DE1553990A1 - Raketen-Boostersystem - Google Patents

Description

4 Düsseldorf, den ..21₉.I.QZmx„.19.1 cEciLiENAUEE 76 Il/Schn

DR.-ING. G. EiCHENBERG fernsprecher432732 ^

DIPL-ING. H. SAUERLAND DR-ING. R. KÖNIG 1553990

PATENTANWÄLTE

BOMBRIIiI PARODI-DEIFIHO Societä per Azioni, Nr. 31 Via Lombardia, Rom /Italien

"Raketen-Boostersystem"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Raketen-Boostersystem mit zugehörigem Abschußrohr.

Es ist bekannt, daß die Streuung nicht geführter Raketen auf viele Ursachen zurückzuführen ist, welche systematische und zufällige Abweichungen von der idealen !Flugbahn bewirken.

Es ist gleichfalls in Iheorie und Praxis bekannt, daß die Abweichungen, die die Ursache für die Streuung sind, sich während der Brennphase ereignen«, Die Bewegung wird insbesondere leicht schon am Auslaß des Abschußrohres im ersten Abschnitt der Flugbahn gestört, wenn die Fluggeschwindigkeit noch gering ist. Die Rakete erfährt dann Ablenkungen, die zum größten Teil die endgültige Streuung verursachen.

Um die Streuung zu reduzieren, ist es üblich, der Rakete die größtmögliche Geschwindigkeit am Auslaß des Abschußrohres zu erteilen; dies wird durch Verminderung der Brennzeit erreicht, um auf diese Weise den Schub und infolgedessen die Beschleunigung zu erhöhen. 109824/0073

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Im Grenzfall, wenn Brennschluß bereits stattfindet, während die Rakete sich noch im Abschußrohr befindet, verhält sieh die Rakete wie ein Geschoß und die Streuung wird auf Beträge heruntergesetzt, die in der gleichen Größenordnung wie beim artilleristischen Schießen liegt₀

In dem typischen Pail, daß sich die Brennphase . der Rakete noch fortsetzt, wenn die Rakete das Abschußrohr bereits verlassen hat, können die Bedingungen dadurch verbessert werden, daß man der Rakete eine Drehbewegung um ihre Längsachse erteilt; diese Drehbewegung kann sogar verhältnismäßig langsam sein und hat den Zweck, die Wirkungen zu kompensieren, die dadurch entstehen, daß der Schub und die aerodynamischen Kräfte nicht untereinander und mit der Flugbahn fluchten; diese Maßnahme trägt somit dazu bei, die Streuung zu vermindern, und zwar auch dann, wenn keine Kreiselwirkungen hinzukommen₀

Die beiden genannten Merkmale, nämlich hohe Geschwindigkeit und Rotation am Auslaß des Abschußrohres, sind bisher durch spezielle Schubprogramme, durch die Verwendung von Stauplatten, durch Schrägstellen der Düsen oder durch die Verwendung von gegebenenfalls abtrennbaren Boostern (Verstärkern) oder auf andere Weise erzielt worden.

Alle diese möglichen Lösungen dee eingangs ge-* nannten Problems sind mit einer Reihe von Nachteilen verbunden, beispielsweise Verlust an Schub, unzureichende Ro-

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tation am Austritt aus dem Abschußrohr oder unnötig hohe Rotation bei Brennschluß? es kann auch notwendig werden, ein Sicherheitsgebiet für den abfallenden Booster vorzusehen oder Mittel zu schaffen, den Booster in der Rakete unterzubringen, was jedoch eine Verminderung des Massenverhältnisses zur folge-hat. Dazu kommen andere Nachteile_o

In der italienischen Patentschrift 667 730 ist ein Raketenabschußrohrsystem gezeigt, bei dem zwischen dem Abschußrohr und dem Raketenkörper eine ringförmige Kammer vorgesehen ist, die eine zusätzliche Treibladung enthält, welche während, der Bewegung der Rakete innerhalb des Abschußröhres wirksam ist.

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, ein verbessertes Raketenabschußrohrsystem mit Booster zu' schaffen, in welchem eine Hilfstreibladung, die ihre Wirkung während der Bewegung der Rakete im Abschußrohr auf diese ausübt, zusätzlichen Schub während der Abschußphase liefert» Dadurch werden die oben genannten Nachteile vollständig vermieden. Die mit dem erfindungsgemäß gestalteten neuen System erzielten Vorteile werden im einzelnen gewürdigt werden, wenn die Erfindung zum besseren Verständnis anhand der unten folgenden Beschreibung eines gezeichneten Ausführungsbeispiels erläutert wird.

