DE1806248A1 - Rakete aus zwei trennbaren Teilen - Google Patents

Description

Rakete aus zwei trennbaren Teilen.

Die Erfindung bezieht sich auf Raketen, insbesondere auf Sondierraketen für die Erforschung grosser Höhen. Die Erfindung ist iräoesondere auf Raketen anwendbar, deren Durchmesser nicht grosser als 51 om, insbesondere nicht grosser als 25,5 cm ist.

Es ist gegenwärtig üblich, dass bei Sondierraketen die Nutzlast, z.B. meteorologische Instrumente, in dem vorderen Teil enthalten sind, und dass der Motor den hinteren Teil der Rakete bildet. Die Rakete wird aus einem Rohr abgefeuert, möglicherweise unter Zuhilfenahme eines Schubverstärkermotors, der von der Rakete abgetrennt wird, kurz nachdem diese das Rohr verlassen hat. Die Rakete wird dann durch den in ihr enthaltenen Motor aufwärts getrieben und nach Ablauf des Motors steigt die Rakete auf ihren höchsten Punkt und kehrt darauf zur Erde zurück. Auf dem Meer kann die Rückkehr der aus einem vor- *deren und einem hinteren Teil bestehenden Rakete für die Schiffahrt gefährlich werden, da die Rakete relativ massiv ist und mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit zur Erde zurückkehrt.

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Bei einer Rakete aus zwei tiennbafen Teilen, von denen der vordere die Nutzlast trägt und der hintere den Raketenmotor enthält, die mit einer Vorrichtung zum Trennen der Teile voneinander während des Aufstiegs der Rakete versehen ist, ist erfindungsgemäss nach der Trennung der vordere Teil aerodynamisch stabil und der hintere Teil aerodynamisch instabil. Auf diese Weise wird nach der Trennung der vordere Teil seine Flugbahn fortsetzen, aber dieser wird nach Rückkehr auf die Erde beträchtlich leichter sein, als die beiden Teile zusammen und es ist möglich, die Geschwindigkeit unter den Wert zu verringern, der für beide Teile zusammen möglich wäre. Beispielsweise kann der vordere Teil mit einem relativ kleinen Fallschirm versehen sein, der nahe dem Scheitelpunkt der Flugbahn ausgebracht wird«, Der instabile hintere Teil wird sich überschlagen und relativ langsam auf die Erde zurückfallen und in einem Gebiet landen, das näher dem Abfeuerungsort liegt, als das Gebiet, in welchem beide Teile zusammen landen würden«, Die erste Landezone ist somit kleiner und kann daher leichter von der Schiffahrt freigehalten werden. .

Es ist möglich, den hinteren Teil derart auszulegen, dass er von Natur aus nach der Trennung von dem vorderen Teil instabil 1st, vorzugsweise trägt aber der hintere Teil luftwiderstanderzeugende Mittel, die bei oder kurz nach der Trennung aus dem vorderen Ende des hinteren Teils ausbringbar sinä„ Beispielsweise kann ein kleiner Fallschirm bei der Trennung ausgebracht werden. Der Fallschirm kann von einem festen, gelenkigen Gestänge getragen werden, das ihn in Abstand von dem vorderen Ende des hinteren Teiles hält. - .

Ebenso kann der vordere Teil von Natur aus nach der Trennung von dem hinteren Teil ausreichend stabil sein, aber vorzugsweise trägt der vordere Teil Stabilisierglieder, die bei oder kurz naoh der Trennung aus dem hinteren Ende des vorderen Teils ausbringbar sind. Bei einer Ausführungsforra sind die Stabilisierglieder als einziehbare Flossen ausgebildet, die bei der Trennung z.B. durch Federkraft ausbringbar sind. Bei einer anderen

Ausfuhrungsform enthalten die Stabilisierglieder ein ausdehnbares, z.B. aufblasbares Element, das nach dem Ausdehnen Stoff zur Bildung von Stabilisierflächen an dem hinteren Ende des vorderen Teiles trägt.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert; die Erläuterung erfolgt anhand einer Sondierrakete, die für meteorologische Untersuchungen in einer Höhe von etwa 50 Meilen verwendet wird.

