DE1578079C - Mehrstufige Feststoffrakete - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrstufige Feststoffrakete, die mittels einer zusätzlichen Treibladung aus einem an einem Ende verschlossenen Rohr, insbesondere einem Kanonenrohr, abgeschossen wird, wobei als Vorstufe eine als Innenbrenner ausgebildete Rakete vorgesehen ist, deren Gehäuse dem Rohrkaliber angepaßt ist und in deren hohlen Innenraum eine als Stirnbrenner aufgebaute Folgestufe angeordnet ist.

Es ist bekannt, Raketen aus Kanonenrohren mit gezogenem Lauf oder aus anderen an einem Ende verschlossenen Rohren mit glatter Innenwandung abzuschießen, wobei der Kanonenstart die erste Beschleunigungsstufe darstellt. Die große Wirtschaftlichkeit dieses Startsystems gegenüber der herkömmlichen Startweise führt zu immer neuen Versuchen und Erprobungen, sowohl auf dem Gebiete der Höhenforschung als auch beim taktischen Artillerieeinsatz.

Eine bisher schwer zu überwindende Schranke beim Abschuß von Raketen aus Rohren stellt die extrem hohe Beschleunigung dar, der die Flugkörper ausgesetzt werden müssen. Diese kann 10 000 g übersteigen und es besteht dann Gefahr, daß die Feststoffblöcke nicht mehr standhalten. Durch den Belastungsstoß zerbrechen bzw. zerkrümeln sie, wodurch eine Explosion der Triebwerks-Brennkammer verursacht wird.

Man hat versucht, diese Schwierigkeiten dadurch

ίο zu beherrschen, daß man die Feststofftreibblöcke mittels Ummantelungen od. ä. aus Kunststoff gegen Stoß und Erschütterung widerstandsfähig verkleidet hat.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Maßnahmen noch keine ausreichende Sicherheit gegen das Zerbrechen der Feststoffblöcke geben, insbesondere wenn es sich um mehrstufige Reketen handelt, deren Starttreibsätze als Innenbrenner gegen Zerbrechen besonders anfällig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus einem Kanonenrohr zu startende mehrstufige Rakete durch entsprechende Abstützung der Feststoffblöcke betriebssicher zu machen; eine Erhöhung des Fluggewichts bzw. eine Reduzierung der Nutzlast darf dadurch nicht eintreten.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im zylindrischen Hohlraum des Festtreibstoffblocks der Vorstufe das Gehäuse der "Folgestufe längsverschieblich gelagert ist.

Es sind zwar schon mehrstufige Raketen bekannt, bei welchen in einer im wesentlichen röhrenförmig ausgebildeten Vorstufe eine zentrale Stufe längsverschieblich gelagert ist (deutsche Patentschrift 977 590), die auch als Stirnbrenner ausgelegt sein kann (britische Patentschrift 953 080). Der Start dieser bekannten Raketen erfolgt aber durch Abbrennen der Vorstufe und nicht durch Abschuß aus einem Kanonenrohr mit Hilfe einer gesonderten Treibladung. Eine Abstützung der Treibsätze, wie es Aufgabe der Erfindung ist, ist daher bei den bekannten Raketen nicht erforderlich, weil sie beim Start mit eigener Kraft nicht so hohen Belastungen ausgesetzt sind wie beim Start mit besonderer Treibladung aus einem einseitig verschlossenen Rohr.

Die aufgezeigte Lösung der Erfindungsaufgabe ist von besonderem Vorteil, weil die Abstützung nicht durch zusätzliche gewichtserhöhende Mittel erreicht ist, sondern weil die Treibsätze beider ineinandergeschobenen Brennstufen während des Abschusses zu einer sich gegenseitig stützenden Einheit zusammengefaßt sind.

