DE1406617A1 - Vorrichtung fuer die Schleudersitze von Flugzeugen - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dlpl.-Ing. A. Lehmann Dipl.-Ing. E. Eder 1406617

123, Qhmitraße 16

SfBISKA AjSROPLAR AKT IBBOIiA GKT Linlcöping / Schweden

¹¹ Vorrichtung für die Schleudersitze τοη flugzeugen *

Die vorliegende Erfindung besieht eioh auf eine Torriohtung für die Sohleudoroitse von Plugseugen oder dergleichen, tinßohlioßlich oiner Kraftquelle, vorsugswoiae in der Fora einer Auastoßkanone, in welcher bein Auoeteigen in Notfälle ein Oaedruok erzeugt wird, der oeine Wirkung swisohen voneinander lösbaren Bauteilen entfalten soll» wobei die letzteren an dem Plugssoug bessw. an dem Sohleudereita angebracht sind. Hierbei bat der an dem öchloudoraitz befeotigte JJautoil eine eine Oeffnung be« stimmende Vorrichtung, dio 00 angeordnet let, dad oio eine außerhalb der Kraftquelle befindliche und auf de . Gasdruck ansprechen·

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ΰ.ο fiilfo'vorrichtung mit oinor Gaskammer in der Kraftquelle in Verbindung setzt, wenn sich der Schleudersitz während ceiner Bews^ung aun dem Flugzeug heraus in einer bestimmten La^e befindet.

Die maximale !Fluggeschwindigkeit, bei weloher das Auaochloudorn einer lötvorrichtung erfolgen sollt nimmt mit der .Entwicklung neuer Flutfzeugtypen dauernd zu. Diese Zunahme der Fluggeochwindiglcoit verursacht ihrerseits, daß die Notvorrichtung im Augenblick dea VOrlassens des Flugzeuges eine erhöhte Geschwindigkeit hoben muß, um von den hinteren !eilen dos Flugzeuges, insbesondere von den Steucrflossen, auch sicher frei zu kommen· Bei den modernen Kampfflugzeugen ist weiterhin die Forderung erhoben worden, daß ein Aussteigen mit dem !Schleudersitz im Hotfall auch dann möglich nein muß, wenn sich das Flugzeug in sehr geringer Höhe befindet oder gar am Boden ist. Das heißt also, daß die Scheitelhöhe der Plugbahn des Schleudersitzes größer werden muß.

13a hat sich gezeigt» daß die bisher allgemein verwendete Auoatoßkanone diesen Anforderungen nicht gerecht werden kann· Man hat daher vercucht, diese Kraftquelle in verschiedener Weise zu vcrbeaaern und au ergänzen, um eine erhöhte Knd-jcschwindigkeit zu erreichen, und zwar boi einer noch zulässigen maximalen Bean·· apruchung des Flugzeugführers durch die Beschleunigung· Insbesondere hot man die Zeitspanne ausgedehnt, während welcher die treibende Kraft auf den Schleudersitz einwirkt.

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Die Erfindung iot in crater Linie dadurch gekennzeichnet, clai3 die Hilfsvorrichtung mit mindestens einer Impulsleitung, die mit der erwähnten eine Oeffnung bestimmenden Vorrichtung in Verbindung oteht, 80 angeordnet ist, daß οie ein Treibmittel in einer an dem Schleuderaitζ angebrachten beoondercn Kakotenochubvorrichtunß entzündet, und daß die die Oeffnung bestimmende Vorrichtung ao· gelegen ist, daß die JiLIf avorriehtung über die erwähnte Impulsleitung einen Gasdruckimpuls erhält und daß Treibmittel zeitlich so zündet, daß der Haketenschubvorrichtung eine Schubkraft gerade in dea Augenblick erteilt wird, ντο die zuerst erwähnte Kraftquelle zu wirken aufhört·