Fig. 1, 2 und j5 zeigen die gesamte Rakete, die Rakete unmittelbar nach der Trennung des vorderen und des hinteren Teils, sowie die Rakete kurz nach der Trennung;

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das hintere Ende des vorderen Teiles;

Fig. 5 und β zeigen eine Abänderungsform, bei der der vordere und der hintere Teil miteinander verbunden bzw.- voneinander getrennt sind.

Die Rakete besteht aus einem vorderen Teil oder einer kegelförmigen Nase 1, die die Nutzlast der Instrumente trägt, sowie aus einem hinteren Teil 2, der den Raketenmotor enthält. In dem vorderen Teil sind ein Nutzlastfallschirm 3 und ein Motorfallschirm 4 untergebracht. Der Motorfallschirm ist in einem Gehäuse untergebracht, das mit dem vorderen Ende des Motorteils durch zwei gelenkig miteinander verbundene Stangen 7 verschiedener Länge verbunden ist. Der vordere und der hintere Teil sind miteinander lösbar verbunden, z.B. durch explosive Bolzen, die durch einen Zeitgeber oder durch ein Trägheitssystem gesteuert sind; ferner befinden sich zwischen den beiden Teilen Federn, die die Trennung dieser Teile voneinander sicherstellen.

Die Rakete wird aus einem Rohr mit Hilfe einer nicht gezeigten Schubverstärkungsrakete abgefeuert, die hinter dem hinteren Teil 2 angeordnet ist und sich von diesem Teil trennt, kurz

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nachdem die Rakete das Startrohr verlassen hat. Wenn die kombinierte Rakete eine Höhe von etwa 25 Meilen erreicht hat, zündet das Steuersystem die explosiven Bolzen, und der vordere Teil und der hintere Teil werden voneinander getrennt. Flossen 8 lie- ' gen vor der Trennung eng an dem Umfang der Rakete an. Diese Flossen sind durch Federn vorgespannt und werden bei der Trennung in ihre in Fig. 4 gezeigte offene Stellung ausgebracht und machen den vorderen Teil aerodynamisch stabil« Der die Nutzlast enthaltende vordere Teil beschreibt eine Flugbahn, die derjenigen ähnelt, die von beiden Teilen zusammen beschrieben worden wäre. Am oder etwas jenseits des Apogäums wird der Fallschirm 3 ausgestossen, und die kegelförmige Nase kehrt mit begrenzter Geschwindigkeit zur Erde zurück. . ■ . . ,

Bei der Trennung des das Motorgehäuse bildenden"hinteren Teils von dem vorderen Teil wird das Gehäuse mit dem Fallschirm 4 aus dem vorderen Teil herausgezogen und der Fallschirm wird·ausgestossen. Das asymmetrische Gestänge 7 verhindert, dass der Fall-., schirm sich an dem vorderen Ende des hinteren Teils verfängt und .hält diesen in Abstand von diesem Ende. Der Fallschirm verursacht einen Luftwiderstand, der den hinteren Teil aerodynamisch instabil macht, so dass der hintere Teil sich überschlagend zur-Erde zurückfällt. In einem typischen Fall landet der hintere Teil in einem Abstand auf der Erde, der nur ein Sechstel des Abstandes zwischen dem Abschusspunkt und dem Punkt beträgt, an dem der vordere Teil auf der Erde landet. Entsprechend ist die Grosse der Landezone des hinteren Teiles beträchtlich kleiner, so dass die Schiffahrt öder gefährdete Personen leichter unter Kontrolle zu halten sind.

Bei der in den Fig. 5 und β gezeigten Abänderungsform sind die ' durch Federkraft vorgespannten Flossen durch eine ausdehnbare Anordnung ersetzt, die unmittelbar hinter dem vorderen Teil aufgerichtet wird, wenn sich der vordere Teil von dem hinteren Teil trennt. Diese Anordnung besteht aus einem teleskopischen Mast 10, einem aufblasbarem Schlauch 11 und einem Stoff, der diese beiden Elemente miteinander verbindet. Der teleskopische Mast

