DE1553997A1

DE1553997A1 - Abschussgestell fuer Raketen

Info

Publication number: DE1553997A1
Application number: DE19651553997
Authority: DE
Inventors: Helmut Bode; Nicodemus Dipl-Phys Joachim
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1965-07-05
Filing date: 1965-07-05
Publication date: 1970-04-09
Also published as: US3427921A; GB1153590A; LU51432A1; NL6609374A; BE683590A

Description

DYNAMIT :iO32L AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bes. Köln

Abschufigestell für Raketen

Zur. Stabilisierung''der Plugbahn von Langgeschossen ist es'bekannt, diese in Rotation um ihre Längsachse zu versetzen oder sie mit einem Stabilisiarleitv/erk auszustatten. Bei flächenstabilisierten Raketen ist es auch bekannt, diese zwecks Ausgleich eventuelle? Bauungenauigkeiten'und gegebenenfalls anderer sich auf die Sohußpräzision michteilig auswirkender Einflüsse zusätzlich noch in Umdrehung um ihre Längsachse zu versetzen, beispielsweise mittels in das Abschußgestell eingebauter Führungsschienen oder auch mittels in'den- Düsenauslauf eingebauter Leitschaufeln.

Beide genannten Methoden haben den wesentlichen Nachteil, daß sie der Tatsache, daß beim Austritt einer sich drehenden Rakete aus einem feststehenden Abschußrohr ein sogenannter AbJtippeffekfc auftritt - womit die nicht axialen Bewegungen der Rakete beim Verlassen des Abschußrohres gemeint sind -, nicht genügend Rechnung tragen. Dieser Nachteil ist bei einer anderen bekannten Methode, bei welcher das Abschußgestell mittels eines motorischen Antriebs in Rotation versetzt wird, zwar vermieden,, jedoch erfordert diese Methode einen großen Aufwand für den Antriebsmotor sowie für Getriebe- und Übersetzungsteile usw. _% insbesondere dann, wenn eo sich um große und/oder schwere Raketen oder wenn es sich nicht um ein einseines Abschußrohr, sondern u.n einen Kehrfach-Raketenwerfer handelt, Dementsprechend stellt auch, diese Methode nicht zufrieden. -' ;■ '

Until***

Vorteilhafter ist im Vergleich dazu eine weitere bekannte Methode, gemäß der dae Abschußrohr frei drehbeweglich aber gegen axiale Verschiebung gesichert gelagert und mindestens bis zum beginnenden Abgang der Rakete starr mit einer rotationserzeugenden Einrichtung verbunden wird, die als ein fest mit dem hinteren Ende des Abschußrohres verbundener Kranz von gleichsinnig windschief air Abschußrohrachse alch erstreckenden und hinter der Raketendlise In den Strahlquerschnitt hineinragenden tubinenschaufelartigen Leitflächen ausgebildet ist, die, wenn sie beim Abschuß der Rakete durch die aus der Düse austretenden Feuergase beaufschlagt werden, das Abschußrohr in Drehung um seine Achse versetzen. Nachteilig ist dabei jedoch, daß das gesamte Abschußrohr nicht mehr zu verwenden 1st, wenn der durch die Feuergase mechanisch und thermisch hoch beanspruchte Schaufelkranz so weit abgenutzt ist, daß die geCcrfd&rte rotationserzeugende Wirkung nicht mehr gewährleistet ist. Das bedeutet aber, daß ein solches Abschußrohr unter unglistigen Umständen nur flir den einmaligen Abschuß einer Rakete verwendbar ist, also jede Rakete ihr eigenes Abschußrohr erfordert, so daß auch diese Lösung aus örllnden der Wirtschaftlichkeit, des !Transports usw. nicht befriedigt.

Vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, eine Abschußeinrlchtung-zu schaffen, mit der sich zur TÄrraeldung des erwähnten nachteiligen Abkippeffektes die Drehzahl der abgehenden Rakete ebenso wie mit der zuletet genannten Methode, jedoch mit einfacheren und insbesondere hinsichtlich Herstellung, Gewicht und Plafczbedarf weniger aufwendigen Mitteln, in ein genau vorgegebenes gewünschtes Verhältnis zu derjenigen des Abschußrohres bringen läßt.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Abschußgestell für Raketen mit Flächenstabilisierung, mit mindestens einem Abschußrohr od.dgl., das um seine Achse freiprehbeweglich aber gegen axiale-

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Verschiebung gesichert gelagert und mindestens bis zum beginnenden Abgang der Rakete starr mit einer als ein am hinteren Ende des Abschußrohres angeordneter Kranz von gleichsinnig windschief zur Abschußrohrachse sich erstreckenden und hinter der Raketeduse in den Strahlquerschnitt hineinragenden turblnenschaufelartigen Leitflächen auegebildeten rotationeerzeugenden Einrichtung verbunden oder gekoppelt ist, dadurch erreicht, daß der Leitflächenkranz an einem zur Festlegung der Rakete, insbesondere einer solchen mit klapp- oder schweqfcarem Leitwerk, im Abschußrohr vorgesehenen Haltering bzw. an einem austauschbar auf dem Absehußrohr bzw. dem Haltering befestigten Ring vorgesehen, insbesondere angeformt wird. Der Schauf eltran* ist all-80 in vorteilhafter Weise als lerbrauchsteil ausgebildet, da« nach jedem Schuß zusammen mit einer neuen Rakete in das Ab-Bchußrohr eingesetzt werden kann. Dabei erweist eich die Ausbildung des SchaufelkranBee an dem besonderen Ring, der sich auf dem Abschußrohr bzw. dem Haltering austauschbar befestigen läßt und dementsprechend nach jedem Schuß erneuert werden kann, als besonders vorteilhaft, da dann weder das Abschußroht noch der Haltering einer Über das formale hinausgehenden Abnutzung ausgesetzt sind. Der Haltering dient bei Raketen mit Happed er Schwenkleitwerk auch dazu, die IaritwerkiTflgel bis zum Auetritt der Rakete aus de« Abschußrohr in eingeklappte« bzw. eingeschwenktem Zustand BU halten.

Die Ausbildung des Leitschaufelkranzes kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß der Haltring bzw. der besondere Ring VO* hinteren Ende her mit linsehnitten versehen wird und dann Jeweils der auf der gleichen Seite neben den Einschnitten liegende Bereich nach innen uagebogen wird. Selbstverständlich kommen für die Ausbildung bzw. Herstellung des Schaufelkranzes aber noch weitere Methoden in Betracht. So ist es beispiels-

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weise auch möglich, den Schaufelkranz zu gießen oder ihn durch spangebende Formung wie Fräsen od.dgl. herzustellen. Ohne weiteres ist es auch möglich, den Schaufelkranz aus einzelnen Stücken mit je einer oder mehreren Schaufeln zusammenzusetzen bzw. die Schaufeln einzeln für sich am Haltering oder an eine« besonderen Ring durch Anschrauben, Annieten, Anschweißen od.dgl. zu befestigen.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist es vorgesehen, zwischen der Raketendüse und dem Leitschaufelkranz eine Zusatztreibladung anzuordnen, die vor oder während der Zündung der Rakete das Abschußrohr in Rotation versetzt, so daß hierfür keine Energie der Raketentreibladung benötigt wird, die ansonsten ja für den Vortrieb der Rakete verloren wäre. Da diese Zusatztreibladung nur während einer sehr kurzen Zeitspanne zu wirken braucht, kann sie naturgemäß klein gehalten werden. Sofern diese Zusatztreibladung in Verbindung mit Leitschaufeln und Hilfetriebwerken zur Anwendung gelangt, genügt es, wenn letztere so bemessen werden, daß sie gerade dazu ausreichen, die Reibung der Ruhe zu überwinden, da die eigentliche Drehung des Abschußrohres durch Beaufschlagung der Leitschaufeln von den Feuergasen der Zusatztreibladung bewerkstelligt wird.

Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Zusatztreibladung zur Startbeschleunigung der Rakete heranzuziehen, in welchem Falle sie natürlich entsprechend größer gemaoht wird.