Die Erfindung geht aus vpn einem Raketen-Boostersystem mit Rakete und Abschußrohr und einer Kammer mit Hilfs-

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treibladung, die zwischen der Rakete und dem Abschußrohr wirksam wird, während sich die Rakete im Abschußrohr "bewegt. Erfindungsgemäß ist das erweiterte Ende der Raketendüse mit einem Rohr verbunden, dessen lichte Weite größer ist als der Durchmesser der Schubzone der Düse des Raketentriebwerks, es ist ferner zwischen dem Rohr und der Innenwand des Abschußrohres ein Ringraum zur Aufnahme einer Hilfstreibladung vorgesehen, und das Rohr ist mit dem Triebwerk der Rakete durch eine aus zwei Ringen "bestehende Kupplung verbunden, von denen der erste Ring am Umfang des erweiterten Teiles der Raketendüse befestigt ist, während der zweite Ring durch Scherbolzen mit dem ersten Ring und einem Anschlagstück verbunden ist, das am Rohr befestigt ist, derart, daß bei Zündung der Hilfetreibladung mittels eines Zünders durch die Abgase des Raketentriebwerks der zweite Ring gezwungen wird, die Scherbolzen abzuscheren und damit die mechanische Verbindung zwischen der Rakete und dem Rohr zu trennen.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Beispiel einer bevorzugten Ausführung der Erfindung in Verbindung mit einer Rakete mit faltbaren Seitenflossen. Bs zeigen

Figo 1 einen axialen Längsschnitt durch das Abschußrohr mit der darin befindlichen Rakete,

» 2 eine Ansicht der Booster-Einheit, also des rohrförmigen Gliedes mit der Hilfstreibladung, vor dem An-

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bringen an der Rakete und dem Einbringen in das Abschußrohr,

einen Längsschnitt durch, das Abschußrohr mit Rakete und Booster vor dem Abschuß,

einen Längsschnitt durch das Abschußrohr und den Booster mit der Rakete und dem Booster während der Brennphase,

einen Schnitt durch das Abschußrohr und den Behälter für die Hilfstreibladung mit der Rakete und dem Booster,; nachdem der Booster ausgebrannt ist und sich von der Rakete getrennt hat,

Figo 6 eine Ansicht der aus dem Abschußrohr ausgetretenen Rakete,

ffig, 7 einen Schnitt durch das Abschußrohr mit dem Behalter für die Treibladung des Boosters, nachdem dieser zum Stillstand gekommen ist,

, 8 einen Schnitt durch den Booster und seinen Behälter im Zustand der Verbindung mit der Rakete innerhalb des Abschußrohres vor Brennbeginn,

einen Schnitt nach Linie A-A InJ¹Ig₀ 8,

ffig,10 einen Schnitt durch den Booster und seinen Behälter während der Brennphase des Boosters und

einen Schnitt duroh den Booster nach dessen Brennschluß.

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Die Gesamtanordnung des neuen Raketen-Boostersystems mit Abschußrohr sei anhand von Mg. 1 "bis 7 beschrieben» Die Anordnung umfaßt eine Rakete 1, ein Abschußrohr 2, einen Booster 3 mit Rohr 4, ein körniges Treibmittel und einen Rohrteil, der nach dem Zusammenbau eine Portsetzung des Abschußrohres darstellt. Wenn das Triebwerk der Rakete 1 gezündet wird, so wird auch das Treibmittel des Boosters gezündet, wie unten näher beschrieben wird, so daß die Rakete und der Booster sich gemeinsam im Abschußrohr 2 vorbewegen. Wie gleichfalls unten näher beschrieben werden wird, werden der Booster und die Rakete im Zeitpunkt der Zündung außer Eingriff miteinander gebracht, und am Ende der Verbrennung des Booster-Treibmittels bleibt der Booster gemäß Pig. 5 hinter der Rakete zurück. Am Ende des Abschusses verläßt die Rakete das Rohr 2, während der Booster 3 im Rohr 2 zurückbleibt oder rückwärts ausgestoßen wirdο Wie die Anordnung und Wirkungsweise des Systems im einzelnen gestaltet sind, ist in Pig. 8 bis 11 dargestellt. In Pig. 8 ist das rückwärtige Ende des ganzen Systems vor Beginn der Verbrennung teilweise im Schnitt gezeichnet.