Die durch die Ausfüllung des Hohlraumes zwischen den beiden Festtreibstoffblöcken erzielte Verkürzung des Raketenkörpers wirkt sich bei Transport und Handhabung günstig aus.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß durch einen vor Zündung der Raketentreibsätze wirksam werdenden Gaserzeuger, z. B. eine Treibladung, die beiden Raketenstufen zueinander derart verlagert werden, daß die Folgestufe gegenüber der Vorstufe in Flugrichtung voreilt, wobei der Gaserzeuger vorzugsweise in dem Raum zwischen der Düse der Vorstufe und der Düse der Folgestufe angeordnet ist und die Düsen durch Dämm- oder Berstplatten verschlossen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Vorstufe nach dem Abschuß durch aerodynamisch wirkende Bremsmittel, z. B. Leitbleche od. dgl., ge-

genüber der Folgestufe verzögert werden. Aerodynamische Widerstandsunterschiede, deren Ursache in der Ausgestaltung der Verkleidungen der einzelnen Stufen liegen,'können bei entsprechender Massenverteilung auf die Stufen unterschiedliche Verzögerungen hervorrufen, so daß die Vorstufe im Fluge stärker abgebremst werden kann als die Folgestufe.

In den geschilderten Fällen wird mit geringem technischen Aufwand in vorteilhafter Weise ein zuverlässiges Ausfahren der Folgestufe in die Flugstellung und eine gleichzeitige Freilegung der durch das Ineinanderschachteln der Stufen verdeckten Abbrandflächen der als Innenbrenner ausgebildeten Feststoffblöcke der Vorstufe bewirkt.

Weitere, die Verriegelung der zueinander verschieblichen Raketenstufen, die Anordnung von Stabilisierungsflächen und den Vorgang der Stufentrennung nach Ausbrand der jeweiligen Vorstufe betreffenden Merkmale sind den Unteransprüchen oder der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbei-Spieles zu entnehmen, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 eine zweistufige Rakete in Längsschnitt vor dem Abschuß aus einem Kanonenrohr,

Fig. 2 die gleiche Rakete in verkleinertem Maßstab in Flugstellung nach dem Abschuß.

Das zylindrische Gehäuse des als Vorstufe 1 dienenden Raketenabschnittes mündet an seinem rückwärtigen Ende in die Düse 2. Am düsennahen Ende trägt das Gehäuse der Vorstufe 1 ein Klappleitwerk, dessen Flächen 3 während des Kanonenstartes am Gehäuse 1 in den Grenzen des für die Rakete gewählten Kalibers anliegen (Fig. 1), um nach dem Verlassen des Rohres selbsttätig in ihre Wirkstellung auszuschwenken (Fig. 2). Der Gehäusedurchmesser ist zu diesem Zwecke im Bereich der angelegten Klappen reduziert und mit entsprechenden Vertiefungen versehen.

Am vorderen Ende ist das Gehäuse der Vorstufe 1 mittels eines ringförmigen Deckels 4 verschlossen. Auf diesem befindet sich eine zeichnerisch nicht dargestellte pyrotechnisch oder mechanisch wirkende Einrichtung zur Trennung der Vorstufe nach deren Ausbrand vom weiterfliegenden Raketenteil. Mit 5 ist eine für diesen Trennvorgang vorgesehene Sollbruch- 4a stelle bezeichnet. In dem Gehäuse ist der röhrenförmige Festtreibstoffblock 6 der Vorstufe 1 gelagert.

Im zylindrischen Hohlraum des Festtreibstoffblokkes 6 ist das Gehäuse der Folgestufe 7 längsverschieblich gelagert. An seinem rückwärtigen Ende trägt dieses Gehäuse die Düse 8 und über den Umfang verteilt mehrere Sacklöcher 9, in welche die unter Vorspannung von Schraubenfedern 10 stehenden Verriegelungsstifte 11 einrasten, wenn das Gehäuse der Folgesiufe 7 in Flugrichtung ausgefahren ist und seine Lage zur Vorstufe derart geändert hat, daß die Stabilisierungsflächen 12 nahe dem düsenseitigen Ende zu liegen kommen (Fig.'2). Die Stabilisierungsflächen 12 sind mittels kegelmantelförmig gekrümmter Leit- bzw. Widerstandsbleche, mit den Gehäusen 14 für die Verriegelungsbolzen 11 fest verbunden, die als aerodynamische Bremsmittel 13 wirken. Sie sind gegenüber dem Gehäuse der Folgestufe 7 längsverschieblich unter Zwischenschaltung von Wälzkörpern 17 gelagert, so daß das Gehäuse der Folgestufe 7 in Flugrichtung ungehindert ausfahren kann, bis die Verriegelungsstifte 11 in die Löcher 9 einrasten und die Stellung der Stabilisierungsflächen 12 gegenüber der Folgestufe 7 fixieren (F i g. 2). Der Kopf 15 der Folgestufe dient zur Aufnahme der Nutzlast und ist in üblicher Weise ausgebildet. Das Gehäuse der Folgestufe 7 umschließt einen als Stirnbrenner wirksamen Festtreibstoffblock 16.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Nach dem Abschuß der Rakete aus einem Kanonenrohr klappen die Leitwerkflächen 3 selbsttätig in die Wirkstellung und die Folgestufe 7 bzw. deren Festtreibstoffblock 16 wird gezündet. Die Reaktionskraft treibt das Gehäuse der Folgestufe 7 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung, in welcher die Verriegelung der Stabilisierungsflächen '12 in der vorbeschriebenen Weise erfolgt. Zugleich zündet der aus der Düse 8 hervortretende Flammenstrahl den Festtreibstoffblock 6 der Vorstufe 1. Ist diese ausgebrannt, so wird durch den selbsttätig einsetzenden Stufentrennungsvorgang in der Ebene α der Sollbruchstelle 5 (Fig. 2) in an sich bekannter Weise die Folgestufe 7 von den Resten der Vorstufe 1 befreit.