In Kombination mit den vorstehend erläuterten Maßnahmen oder auch für sich allein kann auch vorgesehen werden, die rotationserzeugende Einrichtung als mehrere gleichmäßig verteilt am Uafang des Abschußrohres angeordnete Hilfstrlebwerke alt Treibladung und Düse auszubilden. Die Anordnung und Ausbildung der

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'-.Düse wird dabei, zweckmäßig so getroffen, daß der aus dieser austretende Treibgasstrahl sich genau tangential zum Umfang des Abschußrohres in einer zu dessen Achse senkrechten Ebene erstreckt. Dadurch ist zum einen eine bestmögliche Ausnutzung der Energie der Hilfstriebwerke für den Rotationsantrieb des Abschußrohres sichergestellt und zum anderen wird damit rerhindert, daß durch die Hilfstriebwerke auf das Abschußrohr axial gerichtete Kräfte ausgeübt werden, die dann durch entsprechend kräftig ausgebildete Lager aufgenommen werden mtlßten. Die Mitnahme der Rakete in Umfangsrichtung kann sowohl durch Reibung zwischen der Rakete und dem Abschußrohr als auch durch besondere Anschläge-od.dgl. bewerkstelligt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in Ausftihrungsbeispielen gezeigt und wird anhand dieser im folgenden noch näher erläutert. Ea zeigen

Fig. 1 ein mit einer Rakete mit Klappleitwerk geladenes drehbar gelagertes Abachußrohr mit in bekannter Welse angeordnete« Leitschaufelkranz ,

Fig. 2 den Leitschaufelkranz des Abaehufirohres der Figur 1 in Aneicht ron hinten,

Fig. 3 tine Rakete mit durch einen Haltering ait

Leitschaufelkranz amAufklappen rerhimdertes Klapplei twerk,

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BAD ORiGINAL

Pig. 4 die Rakete der Pig. 3 in einen drehbar gelagerten Abschußrohr,

Pig. 5 das hintere Ende eines mit einer Rakete mit

Klappleitwerk geladenen Abschußrohres mit am Umfang angeordneter. Hilfstriebwerken,

Pig. 6 die Anordnung gemäß Pig, 5 in Ansicht von hinten,

Pig. 7 eine Variante zu Fig. 5 mit am Umfang eines Halterings angeordneten Hilfstriebwerken,

Fig. 8 die Kombination von am Umfang des Abschußrohres angeordneten Hilfstriebwerken mit an einem Haitering ausgebildetem Leitschaufelkranz,

Pig. 9 die Anordnung gemäß Pig. 8 in Ansicht von hinten,

Pig, 10 ein Ausführungsbeispiel für die Kombination eines Halteringes mit Leitschaufelkranz mit einer Zusatztreibladung und

Pig. 11 eine Variante zu Fig. 1.

Nach ?ig. 1 ist im Absch,ußrohr 1 die Rakete 2 mit Klappleitwerk 3 angeordnet. Am hinteren Ende des Rohres 1 sind die Leitschaufeln 4 angeordnet. Vorn und hinten ist das Abschußr.ohr 1 an dem nur andeutungsweise gezeigten Gestell 24 mittels der Lager 5, deren Darstellung als Kugellager selbstverständlich unverbindlich ist und nur das Prinzip erläutern soll, frei drehbeweglich aber gegen axiale Verschiebung gesichert gelagert.

V/ie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, sind die hier gleichgroßen und in gleichmäßigen Abständen über den Umfang des Abschußrohres 1 verteilt angeordneten Leitschaufeln 4 durch Einschneiden des hinteren Randes und gleichsinniges Umbiegen des auf der gleichen Seite jedes der Einschnitte liegenden Bereichs nach dem Rohrinneren zu erzie¹t.