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besteht aus einer oder mehreren Federn; in seinem zusammengelegten Zustand kann er koaxial zum vorderen Teil liegen, wie in Pig. β gezeigt ist. Um die axiale Länge gering zu halten, die der Mast in seinem zusammengelegten Zustand einnimmt, kann dieser auch im allgemeinen quer zur Längsachse des vorderen Teiles liegen. Der Schlauch kann mittels eines Gases aufgeblasen werden, das in einer Flasche innerhalb des vorderen Teils sich befindet, oder er kann Methylpentamin oder ähnliches Material enthalten und möglicherweise eine kleine Menge Wasser, um bei Auslösung der aufblasbaren Anordnung den notwendigen Innendruck zu erzeugen. Der teleskopische Mast und der aufblasbare Schlauch sind durch Radar-reflektierendes Maschenmaterial 12 in Form eines üblichen Radarfaltreflektors verbunden. Ferner ist ein Kegel 13 aus Stoff vorgesehen, der sich von der hinteren Umfangskante 14 des vorderen Teiles bis zu dem Schlauch 11 erstreckt, sowie ein Radar-transparentes Fallschirmtuch 15 an der Hinterseite des Schlauches 11.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, befinden sich der Schlauch 11 und die verschiedenen Stoffteile 12, IJ und 15 in Abteilungen im hinteren Ende des vorderen Teiles, wenn der vordere Teil mit dem hinteren Teil verbunden ist. Bei der Trennung dieser beiden Teile richtet sich der teleskopische Mast auf und der Schlauch 11 wird aufgeblasen, während die Teile ihre in Fig. gezeigten Lagen einnehmen. Der Stoffkegel 1J5 stabilisiert den Flug des vorderen Teiles während seines Weiterfluges zum Apogäum und während der Anfangsstadien des Abstiegs. Der Stoffkegel wird beim Eintritt des vorderen Teils in die'dichtere Atmosphäre während des späteren Stadiums des Abstiegs zerstört, und die Kontrolle des Abstiegs wird durch den Fallschirm 15 übernommen. Nach Zerstörung des kegelförmigen Stabilisators IJ aus Stoff wird der Luftwiderstand des vorderen Teiles erheblich grosser als vorher, und die Abstiegsgeschwindigkeit des vorderen Teiles wird erheblich verringert, sodass damit auch das Risiko einer schweren Beschädigung z.B. eines Schiffes erheblich verringert wird.

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Der Radarreflektor verbessert die unterscheidungsmöglichkeit durch Radar zwischen dem vorderen Teil mit der Nutzlast und dem hinteren Töil mit dem Motor nach der Trennung,, so dass die Verfolgung der Hutzlastflugbahn erleichtert wird.

Patentansprüche

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Claims (10)

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1. Rakete aus zwei trennbaren Teilen, von denen der vordere die Nutzlast trägt und der hintere den Raketenmotor enthält, und mit einer Vorrichtung zum Trennen der Teile voneinander während des Aufstiegs der Rakete, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Trennung der vordere Teil (l) aerodynamisch stabil und der hintere Teil (2) aerodynamisch instabil Ist.

2. Rakete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Teil (2) nach der Trennung von dem vorderen Teil (l) von Natur aus instabil ist.

3· Rakete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Teil (2) Luftwiderstand erzeugende Mittel trägt, die bei oder kurz nach der Trennung von dem vorderen Ende des hinteren Teils (2) ausbringbar sind.

4. Rakete nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftwiderstand erzeugenden Mittel als Fallschirm (4) ausgebildet sind.

5. Rakete nach Anspruch 5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftwiderstand erzeugenden Mittel mit dem vorderen Ende des hinteren Teils (2) derart gelenkig verbunden sind, dass die Mittel im Abstand von dem vorderen Ende gehalten werden.

6. Rakete nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Teil (l) Stabilisierglieder trägt, die bei oder kurz nach der Trennung aus dem hinteren Ende des vorderen Teils ausbringbar sind.

7. Rakete nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die

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Stabilierglieder als einziehbare Flossen (8) ausgebildet sind.

8. Rakete nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flossen (8) durch Federkraft ausbringbar sind. '

9. Rakete nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, dass die · Stabilisierglieder ein ausdehnbares Element (ll) enthalten, das nach dem Ausdehnen Stoff zur Bildung von Stabilisier- · flächen (13) an dem hinteren Ende des vorderen Teils trägt.

10. Rakete nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnbare Element (li) aufblasbar ist.

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Le e rs e i t e