Die Rakete 1 ist innerhalb der Rohre 2 und 5 untergebracht, und zwar zusammen mit dem Rohr 4 des Boosters. Das Rohr 4 hat eine lichte Weite, die größer ist als die Schubfläche der Düse 6 des Triebwerks der Rakete 1, um dadurch die Brenngase des Raketentriebwerks 3 ungehindert

durchzulassen. Das Rohr 4 hat eine kegelige Schulter 7» die 10902Λ/Π073

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an der Innenwand des sich erweiternden Teiles der Düse 6 anliegt«. --Dabei wird eine gasdichte Verbindung durch Einlage einer Dichtung 8 hergestellte Zwischen dem Berührungstreich der Schulter 7 und der Düse 6 können kleine flache, in der Zeichnung nicht sichtbare längskanäle vorgesehen sein, um die Trennung der beiden Teile voneinander zu erleichtern, wenn der vom Booster erzeugte Schub beendet ist·

Auf dem äußeren Umfang des sich erweiternden Teiles der Düse 6 befindet sich .'ein Ring 9, der beispielsweise aufgeschraubt ist. Dieser Ring ist mit G-ewindelöehern IO versehen, die zur Aufnahme der Schäfte einer Anzahl von Scherbolzen 11 dienen. Die Köpfe dieser Scherbolzen befinden sich in Löchern, die in einem zweiten Ring 12 vorgesehen sind«. Der zweite Ring 12 ist gleichfalls mittels eines zweiten Satzes von Scherbolzen 13 auf ein Anschlagstück 14 geschraubt, das fest mit dem Rohr 4 des Boosters verbunden ist. Dabei ist ein axialer Abstand zwischen diesem zweiten Ring 12 und einer Schulter vorgesehen, die am Anschlagstück 14 ausgebildet ist. Auf dem Rohr 4 des Boosters befindet sich eine Zündvorrichtung 15» die aus einem Gehäuse mit Durchlässen 16 und 17 besteht. Diese Durchlässe stehen mit der Strömung der Verbrennungsgase des Triebwerks der Rakete und dem" Gehäuse des Boostertreibmittels 18 in Verbindung,, Das Gehäuse der Zündvorrichtung 15 ist mit einem geeigneten Zündmaterial gefüllt, um das Treibmittel 18 zu zünden, so,-

bald das Triebwerk der Rakete 1 gestartet wird. 1 0 98?l/ HO7 3

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Der Ringraum 19 zwischen der Innenwand des Rohres 5 und der Außenwand des Rohres 4 "bildet eine Brennkammer, deren Düse einerseits Ton der Innenwand des Rohres 5 selbst und andererseits von einem Wulst 20 gebildet wird, der mit dem Rohr 4 verbunden ist. Wenn gewünscht, kann diese Düse mit schräggestellten Glossen 21 versehen werden, die der Kombination aus Rakete und Booster eine Drehbewegung erteilen. Teil 22 stellt eine Membran für die Boosterzündung dar, und bei 23 kann ein mechanischer Anschlag vorgesehen werden, um zu verhindern, daß die Rakete sich rückwärts bewegt, während das Abschußrohr geladen wird.

Die Wirkungsweise ist folgende;

Wird das Triebwerk der Rakete gestartet, so zünden die austretenden heißen Gase die Anlaßladung im Gehäuse 15 mittels der Durchlässe 16, worauf diese ladung mittels der Durchlässe 17 die Treibladung 18 des Boosters zündet. Wenn der Druck der Verbrennungsgase des Treibmittels 18 ansteigt, erfährt der zweite Ring 12 einen vorwärts gerichteten Schub, so daß die kuppelnden Bolzen 11 und 13 abgeschert werden. Der zweite Ring 12 verschiebt sich dann gegen die Schulter, die von dem Anschlagstück 14 gebildet wird und verharrt gemäß Pig. 10 in dieser Stellung. Solange der vom Booster-Treibmittel 18 gelieferte Schub größer ist als der Schub des Triebwerks der Rakete 1, wird die konische Schulter in Anlage an der Innenwand der Düse 6

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gehalten, so daß die gasdichte Verbindung zwischen diesen ' "beiden Teilen aufrechterhalten bleibt. Wenn der Schub des Triebwerks der Rakete 1 überwiegt und die Rakete relativ zum Rohr 4 des Boosters beschleunigt wird, so trennen sich diese beiden Teile voneinander, was möglich ist, weil sie lediglich aneinanderstoßen, nachdem die Bolzen 11 und 13 abgeschert worden sind. Das Rohr 4 wird dann durch die auf es treffenden Auslaßgase der Rakete kräftig gebremst. Hat die Rakete das Abschußrohr verlassen, so ist sie nicht durch irgendwelches zusätzliche Gewicht belastet und wird im Fluge durch das Haupttriebwerk angetrieben, wobei die Flossen ausgeschwenkt sind.