* in bekannter Weise

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Durch die nach der Zündung der Raketentreibladung sich entwickelnden und am hinteren Ende 7 der Düse 6 austretenden Feuergase werden' die gleichsinnig windschief zur Abschußrohrachse angeordneten ebenen oder auch gekrümmten bzw. gewölbten Leitschaufeln 4 so beaufschlagt, daß das Abschußrohr 1 in Umdrehung um seine Achse 8 versetzt wird. Die Mitnahme der Rakete" 2 kann entweder durch Reibung oder auch .aittele nicht gezeigter Anschläge erfolgen. In Jedem Pail werden die-Verhältnisse selbstverständlich so getroffen, daß die Rakete 2 beim Verlassen des AbschuQrohres 1 mit der gewünschten Drehzahl um ihre Achse rotiert.

Nach Fig. 3 ist das Klappleitwerk 3 der Rakete 2, die mit derjenigen der Pig. 1 genau übereinstimmt, mittels des mit ä&n Leitschaufel?! 4 ausgebildeten Halterings 9 am Aufklappen gehindert.

Die im Abschußrohr 1 der Pig. 4 angeordnete Rakete mit Haltering gemäß Pig. 3 ist gegen Herausfallen nach hinten mittels der Klaue od. dgl. TO gesichert. Der Haltering 9 fügt sich im wesentlichen passend in das erweiterte hintere Ende 11 des Abschußrohres T ein. Der Haltering 9 ist mit dem Abschußrohr 1 in irgendeiner Weise, beispielsweise mittels nicht gezeigter Anschläge, in Umfangsrichtung verbunden, so daß bei Beaufschlagung der leitachäufeln 4 des Halterings 9 durch die Feuergase der Raketentreibladung auch das wiederum frei drehbeweglich aber gegen axiale Verschiebung gesichert gelagerte Abschußrohr 1 Arom Haltering 9 in Umfangerichtung mitgenommen und sonit in Rotation um seine Achse 8 versetzt wird. Die Mitnahme der Rakete 2 kann durch den Haltering 9 oder aber auch - insbesondere nachdem eich di£ Rakete 2 in Bewegung gesetzt und vom Haltering 9 getrenntbiet - durch das Abschußrohr 1, beispielsweise wieder durch Reibung, Anschläge od. dgl. erfolgen. V/ie aus der Figur ersichtlich, wird der Haltering 5 durch den Absatz 12 im Rohr 1 zurückgehalten, wenn 8jch die Rakete 2 nach Zündung.der Treibladung nach vorn in Bewegung setzt und das Rohr 1 verläßt/Ebenfalls läßt eich der Figur entnehmen, da3

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die Leitschaufeln 4 des Halterings 9 wirksam bleiben, bis die Rakete aus dem Rohr vorn austritt, daß ja bis zu diesem Zeitpunkt die Feuergase der Raketentreibladung durch das Rohr hindurch nach hinten ausströnen und dabei' fortwährend die Leitschafeln 4 beaufschlagen. Dementsprechend iet aber sichergestellt, daß das Abschußrohr 1 in Umdrehung gehalten wird, bis die Rakete 2 das Rohr verläßt.

Sowohl bei der Anordnung nach ?ig. 1 als auch bei derjenigen nach Fig. 4 wird zur Erzielung der Rotation des Abschußrohres die Energie der Raketentreibladung herangezogen. Bei der Ausführung der Fig. 5 und 6 wird darauf verzichtet und anstelle dessen die Rotation mittels der Hilfβtriebwerke 13 bewerkstelligt die in gleichmäßigen Abständen über den Umfang des Abschußrohres 1 verteilt an diesem befestigt sind und an ihrem hinteren Ende die Düsen 14- mit tangential zum Rohr 1 und schräg nach hinten gerichteter Achse aufweisen. Die Zündung der Hilfstriebwerke 13 kann bereits vor der Zündung der Raketentreibladung oder auch gleichzeitig mit dieser vorgenommen werden.

Eine Variante hierzu zeigt die Fig. 7, bei der das Klappleitwerk 3 wiederum mit dem Haltering 9 versehen ist. Die Hilfstriebwerke 13 sind hier zwischen dem Haltering 9 und dem erwähnten hinteren Ende 11 des Abschußrohres 1 untergebracht und zusammen mit dem Haltering 9 mittels der Klaue 10 gegen Herausfallen gesichert. Nach dem Abschuß der Rakete 2 wird die Klaue 10 beiseite geschwenkt, wodurch sieh die leergebrannten Hilfstriebwerke 13 samt Haltering 9 aus dem Abschußrohr ent- y. fernen lassen.