Die Erfindung eoll nunmehr in Nachstehendem unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, welche zwei Auaführungeformen der erfindungegoffiUßon Vorrichtung darstellen, ausführlicher er* Irlärt werden.

l'igur 1 der Zeichnungen let eine üoitenanoicht dos orfindungejomäOon Schleudcrsitzee mit einem diesen Sitz einnehmenden Flugzeugführer,

Fi(jur 2 iot ein Lüngoschnitt naoh der Linie II - II in sie zeigt die Auoatoßkanone in der Lage vor dem Ausschleudern des Sitses«

Figur 3 zeigt die gleiche Ausotoßfcanone wie in Figur 2, ie doch in einer Lage wahrend dea AusQchlcuderno deo Sitzes«

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Die Pieren 4-6 erläutern eine an den Schleudersitz angebaute Raketonnohubvorrichtung, und »war sseigt Figur 4 den oberen Toil doraelben im Langooohriitt na oh dor Linie IY - IT in Uigur 1; Figur 5 ißt ein Qucreonnitt nach der Linie V - T in figur 4, unddie !figur 6 seigt - teilweise im Schnitt - eint Handvorrichtung für die Hakotonaohubvorrichtung. '" '

Die Figuren 7 und 8 eeigen eine wahlweise su ve,r>*nd#nde Aua-

ftthrungafora.

9 ist ein Sonaubild &ur Erläuterung der Arbeiiiitteiee

dor crfindunßBgemäßen Vorriohtunß. '

In den figuren 1-5 ist mit der Ziffer t der Schleedereit« eincu Flugscugea to ze lohnet, welcher an einer hier nioht dargestellten vuhrun^ entlang gleiten kann, oo daß er sioh i» Falle deo Auoßteigena dee den Site einnehnenden Pliojere von de» Flug-ZGUg löDon und eueasmen nit des Flieger auegoatoßon «erden kann. Zu diesem Zweck lot der Sits mit einer Ausatoflfcanone 2 ireraehen, welche ihreroeita in bekannter Woioe Ober eine Pulrerladung 3 und eine Abfeuervorriohtunß 4 rorfügt, woloh letatere durch den i'lußzoußführor mittels eine β HandgrifXee 5 betätigt werden kann« Zu dor Kanone gehören ferner die Bauteile 6 und 7» die eich voneinander vorschieben können, wobei der Bauteil 6 - wie aue der 2 hervorgeht « an den Sit« angebracht iflt un«d aweofcBäßiaus einem Zylinder beetoht, der aioh nach unten Offnet und in eine wandung 8 aualttuft· Dor andere Bauteil 7 lot mit einem festen Teil 9 dec Flugseugea verbunden und eratreokt aioh in

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der Fora eines Kolbens aufwärts durch den Bauteil 6 hindurch, so daß eich sein oberes Ende normalerwoice etwa in der gleichen Höhe befindet wie die X^uIVorladung 3, Der durch die voneinander verectiicboaren Bauteile begrenzte Innenraum 11 ist mittöle einer Dichtung 12 von der Umgebung abgedichtet und bildet die Verbrennung- und KxpanaioneJcamaor der Kanone»

In einem bestimmten Abstand von der Mündung θ hat der an dem Schleudersitz angebrachte Bauteil 6 awel Oeffnungon 13, an «eiche zwei Inpulaleltungen 14 angeschlossen sind. Diese lotstereη erstrecken sieb seitlich und nach vorn su einer Katetenschubvorrichtung 15 nit je einen Anochlufl 16 an beiden Enden, mit welchen die Rohrleitungen 14 durch Überwurfmuttern verbunden sind* Die fiaketenechubvprrichtung, welche in dem hier dargestellten Beispiel auf der Verbrennung einoβ feste» Treibstoffes basiert und ausführlicher in der schwedischen Patentanmeldung Vo. 15435/62 beachrieben ist, besteht aus einem Gehäuse 17t aas mittels der Planuchcn 18 an de« Sebleuderoits angebracht ist. In den Gehaucc befindet eich ein Treibeate in der Fora einer Reihe von blatten «19, welche in de* Gehäuse durch eine durchgehende Zugstange 20 gehalten worden* An der nach unten gorichteton Seite des Gehäuse d befinden sieb Auslasse 21 für die durch den Treibsatz erzeugten Veroronmngsgase·