Insbesondere im Vergleich mit der im obengenannten italienischen Patent 667 730 gezeigten Vorrichtung liefert die Erfindung den Vorteil, daß der Durchmesser des Abschußrohres nicht notwendigerweise von der Ausbildung des Raketen-Boostersystems abhängt. Im Grenzfall kann das Rohr dasselbe Kaliber haben wie die Rakete. Außerdem erlaubt es das verbesserte System nach der Erfindung, auf Teile zu verzichten, die an der Vorderseite des Abschußrohres nach außen ragen.

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Claims (3)

.Ιόν«.19.67. αη ."BigfeSLtSSrSSSfiiSEflXfldifiBll1 Blatt J 1S53990 BOMBRINI PARODI-DELFINO Societä per Azioni,.Nr. 31, Via Lombardia, Rom /Italien Patentansprüche:

1.j Raketen-Boostersystem mit Rakete und Abschußrohr und einer Kammer mit Hilf streilDladung, die zwischen der Rakete und dem Absehußrohr wirksam wird, während sich die Rakete im Abschußrohr bewegt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmales

1.1. das erweiterte Ende der Raketendüse (6) ist mit einem Rohr (4) verbunden, dessen lichte Weite größer ist als der Durchmesser der Schubzone der Düse (6) des Raketentriebwerks;

1o2e zwischen dem Rohr (4) und der Innenwand des Abschußrohres (3) ist ein Ringraum zur Aufnahme einer Hilfstreiblactung vorgesehen;

1.3. das Rohr (4) ist mit dem Triebwerk der Rakete

(1) durch eine aus zwei Ringen (9, 12) bestehende Kupplung verbunden, von denen der erste Ring (9) am Umfang des erweiterten Teiles der Raketendüse (6) befestigt ist, während der zweite Ring (12) durch Scherbolzen (11, 13) mit dem ersten Ring (9) und einem Anschlagstück (14) verbunden

ist, das am. Rohr (4) befestigt ist, 1 08824/0073

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derart, daß bei Zündung der Hilfstreibladung (15) mittels eines Zünders (16, 17) durch die Abgase des Raketentriebwerks der zweite Ring (12) gezwungen wird, die Scherbolzen (11, 13) abzuscheren und damit die mechanische Verbindung zwischen der Rakete (1) und dem Rohr (4) zu trennen«;

2.0 System nach Anspruch 1, dadurch g e k e-n η ·»-- ze i c h η e t ι daß der erste Ring (9) auf die Außenseite des erweiterten Teiles der Düse (6) des Raketentriebwerks geschraubt und der zweite Ring (12) durch einen Satz (1.3.) der Scherbolzen gehalten wird, die längs dem Umfang des ersten Ringes (9) angeordnet und mit ihm und dem Anschlagstück (I.4) verschraubt sind, wobei zwischen dem Anschlagstück (I4) und dem zweiten Ring (12) ein Abstand vorgesehen ist, so daß der vom Druckgas des Boosters erzeugte Schub eine Verschiebung des zweiten Ringes (.12) bewirkt, der die Scherbolzen abschert,

3. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η —· ζ e i c h η e t , daß der Zünder für die Hilfstreibladung aus einem Sehäuse (15) besteht, das zwischen der aus den Ringen (9, 12) bestehenden Kupplung und der Hilfstreibladung (1.8) angeordnet ist, eine Zündladung enthält und durch zwei Durchlässe (16, 17) mit dem Innern des Rohres (4) und dem Ringraum (19) verbunden ist, wobei der erste Durchlaß (16) heißes Auslaßgas vom Raketentriebwerk in das

Gehäuse (15) zwecks Zündung der Zündladung eintreten und

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der zweite Durchlaß (17) den Strom des Gases der gezündeten Ziindladung in den Bereich der HilfstreibladUng (18) Übertreten läßt»

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