Der Ausfahrvorgang der Folgestufe aus der Vorstufe kann ganz oder teilweise durch aerodynamische Kräfte übernommen werden, die auf die als Bremsmittel 13 wirkenden Leitbleche der mit der Vorstufe 1 unmittelbar nach dem Abschuß verbundenen Stabilisierungsflächen 12 samt ihrer Verriegelungsmittel 10, 11 stärker einwirken, als auf die Raketenspitze, die der Folgestufe 7 zugehört. Diese aerodynamischen Bremsmittel 13 verzögern die Vorstufe gegenüber der Folgestufe.

Durch Zündung einer in der Zeichnung punktiert dargestellten Treibladung 20 hinter der Folgestufe 7 im Raum zwischen den Mündungen der Düsen 2 und 8 kann das Ausfahren der Folgestufe 7 ebenfalls erreicht werden. Hierbei werden zunächst die Öffnungen der Düsen 2, 8 durch punktiert dargestellte Berstplatten 18, 19 verschlossen, um den Aufbau des für das Ausfahren der Folgestufe notwendigen Brennkammerdruckes zu ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mehrstufige Feststoffrakete,¹ die mittels einer zusätzlichen Treibladung aus einem an einem Ende verschlossenen Rohr, insbesondere einem Kanonenrohr, abgeschossen wird, wobei als Vorstufe eine als Innenbrenner ausgebildete Rakete vorgesehen ist, deren Gehäuse dem Rohrkaliber angepaßt ist und in deren hohlem Innenraum eine als Stirnbrenner aufgebaute Folgestufe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im zylindrischen Hohlraum des Festtreibstoffblocks

(6) der Vorstufe (1) das Gehäuse der Folgestufe

(7) längsverschieblich gelagert ist.

2. Mehrstufige Feststoffrakete nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen vor Zündung der Raketentreibsätze wirksam werdenden Gaserzeuger (20), z. B. eine Treibladung, die beiden Raketenstufen zueinander derart verlagert werden, daß die Folgestufe (7) gegenüber der Vorstufe (1) in Flugrichtung voreilt, wobei der Gaserzeuger (20) vorzugsweise in dem Raum zwischen der Düse (2) der Vorstufe und der Düse (8) der Folgestufe angeordnet ist und die Düsen (2, 8) durch Dämm- oder Berstplatten (18,19) verschlossen sind.

3. Mehrstufige Feststoffrakete nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorstufe (1) durch aerodynamisch wirkende Bremsmittel'(13), z. B. Leitbleche od. dgl., gegenüber der Folgestufe (7) verzögert wird.

4. Mehrstufige Feststoffrakete nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gehäuse der Folgestufe (7) längsverschieblich geführte Stabilisierungsflächen (12) der Folgestufe bis zur Stufentrennung mit dem Gehäuse der Vorstufe (1) verbunden sind.

5. Mehrstufige Feststoffrakete nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglich zueinander geführten Teile der beiden Raketenstufen in ihren Endstellungen durch an sich bekannte Mittel (9, 11) verriegelbar sind.