DE1918046B2 - Anzündvorrichtung - Google Patents

Description

b) die Wand des Zündergehäuses (1) weist zylindrische Axialbohrungen (3) mit jeweils gleichem Abstand von der zentralen Bohrung (2) auf, die (3) sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Zündergehäuses (1) erstrecken;

c) die zentrale Bohrung (2) und die Axialbohrungen (3) sind über Durchtrittsöffnungen (4) über die gesamte Bohrungslänge miteinander verbunden;

d) die Anzündpillen (10) sind in den Axialbohrungen (3) koaxial aufeinanderliegend angeordnet.

2. Anzündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Initialladung aus in einer Gitterhülse (7) angeordnetem Schwarzpulver (6) besteht, das durch einen elektrischen Zünder (8) über ein pyrotechnisches System (9) oder durch ein ausschließlich pyrotechnisches System initiierbar ist.

3. Anzündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbohrungen (3) im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Anzündpillen (10) und insbesondere den 0,1-bis 0,4fachen Durchmesser des Zündergehäuses (1) haben.

4. Anzündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündergehäuse aus mit einem Erdalkalioxalat gefülltem Polyurethan besteht.

Die Erfindung betrifft eine Anzündvorrichtung für einen als Innenbrenner ausgebildeten Feststoff-Treibsatz mit einem zylinderförmigen Zündergehäuse, welches eine koaxiale Bohrung im wesentlichen über die gesamte Länge des Zündergehäuses aufweist, wobei in dem Zündergehäuse geordnet Anzündpillen aus aluminothermischem Werkstoff angeordnet sind, die über eine koaxial angeordnete Initialladung entzündbar sind und wobei das Zündergehäuse in seiner Außenwand radiale Durchtrittsöffnungen zum Treibsatz hin aufweist.

Innenbrenner-Treibsätze sind dabei solche Treibsätze, bei denen im Gegensatz zu Stirnbrennern der Abbrand an Flächen von axialen Kanälen im Treibsatz ausgeht und in radialer Richtung wandert.

Eine derartige Anzündvorrichtung ist bei einer Raketenschubvorrichtung für Flugzeugschleudersitze bekannt, mit einem länglichen Gehäuse, in dem ein Feststoff-Treibsatz aus Treibstoffplatten enthalten ist, die mit einem bestimmten Abstand zwischen den einzelnen Platten so gestapelt sind, daß zwischen ihnen Querschlitze entstehen. Die Anzündvorrichtung ist in einem Umfangskanal oder einem etwa zentralen Kanal in den Treibstoffplatten angeordnet (vgl. DE-AS 1231486). Die Anzündvorrichtung enthält ein Rohr aus Stahl od. dgl., das mit Lochungen im größten Teil seiner Länge versehen ist. Die pyrotechnische Anzündladung beisteht aus Ringen, die in Achsrichtung des Rohrs angeordnet und durch Distanzstücke voneinander beabstandet sind. Die Ringe weisen alle eine Axialöffnung auf, die zusammen einen Kanal bilden. Eine Initialzündvorrichtung mit der Initialladung ist an jedem Ende des Rohrs angebracht.

Im Betrieb entzündet sich die Initialladung bei Initiieren der Initialzündvorrichtung und die Flamme breitet sich im Kanal der Ringe aus. Die Verbrennung der Ringe erzeugt eine Flamme, die durch die Lochungen zum Entzünden der Treibstoffpiatten des Treibsatzes verteilt wird.

Nachteilig ist dabei, daß eine gleichmäßige und gleichzeitige Anzündung insbesondere bei langen Feststoff-Treibsätzen nicht möglich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anzündvorrichtung zu schaffen, die auch bei langen Feststoff-Treibsätzen eine gleichzeitige Anzündung ermöglicht.

Die Aufgabe wird bei einer Anzündvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Da die Initialladung sich über die Gesamtlänge der Axialbohrungen erstreckt, wird der Gasstrahl, der von der Initialladung zur Anzündladung, bestehend aus den Anzündpillen, zu deren Entzündung ausgeht, vorteilhaft wesentlich verkürzt, wodurch sich eine wesentliche Verringerung der Anzündverzögerung ergibt. Darüber hinaus werden insbesondere alle Stellen der Anzündladung simultan, also gleichzeitig initiiert. Da die Initialladung in einem Minimalraum auf Grund der rohrartigen Innenwand untergebracht ist, ist die Anzündverzögerung der Initialladung um so mehr verkürzt, um so enger oder besser die Annäherung ist. Die Verbrennungsgeschwindigkeit eines Zündpulvers ist nämlich bei Auftreten einer Initialladung um so größer, je höher der Druck ist, und der Druck ist um so höher, je besser diese Annährung ist. Da die Verbindung zwischen der Initialladung und der Anzündladung im wesentlichen in Höhe der einzelnen radialen Durchtrittsöffnungen begrenzt ist und sich nicht über die gesamte Seitenfläche der Ladung erstreckt, ist die Verbrennungsfläche der aluminothermischen Anzündpillen vorteilhaft so begrenzt, daß ein zu plötzlicher Druckanstieg und auch das Zerbrechen der Anzündpillen vermieden wird. Das heißt, durch die Anzündvorrichtung ist nicht nur gleichzeitige Anzündung erreichbar, es besteht auch reproduzierbares Verhalten in bezug auf Ansprechzeit und Druck und außerdem weist die Anzündvorrichtung auch große mechanische Festigkeit gegenüber Erschütterungen

und Temperaturschwankungen auf, weshalb die Teile der Anzündladung, die Anzündpillen, nicht zerbrökkeln können.

