Bruch des Vortriebs-

lierendem Lack oder Harz versehen ist. Mehrere mechanismus vor dem Ablauf der Verzögerungszeit,

Leitungen 3 mit kleinem Durchmesser (bei dem Aus- wie sie oben definiert wurde, der Zünder nicht scharf-

führungsbeispiel sind drei solche Rohre gezeichnet) gemacht. Das Schärfen oder Freigeben des Zünders

aus Metall, beispielsweise aus Kupfer, sind in den erfolgt nur dann, wenn der Vorschub der Rakete Pulverblock eingefügt. Die Leitungen 3 münden mit 60 während der vorherbestimmten Verzögerungszeit ein-

ihrem rückseitigen Ende 3a an der Bodenfläche Ib wandfrei gearbeitet und die Rakete infolgedessen die

des Pulverkörpers und enden mit ihren anderen entsprechende Sicherheitsstrecke zurückgelegt hat.

Enden 3 & in einem gleichen Abstand von der Zünd- Diese Verzögerung ist abhängig von der Dicke der-

fläche Ic innerhalb des Pulverblockes 1. Selbst- jenigen Pulverschicht, die abbrennen muß, ehe die verständlich sind die Leitungen 3 in eine schützende 65 Abbrennzone diejenige Ebene erreicht, in der die

und isolierende Umhüllung 2 α aus Lack oder Harz Enden 3 & der Leitungen 3 münden,

eingebettet, welche verhindert, daß die nach einer Selbstverständlich kann dieses Sicherungssystem

gewissen Zeit durch die Rohre hindurchströmenden mit anderen Sicherungssystemen kombiniert werden,

welche auf anderen Prinzipien (Autorotation, Beschleunigung usw.) beruhen, damit die Sicherheit der Rakete durch beispielsweise zwei oder mehrere voneinander abhängige oder voneinander unabhängige »Ketten« von Zündverzögerungselementen gewährleistet ist.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt; sie umfaßt vielmehr sämtliche naheliegenden Varianten.

Insbesondere umfaßt die Erfindung jeden Treibsatz, der mit Leitungen versehen ist, welche es gestatten, den Druck der Verbrennungsgase der Treibladung von der Flammenfront an wenigstens einen Teil der den Treibsatz enthaltenden Rakete zu übertragen, wobei diese Übertragung durch den Treibsatz hindurch erfolgt.

Der Druck, über den man nun in irgendeinem Teil der Rakete verfügen kann, läßt sich für die Betätigung oder die Steuerung irgendeiner Vorrichtung ausnutzen. Dieser Druck kann mit der gewünschten Zeitverzögerung übertragen werden, die sich als Funktion des Abstandes der in den Pulverblock eingefügten Leitungsenden von der Zündfläche für die Verbrennung ergibt; dieser Abstand kann gegebenenfalls auch praktisch den Wert Null haben.

Andererseits müssen die in dem Treibsatz oder längs seiner Seitenflächen angeordneten Leitungen derart ausgebildet sein, daß sie den Ablauf der Verbrennung innerhalb des Treibsatzes nicht stören, wenn die Verbrennungsgase in diese Leitungen eindringen. Man kann daher ohne weiteres diese Leitungen als thermisch isolierte Metallrohre, als Rohre aus Kunststoff oder Bohrungen innerhalb des Pulverblockes des Treibsatzes vorsehen, die dann aber eine innere Auskleidung erhalten müssen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Feststoffraketentreibsatz, der mindestens zwei zeitlich abgestuft auszulösende Zünder aufweist und bis auf seine Zündfläche allseitig mit einem isolierenden Schutzüberzug versehen ist, gekennzeichnet durch mindestens eine den Treibsatz von einem einen durch Druck zu schärfenden zweiten Zünder enthaltenden druckdichten Raum her bis zu einem festgelegten Abstand von seiner Zündfläche durchsetzende Leitung für die Übertragung des durch die Verbrennungsgase in der Flammenzone erzeugten Druckes auf den zweiten Zünder.

2. Treibsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Treibsatzblock oder längs seiner seitlichen Oberflächen angeordneten Leitungen aus Metallrohren bestehen, die thermisch isoliert sind.

3. Treibsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen aus Kunststoffrohren bestehen.

4. Treibsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen aus mit einer Auskleidung versehenen Durchbrüchen oder Bohrungen innerhalb des Treibsatzblockes bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1256 441,
081, 1011030;
USA.-Patentschriften Nr. 3 029 734, 2 957 309.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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