DE2059492C - Zerstörbare Schutzhaube - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine zerstöibare Schutzhaube, insbesondere für s'rahlungsdurchlässigc Fenster an der Spitze von Flugkörpern.

Es gibt eine Vielzahl von Fenstern, die vor ihrer Verwendung einer Verschmutzung oder Zerstörung ausgesetzt sind. Daher ist es erforderlich, solche Fenster gegen die schädlichen Umgebungseinflüsse zu schützen, die die Wirksamkeit der Fenster vor ihrem Einsatz beeinträchtigen. Zu den Umwelteinflüssen, gegen die ein Schutz erwünscht ist, gehören eine Erosion durch Regen, cl;is Auftreffen von Insekten, dor Ausstoß von Raketenmotoren, eine optische Vergiftung, die Bildung von Eis, allgemeine Rückstände, Feuchtigkeit, Wärme, Salz, Sand, Staub u. dgl. Solche Schaden an den Fenstern selbst oder eine solche Beeinträchtigung ihrer Strahlungsdurchlässigkeit kann beispielsweise an den Spitzen oder Nasen von Flugkörpern und insbesondere von Raketengeschossen eintreten, die beispielsweise für Detektoren des Lenksystems der Flugkörper od. dgl. vorgesehen sind. Demnach kann jede Beschädigung eines solchen Fensters vor dessen Verwendung den Einsatz eines solchen Flugkörpers gefährden.

Zerstörbare Schutzhauben, mit denen sich die Erfindung befaßt, sind jedoch nicht allein für die Nase eines Flugkörpers und insbesondere einer Rakete bestimmt und geeignet, sondern sie können auch beispielsweise zum Abschluß der Auslaßöffnüng eines Raketenmotors gegen die Umgebung oder als Abdekkung für Spezialantennen dienen.

Bekannte Schutzhauben für die Nase von Raketen machen von einem an der Nase der Rakete angebrachten Kegelstumpf Gebrauch. Diese Anordnungen waren von einem absprengbaren Riegel und einem speziellen, aushängbaren Gelenk an der dem Riegel gegenüberliegenden Seite gehalten. Nach dem Zerstören des Riegels konnte sich die Abdeckung ablösen. Asymmetrische aerodynamische Kräfte bewirkten ein Verschwenken und Abklappen der Abdeckung um das Gelenk. Die Abdeckung wurde dann von dem Gelenk freigegeben und mi: dem Luftstrom mitgerissen. Die Schwierigkeiten bei der Anwendung einer solchen Abdeckung bestehen darin, daß sie in einem Stück abgelöst werden und daher eine Gefahr für das eine solche Rakete mitführende Flugzeug bilden. Bei einer anderen, ähnlichen Abdeckung erfolgte das Ablösen durch Aufblasen einer zwischen der Abdeckung und der Raketennase angeordneten Blase. Hierdurch wurde die Abdeckung zu einem Ausschwenken in den Fahrtwind veranlaßt, der dann die Abdeckung als ein einziges Stück mit fortriß.

Bei einem anderen Versuch wurde eine Abdeckung aus Polyurethanschaum verwendet, in die ein Sprengsatz eingebaut war. Ein Zünden des Sprengsatzes hatte ein Zerbrechen der Abdeckung in Stücke zur Folge. Diese Stücke sollten von dem Luftstrom mitgerissen werden. Windkanalversuche zeigten jedoch, daß nicht alle Stücke einwandfrei mitgerissen wurden, so daß das Fenster nicht immer vollständig freigegeben vurde. Weiterhin bestand auch hier die Gefahr, daß die beim Ablösen der Abdeckung erzeugten Abfälle das Flugzeug zerstören, und es bestand darüber hinaus eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß beim Ablösen der Abdeckung das optische Fenster selbst beschädigt wird.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile ablösbarer und zerstörbarer Schutzhauben zu vermeiden und eine Schutzhaube zu schaffen, die eine einwandfieie Ablösung von dem zu schützenden Fenster ohne die Gefahr einer Beschädigung von Flugzeugen oder sonstigen in der Umgebung vorhandenen Objekten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schutzhaube unter im Gleichgewicht stehenden inneren Kräften steht, die von einer Einrichtung zum Zerstören der Schuizhaube freisetzbar sind und dnnp das Zerstören der Schutzhaube bewirken.

