DE2128243A1

DE2128243A1 - Verfahren zum anzuenden eines raketenfeststofftriebwerkes

Info

Publication number: DE2128243A1
Application number: DE19712128243
Authority: DE
Inventors: Ernst Genter; Peter Semmler
Original assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH; Rheinmetall GmbH
Current assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH; Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1971-06-07
Filing date: 1971-06-07
Publication date: 1973-01-04
Also published as: NL7202022A; BE777925A; DE2128243B2; IT948848B; FR2141004A5

Description

Verfahren zum Anzünden eines Raketenfeststafftriebwerkes

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anzünden eines Raketenfeststofftriebwerkes«

Für die Anzündung eines Feststofftreibsatzes sind eine Reihe von Verfahren entwickelt tuorden, die im wesentlichen auf folgender Anordnung basieren. Mittels eines Zündelementes wird eine meist aus Schwarzpulver oder ei ner anderen pyrotechnischen Zündmischung, bestehende Übertragungsladung angezündet, die wiederum eine Beiladung, die auf die Größe des anzuzündenden Treibsatzes abgestimmt ist, entflammt. Diese Beiladung besteht meistens aus einem zündfreudigen Gemisch (z.B. Schwarzpulver oder Mischungen von Magnesium und Kaliumnitrat, Bor und Kaliumnitrat usw.), das in unterschiedlichen geometrischen Formen, wie Korngemischen, Pillen, Tabletten usw. angewendet wird. Diese Beiladung ist meist in einem perforierten Behälter angebracht, der unter anderem verhindern soll, daß nur teilweise abgebrannte Beiladungsteilchen aus dem Triebwerk mit der Gasströmung herausgeschleudert werden.

Nachteilig an diesen bisher bekannten Anordnungen ist, daß die Brenndauer der Beiladungen, bedingt durch die verwendeten Zündmischungen und deren geometrische Formen, sehr kurz ist. Bei langsam brennenden, niederkalorigen und dadurch schlecht anzündbaren Treibstoffen, die aufgrund ihrer sonstigen ballistischen Eigenschaften häufig bei Marschtriebwerken verwendet werden, reicht die Brenndauer dieser Beiladungen nicht aus, um den Treibsatz mit genügender Wirkung im gesamten üblichen Temperaturbereich von -4O⁰C bis +5Q⁰C zu zünden*

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« 2■■ -

Für Raketenfeststofftriebwerke, insbesondere für Marschtriebwerke gilt die Forderung, daß sie nach Anzündung des Starttriebwerkes sofort oder mit definierter Verzögerung, z.B. nach Verlassen des Abschußrohres, angezündet werden. In diesem Fall hat die Anzündzeit und deren Streuung einen erheblichen Einfluß auf das außenballistische Verhalten des Flugkörpers und beeinflußt damit z.B. bei ungelenkten Flugkörpern die Treffbildstreuung. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem die Anzündung des Treibsatzes in kurzer Zeit mit möglichst geringen Streuungen Brfolgt.. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch,· daß der Feststofftreibsatz mittels eines anzündwilligen, energiereichen Zündsatzformkörpers mit wesentlich längerer Zünduiirkdauer als bei bekannten Beiladungen gezündet wird. Ein derartiger, z.B. durch Pressen in Ringform hergestellter Formkörper, wird an geeigneter Stelle, z.B. im vorderen Teil des Triebwerkes angeordnet. Er kann aber auch, wie nachfolgend geschildert, mit dem Treibsatz fest verbunden sein. Seine Oberfläche bildet in diesem Fall einen Teil der gesamten Brennfläche des Treibsatzes. Die Erfindung erstreckt sich daher weiterhin darauf, daß durch eine feste Verbindung des Zündsatzformkörpers mit dem Treibsatz nach Bfcennschluß des Zündsatzformkörpers eine weitere Brennfläche des Treibsatzes freigegeben wird. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß eine gegen mechanische Beanspruchungen sichere Be-Festigung des Zündsatzes bis zu dessen Brennschluß gewährleistet und die gesamte Energie des Zündsatzes für den Zündvbrgang ausgenützt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die zur Anzündung des Treibsatzes notwendige Temperatur über einen genügend langen Zeitraum aufrecht erhalten. Die Brenndauer üblicher Anzündungen bei Triebwerken der im Folgenden beispielsweise beschriebenen und dargestellten Art beträgt ca. 0,05 bis 0,1 Sekunden bei einer Brennzeit des Triebwerkes von z.B. 2,5 see. Umfangreiche Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß sichere Anzündung der Treibsätze mit geringen Streuungen erst bei Brennzeiten von mindestens 0.2 see, vorzugsweise von 0,3 bis 0,5 Sekunden des Zündsatzes erreichbar ist. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist daher der Zündsatzformkörper entsprechend seiner

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Abbrandgeschiuindigkeit so dimensioniert, daß eine Brenndauer von mehr als 0,2 see erreicht iuird und der Brennkammerdruck des Treibsatzes während der Anzündperiode nicht wesentlich überschritten wird.'