Jfiir das Sünden der Haket β ne chub vorrichtung dient eine pyrotechnische Zündvorrichtung 22, welche - wie aus der Figur 6 hervorgeht - aus einen gelochten Hohr 23 und darin eingesetzten Rin-

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/gen 24 aus einer rasch verbrennenden Hasse besteht. Die Zündvorrichtung ist an beiden Enden mit Kitteln zur Initial zündung der Verbrennungamasse versehen, bestehend aus einer Dotoniermas-

ί se 25 und einer Patrone 26» die sieh beide in einer mit dor Kennzahl 27 bezeichneten Hilfsvorrichtung befinden· Diese letstero besteht aus einer Hülse 28 mit einer sylindrictchcn Kenner 29, in welche ein mit einem Dichtungsring 30 voreehenor üchlagkolbon 31 eingeoetzt ist» Zwischen Patrone und Schlagkolben besw. am Inneren ünde 32 des letzteren befindet eich ein Zündstift 33, vjolcher so geformt und angeordnet iat, daß er die Patrone sur Jintzündung bringen kann. Hortnalerwoloe lot die Hilfsvorrichtung während des kluges duroh eine Sperrvorriohtung blockiert, welche verhindern soll, daß der Schlagkolben infolge der Besohlounl« gungskräfte auf die Patrone zu bewegt wird und so unbeabsiohtlgterveise die zündvorrichtung sum Ansprechen bringt· Die Sperr- vorrichtung kann aus einem Sieberungsdraht 5|ζ welcher in die beiden .andungen der Hüloe 28 eingccetet ist und duroh den Schlagkolben hindurchgeht, wobol dioaer Draht eino aoloho Vostigkeit beoitst, daß er abgooohert werden kann und dabei den Schlagkolben frei gibt, sobald die auf das äußere Knde 35 desselben wirkende Kraft einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat.

Die Zündvorrichtung, die in der Hachbarschaft der Verbrennungsflftchen der Haketensohubvorriohtung angeordnet ist» um ein rasohos Zünden des frelbsatso« au ermöglichen, ist mit Ihren Bnden an den Ancöhlflasen 16 in dem Gehäuse befestigt« so daß der

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Kaum außerhalb den äußeren ünäee 35 der beiden Schlagkolben 31 durch die Rohrleitungen 14 mit den Oeffnun^en 13 in der Ausstoßtcanone in Verbindung atcht.

Sie Arbeitsweise soll nun unter Bezugnahme auf die Figur 9 erklärt werden, welche in der Form eines Diagramme die auf den Schleudersitz wirkende Treibkraft "p" öle eine Funktion der Zeit "t" bozw. in Abhängigkeit von derselben darotellt. ./enn der Flugzeugführer die Abfeuervorrichtung 4 aus loot und dabei die .Pulverladung 3 der Ausstoßlcanone in dem Zeitpunkt t_Q gezündet wird, dann wird in der geschlossenen Kammer 11 der Kanone ein Gasdruck erzeugt, welcher den !Schleudersitz von dem Flugzeug löst, so daß der J-auteil 6 beginnt, eich in axialer Hicntung von dem Bauteil 7 zu verschieben* Während dieser Bewegung nimmt die von der Kanone erzeugte Schubkraft zu und erreicht ihren höchsten Wort ρ-, wenn dor Schleudersitz etwa den halben V/eg bis zu der stelle, wo das Ende 10 die Mündung 8 frei gibt» zurückgelegt hat« Während des letzteren (Ceils diener Bewegung hält die Entwicklung von Gasen auo der Pulverladung immer noch an, und die treibende Kraft bat auch dann noch einen hohen Wert -P₂- in dem Zeitpunkt t₂, in welchem «ich die Oeffnungen 13 in einer Ebene mit dem Ende 10 befinden} diece Stellung ist in der Figur 3 dargestellt·