Die Kombination eines Kranzes von Leitschaufeln 4 mit Hilfe- · triebwerken 13 ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Die Leitachaufeln 4 sind hier am Haltering 9 ausgebildet, sie könnten ebenso gut aber auch am Abschußrohr 1 vorgesehen werden, wenn die .Hilfstriebwerke 13 anstatt zwischen dem Haltering 9 und dem Abschußrohr 1, so wie in Fig. 5 gezeigt, an der Außenseite des Abschußrohre3 1 angeordnet würden. Die Düsen 14 sind hier so angeordnet, daß ihre Achsen tangential zum Abschußrohr 1 in einer zur Abschußrohrachse 8 senkrechten Ebene liegen.

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Die Hilfstriebwerke 13 haben hier im wesentlichen nur die Punktion, das Abschußrohr 1 samt der in diesem befindlichen Rakete 2 in Urafangsrichtung anzufahren und können dementspre-• chend verhältnismäßig klein ausgebildet werden. Durch die nachfolgende Zündung derRaketentreibladung werden dann.die Leitschaufeln 4 durch die Feuergase beaufschlagt und entsprechend wird die gewünschte Abgangsdrehzahl der"Rakete2 erzielt. Die im Rohr 1 zurückbleibenden Hilfstriebwerke 13 können nach den Abschuß der Rakete 2 zusammen mit dem ebenfalls im Rohr 1 zurückbleibenden Haltering 9 durch Anheben des Hebels 10 entfernt und beim YJiederladen durch neue Einheiten ersetzt werden.

Nach Pig. 10 ist der Haltering 9 über das hintere Ende der Rakete 2 bzw. der Düse 6 hinaus verlängert. Entsprechend ist auch die Erweiterung 11 des Abschußrohres 1 verlängert. Am hinteren Ende des Halterings 9 sind die Leitschaufeln 4 angeformt. Zwischen dem Ende 7 der Düse 6 und den Leitschaufeln 4 ist die Zusatztreibladung 15 angeordnet. Diese wird gleichzeitig mit der Raketentreibladung gezündet und bewirkt einerseits durch Beaufschlagung der Leitschaufeln 4 die Rotation des Abschußrohres 1 samt Rakete 2 und andererseits eine Erhöhung der Abgangsgeschwindigkeit der Rakete 2. Wie sich ohne weiteres ersehen läßt, könnten natürlich'auch hier zum Anfahren der Drehbewegung des Abschußrohres 1 wieder Hilfstriebwerke vorgesehen werden.

Bei allen bisher gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Abschußrohr 1 mittels der Lager 4 am feststehenden Gestell 24 gelagert. Davon abweichend ist die Lagerung des Rohres 1 nach Fig. IT so vorgenommen, daß das Rohr 1 mittels der Lager 5 >■ in einem weiteren Rohr 16 frei drehbeweglich aber gegen axiale Verschiebung gesichert gelagert ist, das seinerseits mittels weiterer Lager 17 gegen axiale Verschiebung gesichert am feststehenden Gestell 24 drehbar gelagert ist. Auf dem Rohr 16 ist der Zahnkranz 18 befestigt, der mit dem Zahnritzel 19 in Eingriff gehalten ist.. Das Zahnritzel 19 ist auf der Welle 20 des

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am feststehenden Gestell 24 befestigten Antriebsmotor 21 angeordnet. ,