Die Erfindung wird durch die folgenden Zeichnungen und Beispiele erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Marschtriebwerk (1), in dem ein Innenbrenner-Treibsatz (2) angeordnet ist, der aus einem niederkalorigen, langsambrennenden, doppelbasigen Festtreibstoff besteht. Der Treibsatz ist am Umfang und an der düsenseitigen Stirnseite mit einer abbrandhemmenden Isolation (3) versehen. An der bodenseitigen Stirnseite ist der Zündsatzformkörper (4) mittels eines geeigneten Klebers befestigt; er besteht aus einem hochkalorigen, zündfreudigen Treibstoff, Die Anzündung des Triebwerkes erfolgt durch eine elektrisches Zündelement (5), das eine kurzzeitig brennende Beiladung (δ) entflammt und dadurch den Zündsatzformkörper zum Anbrennen bringt. Die Brennzeit des Zündsatzes von ca. 0,5 Sekunden gewährleistet ein sicheres Anbrennen des Treibsatzes im üblichen Temperaturbereich von -4O⁰C bis +50 C. In folgender Tabelle sind die wesentlichen Daten des Treibstoffs als Beispiel aufgeführt.

Tabelle 1 .

Zusammensetzungen % Treibsatz Zündsatz

Nitrocellulose 49 48

Nitroglycerin 35 41

Gelatinator 11 4

Additive 5 7

Abbrandgeschiuindigkeit

(70 bar, 2O⁰C) mm/s 6,0 20,0

Isobare Verbrennungstemperatur ⁰K . 2129 2556

2098'8 1/0UQ

I dgIk4

m 4 ff

Fig, 2 zeigt eine andere Anordnung des Zündsatzformkörpers an der Innenfläche des Sterninnenbrennertreibsatzes (2)» Die Anzündung erfolgt durch ein in der Düsenyerdämmung (7) a-nge.« ■--"■-" brachtes Zündelement (5), das eine kurzzeitig brennende Beir« ladung (6) entflammt, Die dabei entstehenden heißen yerbre.nrjun§s·? gase strömen durch den freien Querschnitt des Treibsatzes ynci entzünden den bodenseitig angebrachten Zündsatz, der luiedeFijm durch eine relativ lange Brennzeit eine sichere Zündung des Treibsatzes gewirkt,

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung des Zündsatzfqrmr· körpers bei einem als Stionbrenner ausgebildeten Treibsatz. Auf die Brennflache des Treibsqtzes (2) ist dabei der ringförmige Zündsatz (4) mittels eines geeigneten Klebers aufgeklebt, Qis Anzündung erfolgt, luie bei Fig. 2 geschildert, mittels eines, elektrischen Zündelementes (5) und einer Beiladung (6), die in der Püsenverdämmung (?) angebracht sind.

Fig, 4 zeigt sin Triebmerk (*1)_? in dem ein aus einem langsam.» brennender? Cpmpositer-TreibstQff bestehender Innenbrennertreibsatz (2) angeordnet ist. Der Treibsatz ist am Umfang mit einer abbrandhemmefidsn Isolation (3) versehen,die eine feste Bildung des Treibsatzes an das Triebujerkgehäuse beuiirkt.. An der Bgdpn?r seite des TriebujBrk.es ist de? Zündsat?formkörper (4) angebraefit.. Dieser entspricht in seinem Bindersystem dem Treibsatz, ist je,r doch durch z,B, höhere Oxydator·- und ifletallanteile energiersiphgr und damit zündfreudiger. Die Anzündyng erfolgt durch ein elektric sches Zündelement (5), das eine kurzzeitig abbrennende Bei·- ladung (6) entflammt, die dann den Zündsatz zum Anbrennen Die folgende Tabelle 2 gibt die verwendeten Treibstoffe und ujs sent liehe η Daten bespielsujeise mieder.

20988 1 /Q.1 4,0,

Tabelle 2

Zusammensetzung in %

Treibsatz

Zündsatz

Ammonperchlorat Binder Nitroguanidin Aluminium

64 21 15

75 16

Abbrandgeschujindigkeit

(70 bar, 20oC) mm/s 25

Isobare Verbrennungstemperatur

2013

3114

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Claims

BAYERN-CHEiYlIE Aschau, dan 15.3.1971

Gesellschaft für flugchemische
Antriebe mit beschränkter Haftung

und
RHEIN METALL GMBH

Patentansprüche

Verfahren zum Anzünden eines Raketenf eststof f triebiuerkes , W dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff treibsatz mittels eines anzündwilligen, energiereichen Zündsatzformkörpers mit wesentlich längerer Zündwirkdauer als bei bekannten Beiladungen gezündet wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß durch eine feste Verbindung des Zündsatzformkörpers mit dem Treibsatz nach Brennschluß des Zündsatzformkörpers eine weitere Brennfläche des Treibsatzes freigegeben luird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeic h η e t, daß der Zündsatzformkörper entsprechend seiner Abbrandgeschwindigkeit so dimensioniert ist, daß eine Brenndauer von mehr als 0,2 see erreicht wird und der Brennkammerdruck des Treibsatzes mährend der Anzündperiode nicht wesentlich überschritten wird.

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L e e r s e ί t e