Bei der erfindungsgemäßen Schutzhaube ist gc-

währleistet, daß sie in viele kleine Teile zerspringt, derlich wird. Die zerstörbare Schutzhaube hat eine sobald ihre Zerstörung eingeleitet worden ist, se ^aB halbkugelförmige Gestalt, damit sie der äußeren Gevor dem zu schützenden Fenster keinerlei störende stalt des Detektorfensters 18 angepaßt ist. Sie ist so Reste der Schutzhaube verbleiben. Außerdem habtn ausgebildet, daß ein möglichst geringer Abstand zwidie Teilchen, in die die Schutzhaube zerfällt, eine sol- 5 sehen der Schutzhaube und dem Detektorfenster vorche Größe und Gestalt, daß sie vom Luftstrom mit handen ist, der vorzugsweise weniger als 6 mm beSicherheit mitgerissen und in einer solchen Weise ab- trägt und einen Luftraum bildet, der zugleich der geführt werden, daß keine Gefährdung des mit einei Wärmedämmung dient Es versteht sich, daß bei ansolchen Schutzhaube versehenen Flugkörpers oder deren Formen des Detektorfensters die zerstörbare eines einen solchen Flugkörper tragenden Flugzeuges io Schutzhaube 10 entsprechend gestaltet sein müßte,
eintreten kann. In einer Nut des Ringes 16 ist ein elastischer Dich-

Oie Erfindung bezieht sich auch auf eine Einrich- tungsring 20 angeordnet. Dieser Dichtungsring 20

tung zum Zerstören einer solchen Schutzhaube. Diese umgibt den an der Nase der Rakete vorhandenen

Einrichtung umfaßt ein mit dem Rand der Schutzhau- Ring 16 vollständig, so daß dann, wenn die Schutz-

be in Eingriff bringbares, scharfes Werkzeug, mit des- 15 haube 10 an den Dichtungsring angedrückt ist, wie es

sen Hilfe im Rand der Schutzhaube eine deren Zer- die F i g. 2, 3 und 4 zeigen, die Außenfläche des De-

störung einleitende Kerbe einschlagbar ist. Vorzugs- tektorfensters 18 vollständig gegen äußere störende

weise wird als Antrieb für das Werkzeug ein Spreng- Einflüsse geschützt ist. Der P'jhtungsring 20 dient

satz verwendet. zur radialen Führung der SchLtzhaube und erlaubt

Wei'ere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Er- 20 zugleich eine unterschiedliche Wärmeausdehnung

findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zwischen dem Ring 16 und der Schutzhaube 10.

der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- Es werden vier Klammern 22 dazu verwendet, um

spiele. Es zeigt die Schutzhaube 10 an ihrem Platz zu halten. Wie am

F i g. 1 die Vorderansicht einer zerstörbaren besten aus den F i g. 2 und 4 ersichtlich, sind die

Schutzhaube nach der Erfindung, die auf der Nase 25 Klammern 22 'an dem Ring 16 befestigt und erstrck-

einer Rakete befestigt ist, ken sich über den äußeren Rand der Schutzhaube.

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung nach Jede Klammer 22 weist einen hinteren Fuß 19 auf,

F i g. 1 längs der Linie 2-2, der in eine Vertiefung im Ring 16 eingreift und da-

F i g. 3 den die Einrichtung zum Zerstören der durch die Klammer 22 in einer bestimmten Ausrich-

Schutzhaube imfassenden oberen Abschnitt der An- 30 tung hält und die Klammer und eine Befestigungs-

ordnung nach rig. 2 in vergrößertem Maßstab, schraube 21 an einer Drehung hindert. Mit Hilfe der

F i g. 4 den die Klammer und die Abdichtung um- Befestigungsschraube 21 wird das vordere, fingerarti-

fassenden Abschnitt am unteren Rand der Anord- ge Ende der Klammer gegen die Schutzhaube 10 ge-

nung nach F i g. 2 in vergrößertem Maßstab und drückt. Die Klammern bestehen aus einem elasti-

F i g. 5 einen Schnitt durch die Einrichtung zum 35 sehen metallischen Material, damit die Schutzhaube

Zerstören der Schutzhaube nach F i g. 3 in nochmals 10 elastisch an ihrem Platz gehalten wird. Sie üben

vergrößei em Maßstab. ausreichende Haltekräfte aus, um die Schutzhaube 10

Die nach der Erfindung ausgebildete zerstörbare bei der Handhabung der Rakete sicher an der Rakete

Schutzhaube 10 ist bei dem in der Zeichnung darge- zu halten und auch ein Abtrennen der Schutzhaube

stellten Ausführurigsbeispiel auf der Nase einer Ra- 40 infolge von auf die beiden Seiten de^r Haube wirken-

kete 12 angeordnet. Die Nase dieser Rakete umfaßt den, verschiedenen Drücken zu vermeiden, die bei

eine Außenhaut 14, die in einem Ring 16 endet. In einer Höhenänderung auftreten können,

den Ring 16 ist ein Detektorfenster 18 eingesetzt. Die zerstörbare Schutzhaube 10 besteht aus einem