Sie mit Gasen angefüllte Kammer 11 ist nunmehr durch die .Rohrleitungen 14 mit der Hilfsvorrichtung 27 in der liaketenschubvorriohtung verbunden, der als Sperre für die Zündvorrichtung 22 dienende Sieherungsdraht 34 wird infolge des Gasdruckes abge-

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schert, der nunmehr frei gewordene Schlagkolbon 31 prallt auf den Zundotift 53 auf, wodurch die Patrone 26 gesundet wird. Eine Initialzündflamme verbreitet oich von den beiden 4aden der Zündvorrichtung aus an don Detoniormaeuen 25 vorbei, wo die Planne verstärkt wird, und weiter durch die Lochungen der Klagt 24 hindurch. Diene letzteren geben sofort eine Jlaraee ab, welche auB leη Lochungen des Köhres 23 berauogeht und die Tertntenimngeflachen der Treibstoff platten 19 bestreicht, oo daß dieaelbtn abzu- >rennen beginnen. Sie Verbrennunjsgaae, welche in deeOehänac 7 einen hohen Druck erzeugen und durch dlt parallel saeinjindor Ausgerichteten HcaktionsdUsen 21 abatrönen können, bauen adhr Gcch eine Schubkraft auf, welche die in der Fljpr 1 duroh den l'cil angezeigte Eichtung hat. ; ' ^1>:

Während dieser Zeit hat oich der 'Jchlcudorcite «elter auf-Ίϊιτ'υϋ bewegt unter Verschiebung dor Mündung 8 stt de« anderen En-Ic dco featen Bauteils 7. Sobald dieoe Lη ge erreicht let und die cnmor 11 Verbindung mit der freien Luft bekosurt, niaat die Äir- ¹OiXi^ der Auuotoßkanonc auf den Schlouderoite — «lo auo dem SIa- ^a .a hervorgeht - rasch ab, aber Gleichzeitig aetst nun die von "οι' Raketonvorrichtung entwickelte Schubkraft ein· Bereite innor- :ialb einißGr Hundertatel einer Sekunde nach de-a .Au^onbliolc der Vbjabc do ο ZünäimpulGea durch die Hohrleitungen 14 hindurch gibt .ic:,- Hakctenmotor oeinc volle Schubkraft ab, und dieser iert p, i.?d pralctiüch konotant gehalten bic die Treibstoff platt en 19 r>. dor ßalcotenochubvorrichtung völlig abgebrannt olnd, oo daß '..-Gelbe;! nicht länger zusammenhalten, und die auf den Schleuder»

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sitz wirkende Schubkraft hört auf.

Durch die geeignete Bemessung des Abstandcs der Oeffnungen von der £Iündung 8 3e nach der Geschwindigkeit, mit welcher der Schleudersitz in dem betreffenden Augenblick ausgestoßen wird₍ kann man erreichen - wie Versuche dargelegt haben - daß die Abschaltung der primär wirkenden Kraftquolle ( also der Auastoßkonone ) fast £cnou in dem Augenblick erfolgt, wo die sekundär wirkende Kraftquelle ( nämlich die Raketenschubvorrichtung ) ihre l'ätigkeit aufnimmt mit deni Ergebnis einer stjti;ien Krafteinwirkung wührond dieses !Teiles des Ausstoßhubes. Sollte die sekundere Kraftquelle in i'ätigkoit treten noch bevor die Energie der primären Kraftquelle erschöpft ist, dann ißt die addierte Krafteinv/irkuntf zu groß. Würde andererseits die Tätigkeit der sekundären Kraftquelle zu spät einsetzen, dann würde die Beschleunigung des Schleudersitzes absinken bevor eine erneute Beschleunigung durch, die neue Schubkraft erfolgt. Jterartiae unterbrochene Krafthübe wirken sieh schädlich für den Flugzeugführer aus, es sei denn die Unterbrechungen wären nur von sehr kurzer Dauer.