Vor dem Abschuß der Rakete 2 wird der Motor 21 eingeschaltet, wodurch über das Zahnritzel 19 und den Zahnkranz 18 das Rohr in Umdrehung versetzt wird. Bas Rohr 16 nimmt die auf ihm befestigten Ringe 22 und 23 der Lager $ bzw. 17 mit, wodurch auch die Lager $ und 17 in Umdrehung versetzt sind, so daß bei der nachfolgenden Zündung der Raketentreibladung durch die Beaufschlagung der Leitschaufeln 4 keine Reibung der Ruhe mehr zu überwinden ist und dementsprechend das Abschußrohr 1 mit der Rakete .2 leichter und schneller die gewünschte Drehzahl annimmt. • Der Antriebsmotor.21 kann hierbei verhältnismäßig klein bemessen werden, da er nur die Kraft aufzubringen hat, die die Lager in Bewegung hält, dagegen nicht aas Trägheitsmoment des Abschußrohres 1 und der Rakete 2 zu überwinden braucht, was durch Beaufschlagung der Leitschaufeln 4 mittels der Feuergase der Raketentreibladung erfolgt. Selbstverständlich kann die Leistung des Antriebsmotors 21 zu* derjenigen der Leitschaufelbeaufschlagung von Fall zu Fall in entsprechender Weise festgelegt werden. Ebenso ist es natürlich auch möglich, anstelle eines einzigen Antriebs gesonderte Antriebe für die vorderen und hinteren Lager vorzusehen.

Es ist klar, daß .alle Angaben und Darstellungen nur beispielhaft aufzufassen und zahlreiche Varianten möglich sind. Beispielsweise können die Leitschaufeln auch an einem besonderen Ring ausgebildet werden, der auf das Endes des Abschußrohres bzw. Halterings aufgesetzt und nach Abschuß der Rakete gegen einen neuen ausgetauscht wird. Ebenso kann die Ausbildung der Schaufeln 4 selbstverständlich auch noch anders als in der dargestellten Weise erfolgen und können die Schaufeln auch andere Größe und Form aufweisen.

Troledorf, den 6.θ.1969
Sc/Hu. OZ 6567

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Claims

Patentansprüche

Abschußgestell fUr Raketen mit Flächenstabilisierung, mit mindestens einem Abschußrohr od.dgl., das um seine Achse frei drehbeweglich aber gegen axiale Verschiebung gesichert gelagert und mindestens bis zum beginnenden Abgang der Rakete starr mit einer ale ein am hinteren Ende des Abechußrohres angeordneter Kranz von gleichsinnig windschief zur Abschußrohrachse sich erstreckenden und hinter der Raketendüse in den Stahlquerschnitt hineinragenden turbinenschaufel· artigen Leitflächen ausgebildeten rotaionserzeugenden Einrichtung verbunden oder gekoppelt 1st, da durch gekenn zeichne t, daß der Leitflächenkranz an einem zur Festlegung der Rakete (2), insbesondere einer solchen mit klapp- oder schweritarem Leitwerk (3), im Abechußrohr vorgesehenen Haltering (9) bzw. an einem austauschbar auf dem Abschußrohr (1) bzw. Haltering 6) befestigten Ring vorgesehen, insbesondere angeformt ist.
2.) Abschußgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Raketendöse (6) und dem Leitflächenkranz eine vor oder gleichzeitig mit der Raketentreibladung zündbare Zusatztreibladung (.15) angeordnet ist.
3.) Abschußgestell nach Anspruch 1 oder 2, iadurch gekennzeichnet, daß das Absohußrohr (1) ober Doppellager(5,17) mit durch eine Antriebseinrichtung (18,1S^20,21) um ihre Achee verdrehbarer Zwischenschale od.dgl. (16) am Gestell (24) gelagert ist.
4.) Abschußgestell ftlr Raketen mit Flächenetabilisierung, mit mindestens einem Abschußrohr od.dgl,, das um seine Achse Äsl drehbeweglich aber gegen axiale Verschiebung gesichert gelagert und mindestens bie zum beginnenden Abgang der Rakete starr mit einer rotationserzeugenden Einrichtung YerVundenoder gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die rotations-

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n »Art. 7 »l Abs. 2 ,Nr. l Sau 3 dta Ändergniesee. v. 4i ».

erzeugende Einrichtung als mehrere gleichmäßig verteilt am Umfang des AbBchußrohres (1) angeordnete Hilfetriebwerke (13) mit Treibladung und Dttee mit tangential zur Abschußrohrachse (8) gerichteter Achse ausgebildet ist.

Troisdorf, den 6.8.1969 Sc/Hu. OZ 6567

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ff.'

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Leersei te