Das Detektorfenster hat eine solche Durchlässigkeit, Material, das einen ausreichenden Widerstand gegen

daß die gewünschte Strahlung durch das Fenster hin- 45 mit hoher Geschwindigkeit auftreffende Teilchen auf-

durch in das Innere der Rakete eintreten und zu weist, wie beispielsweise Regentropfen, Raketcnaus-

einem strahli'r.gsempfindlichen Detektor gelangen stoß und fliegende Insekten. Außerdem muß das Ma-

kann. Bei dem Detektor kann es sich um einen Such- terial in einer vorgegebenen Weise in Teilchen zerleg-

detekior handeln, der zu einer Steuereinrichtung für bar sein. Stoffe, die diesen Anforderungen entspre-

die Lenkung der Rakete gehört, oder anderen Zwek- 50 c'ien, sind hoch vorgespanntes Glas und gewisse an-

ken dienen, beispielsweise einer von der Flugrichtung dere, unter hoher Spannung stehende, spröde Stoffe,

der Rakete unabhängigen Überwachung. In jedem wie beispielsweise gewisse keramische Werkstoffe

FaU muß das Detektorfenster IS in einem sauberen, und synthetische Polymere. Für die erfindungsgemä-

unbeschädigten Zustand sein, wenn seine Benutzung ße Schutzhaube werden glasartige Materialien bovor-

erforderiich wird. Wenn das Fenster nicht in geeigne- 55 zugt. Solche glasartigen Materialien werden um ihrer

ter Weise geschützt wird, ist es einer Erosion durch Zerlegungseigenschaften willen und weniger wegen

Regen, einer Verschmutzung durch auftreffende In- ihrer Durchsichtigkeit gewählt.

seKten, dem Ausstoß von Raketen- und Turbinenmo- Die genannten Materialien werden dadurch beliantoren, einer optischen Vergiftung, einer Vereisung delt, daß sie in ein Bad gebracht werden, das ionen und anderen, den Strahlungsdurchtritt störenden Ein- 60 enthält, die gegen Ionen des Materials ausgetauscht flüssen ausgesetzt. Eine solche Beschädigung des werden. Die Fadtcniocratur und die Art des Ionen-Fensters kann (Jen Zugang der Strahlung zu dem Dc- austausches sowie die Zeit bestimmen den Umfang tektor mehr oder w·. liger stark hindern und dadurch und die Tiefe des Ionenaustausches. In dem bdiundie Empfindlichkeit oder Unterschcidungsfähigkcit deltcn Material sind die neuen Ionen größer als die des Detektors reduzieren. 65 alten, so daß die Oberfläche der beim Zerstören in

Um solche Schäden zu verhindern, bleibt die zer- Teilchen zerfallenden Schutzhaube eine Dmckspan-

störhare Schutzhaube 10 über dem DeUktorfenster nung erhält, die das Entstehen ausgleichender Ziiu-

18, bis eine Verwendung des Delektorfenstcrs erfor- spannungen in den von den Oberflächen entfernteren

Bereichen der Schutzhaube zur Folge hat. Sobald diese Kriifte aus dem Gleichgewicht gebracht werden, erfolgt eine schnelle und fortschreitende Zerlegung in Teilchen. Die Art der Zerlegung, insbesondere die Größe der entstehenden Teilchen, wird durch diese Behandlungsschritte bestimmt.

Hin gleichartiges, in Teilchen zerfallendes Material wird durch eine Wärmebehandlung von Glas nach dessen Herstellung erzielt, die ähnlich im Gleichgewicht stehende Spannungen zur Folge hat. Gegenwärtig wird das chemisch unter Spannung gesetzte Material bevorzugt, obwohl eine weitere Entwicklung ergeben kann, daß die wärmcbcliandclten Materialien zweckmäßiger sind.

Die Zerlegung wird durch eine Zcrstörungscinrichtung 24 eingeleitet, die in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist. Die Zcrstörungscinrichtung 24 ist an einem Träger 26 befestigt, der sich zwischen dem Ring 16 und der Außenhaut 14 der Rakete erstreckt. Auf einer Brücke 30, die auf dem Träger 26 ruht, ist ein durch einen Sprengsatz bctätigbarcs Werkzeug 28 angeordnet. In dem Gehäuse 36 des Werkzeuges ist ein Gas entwickelnder Stoff 44 enthalten. Wenn durch Zünden dieses Materials Gase entwickelt werden, dann wird der mit einer scharfen Spitze versehene Kolben 33 von den Gasen aus dem Gehäuse 36 hinausgctricbcn. Die Zündung des Gas entwickelnden Materials erfolgt auf elektrische Weise über Leitungen 34 sowie Stecker 38 und 42. Es versteht sich, daß anstatt mit pyrotechnische.!! Mitteln der Kolben 32 auch mit elektrischen, hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Mitteln in Richtung auf die Schutzhaube bewegt werden könnte.