Ee muß hier darauf hingewiesen werden, daß die Vorbindung mittels der Hilfsvorrichtung, deren Zweck es ja ist, ein Zusammenwirken der beiden Schubvorrichtungen herbeizuführen, keine wirkliche übertragung von Energie bedeutet, sondern lediglich die Übertragung eines Impulses bczw» eines Signals von der einen Kraftquelle au der anderen· Der Schlagkolben in der Hilfsvor-

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richtung, welcher dicken Impuls in eine Initialkraft umwandelt, dient als eine auf .Druck ansprechende .Vandung, welche die Druckmedien der boiden Kraftquollen voneinander trennt. Dadurch' werden die' heißen Verbrennungngase der Raketenschubvorrichtung daran gehindert, zu der Ausstoßkanone zurückzuströmen, wo sie sonst, trotz der kurzen Brenndauer der Raketenvorrichtung, die Notoussteigvorrichtung und die in derselben befindlichen Ausrlistungsteile für den .Flugzeugführer beschädigen könnten.

Bei der wahlweise zu verwendenden Ausführungsform, welche in den i'iguren 7 und 8 dargestellt ist, werden elektromechaniöcho .iittel benutzt, um den Betrieb während dos letzteren Teile dos Ausachleuderna selbsttätig durchzuführen. Die Hilfsvorrichtung ist hier ausgeführt als eine elastische Membran 36, eingesetzt in ein Gehäuse 37 > so daß ein Raum 38 auf der einen Seite der Membran durch ein Druckmedium aus der primär wirkenden Kraftquelle ausgefüllt wird, sobald eine Auslaßöffnung 39 infolge einer Relativbewegung zwischen den Bauteilen 40 und 41 geöffnet wird. An der entgegengesetzten Seite der Membran befindet sich eine elektriache Kontaktvorrichtung 42, an welche die Signalleitungen 43 und 44 angeschlossen sind, von welchen- wiederum die eine an einen der Pole einer Stromquelle 45 in der Hotausstiegevorrichtung angeschlossen ist» Zwischen die andere üignalleitung und ijen anderen Pol der Stromquelle sind mittels der leitungen 46 und 47 die beiden Zündspulen 48 und 49 geschaltet, welche in an nich bekannter Weise angeordnet sind, um eine pyrotechnische bozw» Ifeuerwerksvorrichtung zu zünden. Die Pigur B zeigt wie die

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55ünclßpulön in jjeciea undo einer Zündvorrichtung für einen Raketenmotor oder eine sonstige Keaktionsschubvorrichtung eingebaut v/erden können. Der Kontakt 42, welcher während der Zeit der Einwirkung der primären Kraftquelle auf die Notnusatiegsvorrichtung unterbrochen ist, echlicßt den Stromkreis zu den Zündspulen in dem Augenblick, wo die Oeffnung 39 frei liegt und die Membran 36 einem Drucit unterworfen wird. Die Zündvorrichtung ißt hier dargestellt alo ein iiohr, welches einen Beutel mit einem detonierenden Pulver enthält.

Anstatt der hier dargcate Uten Zündvorrichtung kann für die Zunchaltung der Raketenoctmbvorrichtung auch irgendeine andere Vorrichtung verwendet werden, sofern dieselbe fähi& ist, bei Betätigung der Hilfsvorrichtung eine raoche Zündung herbeizuführen. Palla co erforderlich oein sollte, kann die Anordnung auch in der .Veicc ausgebaut werden, daß man zuoätzliche auf Gas anopreohondu Vorrichtungen verwendet, um in beotimraten Zeitabatänden »eitere lleaktiononchubvorrichtungen getrennt voneinander zu betätigen. Auch in anderer Hinsicht kann die Vorrichtung abgeändert werden, vorouugesetzt daß die Asnderung eich innerhalb dee ürrindungobereichOB hält, der allein durch die beigefügten Patentansprüche umrtBoen wird.