Die erfindungsgemäße Anzündvorrichtung wird durch die Merkmale der Unteransprüche vorteilhaft weitergebildet.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 2 im Teilschnitt eine erfindungsgemäße Anzündvorrichtung,

Fig. 2 ei:! Druck-Zeit-Diagramm zum Nachweis guter Reproduzierbarkeit.

Die in der Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Anzündvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Zündergehäuse 1 aus flexiblem Kunststoff, vorzugsweise aus mit einem Erdalkalioxalat gefüllten Polyurethan. Das Zündergehäuse 1 weist eine zentrale Bohrung 2 auf, die die Initialladung aufnimmt, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Zündergehäuses 1 erstreckt. Die zentrale Bohrung 2 ist in der Wand des Zündergehäuses 1 gleichmäßig von zur Achse der zentralen Bohrung 2 parallelen zylindrischen Axialbohrungen 3 umgeben, die die Anzündladung aufnehmen. Die zentrale Bohrung 1 ist mit den Axialbohrungen 3 über Durchtrittsöffnungen 4 über die gesamte Bohrungslänge verbunden. Die Axialbohrungen 3 weisen ihrerseits radiale Durchtrittsöffnungen 5 zum die Anzündvorrichtung zumindest teilweise umgebenden Treibsatz auf.

Die Initialladung in der zentralen Bohrung 2 besteht z. B. aus 1,7 g Schwarzpulver 6, das in einer Gitterhülse 7 mit Poiyäthylenhülle enthalten ist und mittels eines elektrischen Initiators 8 über ein pyrotechnisches Anzündsystem 9 initiiert wird.

Die Anzündladung besteht aus Anzündpillen 10 aus aluminothermischem Werkstoff, z. B. einem Gemisch aus Kaliumperchlorat, Aluminium und einem Bindemittel wie Aiuminiumstearat. Die Anzündpillen 10 haben bei einem Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 9,5 mm, eine Dicke (Höhe) von 2,5 mm und ein Gewicht von jeweils 0,26 g. Die Anzündpillen sind in den Axialbohrungen 3, die zentrale Bohrung gleichmäßig umgebend, aufeinandergelegt bzw. eng aneinander anschließend angeordnet.

Das Zündergehäuse 1 ist an einem Ende mit einem Stopfen 11 fest verschlossen und ist am anderen Ende an einem Adapter 12 für den Einbau der Aozündvorrichtung befestigt. Die Initialladung in der zentralen Bohrung 1 ist an diesem anderen Ende an einem ^r> Rohrträger 13 befestigt, der mit einem Befestigungsstück 14 verbunden ist. Durch den Rohrträger 13 sind Zünd-Drähte 15 des pyrotechnischen Anzündsystems 9 gegenüber dem Adapter 12 und dem Befestigungsstück 14 dicht nach außen geführt.

i" Das Zündergehäuse 1 aus flexiblem Kunststoff kann durch Formen und anschließendes Anbringen der Durchtrittsöffnungen 4,5 hergestellt werden. Der verwendete Kunststoff darf unter den durch den verbrennenden Festkörper-Treibsatz vorgegebenen Bedingungen nicht abgebaut werden, weshalb sich mit Erdalkalioxalat gefülltes Polyurethan wegen seiner leichten Verarbeitbarkeit, seiner großen Geschmeidigkeit und seiner hohen Temperaturbeständigkeit sehr gut eignet. Dadurch kann das Ausstoßen des

■?o Zündergehäuses 1 und damit eine mögliche Verstopfung der Treibsatz-Düse vermieden werden.

Der erfindungsgemäße Zünder hat sehr gute mechanische Festigkeit gegenüber sowohl Erschütterungen als auch Temperaturschwankungen. Insbesondere

r> ist das Ansprech- bzw. Anzündverhalten, insbesondere Ansprechzeit und -druck, gut reproduzierbar, da die Druckabweichungen nicht mehr als 10% und die Ansprechzeitabweichungen nicht mehr als 15% vom Mittelwert betragen. Die gute Reproduzierbarkeit

jo wird durch gleichzeitige und gleichmäßige Anzündung auch bei langen Feststoff-Treibsätzen erreicht. Die gleichzeitige Anzündung ergibt sich durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Anzündvorrichtung.
Die gute Reproduzierbarkeit ist durch Versuche in

j^r> einer inerten Masse nachweisbar. Bei einer Initiierung von fünf gleichen erfindungsgemäßen Anzündvorrichtungen ergaben sich die in Fig. 2 wiedergegebenen Druck-Zeit-Diagramme, bei denen die Streuungen von sowohl Druck als auch Zeit sehr gering waren, nämlich hinsichtlich der Zeit 3 bzw. 5 bzw. 20 ms an den Druckminima und 18 ms am Druckmaxima und hinsichtlich der Zeit 0,13 bar am Druckminima und 0,77 bar am Druckmaxima.

Bei einem Erschütterungsversuch wurde keine

4^ri Staubbildung festgestellt. Außerdem war keine der Anzündpillen 10 zerstört.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Anzündvorrichtung für einen als Innenbrenner ausgebildeten Feststoff-Treibsatz mit einem zylinderförmigen Zündergehäuse, welches eine koaxiale Bohrung im wesentlichen über die gesamte Länge des Zündergehäuses aufweist, wobei in dem Zündergehäuse geordnet Anzündpillen aus aluminothermischem Werkstoff angeordnet sind, die über eine koaxial angeordnete Initialladung entzündbar sind und wobei das Zündergehäuse in seiner Außenwand radiale Durchtrittsöffnungen zum Treibsatz hin aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Initialladung (6,7, 8, 9) ist in einer zentralen Bohrung (2) des aus flexiblem Kunststoff bestehenden Zündergehäuses (J) angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Zündergehäuses