Der Kolben 32 ist in dem Gehäuse 36 des Werkzeuges angeordnet und darin verschiebbar geführt.

Das vordere Ende der Brücke 30 weist einen Finger 40 auf, der den Rand der Schutzhaube 10 übergreift, der dem zugespitzten Kolben 32 gegenübersteht. Im Ruhezustand befindet sich ein geringer Abstand zwischen der Spitze des Kolbens und dem Rand der Schutzhaube 10.

Wenn das pyrotechnische Werkzeug 28 ausgelöst wird, bewegt sich der zugespitzte Kolben 32 unter der Wirkung des Gasdruckes nach links, so daß der zugespitzte Kolben 32 scharf auf den Rand der Schutzhaube aufschlagt und dadurch diesen Rand einkerbt.

Im Hinblick auf das Kräftegleichgewicht innerhalb

ίο der in Teile zerlegbaren Schutzhaube 10 hat das Aufheben dieses Kräftegleichgewichtes durch Einkerben des Randes der Schutzhaube ein Zerspringen der gesamten Schutzhaube zur Folge. Der örtliche Bruch verursacht ein Ungleichgewicht in den gespeicherten

t5 Spannungen in der Haube und hat eine sofortige und vollständige Zerlegung der Schutzhaube in Teilchen zur Folge. Die Teilchen werden durch die in dem Material der Schutzhaube gespeicherte Energie von dem Detektorfenster 18 weggcschlcudcrt. Eine voll-

ao ständige Entfernung der Haubenteilchen erfolgt durch die aerodynamischen Kräfte, die auf die einzelnen Teilchen wirken, innerhalb einer Sekunde nach der Zuführung eines Signals zum Werkzeug 28.

Die Schutzhaube 10 wird mit einer solchen Gestalt hergestellt, daß sie der Gestalt des Detcktorfcnstcrs gut 8 !gepaßt ist und zwischen dem Detektorfenster und der Schutzhaube ein im wesentlichen gleichförmi ger Luftspalt bestehen bleibt, der das Dctektorfcnstei gegen Wärmestöße oder Vereisen schützt. Die Schutzhaube 10 ist vorzugsv>>eise an der Außenseite mit einem elektrisch leitenden Material solcher Ali beschichtet, das ein Ansammeln elektrischer Ladun gen auf der Schutzhaube verhindert. Die Klammern 22 stehen mit der äußeren leitenden Oberfläche de ι Schutzhaube im Eingriff und führen jegliche Ladun ι ab, die sich sonst dort bilden könnte. Eine solche lotende Beschichtung verhindert demnach Funkcniihc schlage, indem sie das Ansammeln elektrostatische; Ladungen verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Zerstörbare Schutzhaube, insbesondere für strahlungsdurchlässige Fenster an der Spitze von Flugkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhaube (10) unter im Gleichgewicht stehenden inneren Kräften steht, die von einer Einrichtung (28) zum Zerstören der Schutzhaube freisetzbar sind und dann das Zerstören der Schutzhaube bewirken.

2. Schutzhaube nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhaube (10) aus einem glasartigen Material besteht.

3. Schutzhaube nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhaube (10) nahe ihren Außenflächen unter Druckspannungen und im Ir.i.eren unter Zügspannungen steht, so daß eine Kerbung der Schutzhaube an ihrem Rande zu '.inem Spannungsausgleich führt, der eine Zerstörung der Schutzhaube zur Folge hat.

4. Schutzhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem chemisch unter Spannung gesetzten Glas besteht.

5. Schutzhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie von mindestens drei Klammern (22) gehalten ist, die ihren Ra..d übergreifen.

6. Schutzhaube nach ein ti der vorhergehenden Ansprüche, dadun h gekennzeichnet, daß sie im Bereich ihres Randes mit "irer Innenseite an einem Dichtungsring (20) anliegt.

7. Schutzhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet ist.

8. Einrichtung zum Zerstören einer Schutzhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein mit dem Rand der Schutzhaube in Eingriff bringbares, scharfes Werkzeug umfaßt, mit dessen Hilfe im Rand der Schutzhaube (10) eine deren Zerstörung einleitende Kerbe einschlagbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (28) einen eine scharfe Spitze aufweisenden Kolben (32) aufweist, der im wesentlichen axial in Richtung auf den Rand der Schutzhaube (10) beweglich ist.

10. Hinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Antrieb für den scharfen Kolben einen Sprengsatz (44) umfaßt.