Potentanwälte

. A. Lehmann png. E. Eder

«Jochen 23, OhmsUQße 16

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Claims (2)

Al H06617 Patentansprüche

1. Vorrichtung für die Schleudoraitso von flugzeugen od$r dergleichen, mit einer Kraftquelle, vorzugoweieo einer Aueetoökanono, in welcher in dem Notfall dee Auesteigene aue des Flugzeug ein Gasdruck erzeugt wird, der aoino iVirkung zwisohtn τοη-einandcr zu trennenden Bauteilen an dem Flugzeug bosvr. an des Schlcmdcroitz entfalten ooll, v/obei der an dein Schleudersitz be-* festigte Bauteil Mittel zur Bestimmung einer Oeffnung hat, die ΰο angeordnet sind, daß Die eine auf den Gasdruck onopreohfnde Hilfsvorrichtung außerhalb der Kraftquelle mit einer GaeJcaaeer in der Kraftquelle in Verbindung setzen» wenn oioh der SOh^euderaits bei meiner Bewegung auo dem Plugzeu^ heraus in einer bestimmten Lage befindet, dadurch gekennzeichnet, daß di· Hilfevorrichtung, welche durch mindeoteno eine Impuleleitung Bit'den crvYülinten oin^: Ooffnunü boatir.monden Mitteln in Verbindung steht» ao angeordnet ist, daß sie ein Treibmittel in einer an dta üchleudcroitz angebrachten besonderen RakotenochubTorrichtung ^ünöot und daß die die Oeffnung boßtir.numden Mittel so angeordnet aind, daß die Hilfsvorrichtung Über die erwähnte Inpuleleitung einen Gasdruckinpuls erhält und daduroh das erwähnte Treibmittel ?,ur :<;ntzttndung bringt, wobei der Itaketenoohubvorriohtang oinc Sc>jubkraft in dem Augenbliak erteilt wird» wo die an erster fjtello erwähnte Kraftquelle ihre Tätigkeit ο inc te 11t.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Hilfsvorrichtung auo einer Katnaer in der Hake, tens chub vor-

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richtung besteht, ferner aus einem in derselben dicht gleitenden Schlagkolban, von welchem das eine lande durch den Gasdruck beaufschlagt wird, welcher aus der gasgefüllten Kammer durch die Impulclcitung hindurch übertragen wird, während äaa andere linde bei der Verschiebung des Schlagkolbens auf eine Pulverladung auftrifft und dieselbe entzündet, wobei die Pulverladung dann

ihrerseits den Treibsatz der Raketenschubvorrichtung zündet·

•fj;\^;-.3» Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeioh- :?%et, daß die die Oeffnung bestirimendon Idittel zwei Oeffnungen wviri dem an dem Schleudereitz befestigten Bauteil bilden» von denen jede tnit einer Irapuloloitung in Verbindung steht, und daß die Hilfsvorrichtung in der Raketenschubvorrichtung zwei Kammern umfaßt mit einem Kolben in jeder derselben, wobei sich die Kamraom an entgegengesetzten Enden einer länglichen Pulverladung befinden und jeweils mit einer der Impuloloitun^en verbunden sind, so daß die beiden Schlagkolben die Pulvorlndunj unabhängig voneinander zünden«.

4« Vorrichtung gemäß irgendeinem dor vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Verbindung zwischen Kraftquelle und Kakotenochubvorrichtung eine Sperrvorrichtung befindet ι die so angeordnet iat, daß die Zündung der Kaketenochutzvorrichtung orGt stattfinden kann, wenn der auf die Hilfe-.Vorrichtung wirkende 3a8druck einen bestimmten Schwellenwert erreloht bot·

. A. Lehmann Dipl.-Ing^. Eder

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