DE2153189A1

DE2153189A1 - Feuerwerksrakete

Info

Publication number: DE2153189A1
Application number: DE19712153189
Authority: DE
Inventors: Dudley Charles Salisbury Wiltshire Murray (Grossbritannien)
Original assignee: Pains Wessex Ltd , Salisbury, Wilt shire (Großbritannien)
Priority date: 1970-10-29
Filing date: 1971-10-26
Publication date: 1972-05-04
Also published as: FR2110075A5; GB1368246A; CH535933A; DE2153189C3; DE2153189B2

Description

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Beschreibung zum Patentgesuch

der Pains Wessex Limited, High Post, Salisbury, Wiltshire /

England

betreffend; "Feuerwerksrakete"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerwerksrakete oder einen ähnlichen Feuerwerkskörper, der von Hand aus einem Lauf abfeuerbar ist* in dem ein Zündmechanismus angeordnet ist.

Ein Problem bei derartigen Feuerwerksraketen besteht darin, daß sich die Rakete bereits innerhalb des Laufes vorwärts bewegen kann, bevor der Raketentreibstoff richtig gezündet hat, oder generell, bevor der Raketentreibstoff selbst über mindestens einen größeren Teil der freiliegenden Fläche durchgezündet hat, weil sich ein Gasdruck hinter der Rakete in dem Lauf aufgebaut hat. Die Rakete kann aus dem Lauf vollständig ausgetrieben werden, bevor der Treibstoff durchgezündet hat, was zu einer Instabilität der Raketenflugbahn in deren erstem Teil führt, oder die Rakete kann teilweise ausgetrieben werden, indem sie sich in Lauf anhebt, doch dann wieder zurückfällt, was manchmal von einem vollständigen Erlöschen der Raketentreibstoffverbrennung begleitet ist.

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Man hat früher versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, daß im unteren Ende des Laufes eine Belüftungsöffnung angeordnet wurde oder die Anordnung so getroffen wurde, daß die Rakete nur lose im Lauf sitzt, derart, daß die Raketenabgase in die Atmosphäre belüftet werden und damit der Druckaufbau unterbunden wird. Bei der ersten Ausführungsfonn besteht jedoch die Gefahr, daß der Benutzer von den Abgasen verbrannt wird, während der zweite Vorschlag notwendigerweise zu einer verringerten Schußgenauigkeit der Rakete führen wird.

Aufgabe dßr vorliegenden Erfindung ist es, eine Feuerwerksrakete der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der eine solche Fehlfunktion vermieden wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch Halteeinrichtungen für die Raketendüse, die mindestens teilweise aus einem von der Hitze der Raketenverbrennungsgase erweichbaren, schmelzbaren oder sonst zerstörbaren SpezialWerkstoff bestehen, zur Lösung der Raketenhalterung im Lauf,

Bei dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, eine Belüftung im unteren Ende des Laufes vorzusehen, und trotzdem eine gute Führung zwischen Rakete und Lauf vorzusehen. Zusätzlich verhindert die Halteeinrichtung ein unbeabsichtigtes Verlieren der Rakete aus dem Lauf vor der Betätigung der Zündeinrichtung und ermöglicht schließlich, diese Rakete auch nach unten abzufeuern. Die Lösung, daß die Rakete durch Erweichen, Schmelzen oder sonstige Zersterung der !ladeeinrichtung frei wird, erlaubt größere Toleranzen der Halteeinrichtungen als in Fällen, bei denen das Auslösen durch mechanische Mittel bewirkt würde und verringert vjiLtgehend die Gefahr, daß die Rakete zu lange in dem Lauf verharrt. Infolge der begrenzten Zeitdauer, die für das Erweichen, Schmelzen oder

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sonstige Zerstören des Spezialwerkstoffs erforderlich ist, und damit für das Auslösen der Rakete» entwickelt die letztere eine größere Geschwindigkeit beim Verlassen des Laufes, als wenn keine derartigen Haltemittel vorgesehen wären, womit bekanntlich im allgemeinen eine Verbesserung der Abfeuerungsgenauigkeit verbunden ist. Vorteilhafterweise wir-d die Anordnung so getroffen, daß die Rakete nicht ausgelöst wird, bis nicht der Treibstoff der Rakete über im wesentlichen die gesamte freiliegende Fläche gezündet hat.

Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß die Rakete ausgelöst wird, indem sie außer Eingriff mit der Halteeinrichtung gelangt. Die Tatsache, daß kein Teil der Halteeinrichtung fest mit der Rakete verbunden bleibt, wenn sie den Lauf verläßt, verhindert Störungen beim Flug der Rakete infolge der Halteeinrichtungen und oder Teile derselben, nachdem die Rakete aus dem Lauf geschossen wurde. Vorzugsweise ist die Außenfläche des rückseitigen Endabschnitts der Düse nach außen erweitert, und die Halteeinrichtung umfaßt ein Ringteil oder eine Mehrzahl von Vorsprüngen, die sich um die Düse herum erstrecken in einer Stellung, die etwa i.m Abstand von dem rückseitigen Ende liegt, wobei der Innendurchmesser des Ringteils oder der Abstand zwischen einander gegenüberliegenden VorSprüngen kleiner ist als der Außendurchmesser des rückseitigen Endes der Düse, wobei dann natürlich dieses Ringteil bzw. die Vorsprünge aus dem Spezialwerkstoff bestehen. Durch ein solches Ringteil oder solche Vorsprünge wird das Auslösen der Rakete besonders im Hinblick auf die Tatsache erleichtert, daß die Vorsprünge bzw. das Ringteil nicht nur durch die Abgase der Rakete erwärmt werden, sondern auch durch die Wärmeleitung durch die Düse hindurch. Vorzugsweise uirfassen die Halteeinrichtungen ein Rohr, und das Ringteil bzw. die Vorsprünge sind einstückig mit dem oberen Ende des Rohres ausgebildet. Wenn das

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Ringteil bzw. die Vorspriinge sich in dichtem Sitz bezüglich der Düse ringsum einen größeren Abschnitt von deren Umfang befinden, kann der Druckaufbau in dem Rohr dazu beitragen, die Rakete aus der Halteeinrichtung zu lösen. Vorzugsweise umfassen die Halteeinrichtungen eine Mehrzahl von aus dem Spezialwerkstoff bestehenden Vorsprüngen, und das Rohr weist einen oder mehrere sich in 'Axialrichtung erstreckende Schlitze auf, die jeweils sich in oberer Richtung zwischen benachbarten Projektionen befinden. Auf diese Weise wird der Zusammenbau der ganzen Anordnung erleichtert, wie auch das Auslösen der Rakete, und die Auswahl von Rohren mit unterschiedlichen Schiitzlängen ermöglicht die Feineinstellung des Schubes, bei dem die Rakete auslöst, indem man die entsprechende Schlitzr länge wählt. Vorzugsweise ist das Rohr mit einer Belüftungsöffnung oder mehreren Belüftungsöffnungen versehen. Auf diese Viel se können die Abgase der Rakete in das Innere des Laufes belüftet werden, und es hat sich gezeigt, daß man auf diese Weise die Plugeigenschaften der Rakete nach dem Auslösen verbessert. Wenn die Rakete einen mit dem Lauf verbundenen Zündmechanismus umfaßt, kann das untere Ende des Rohres vorzugsweise mit dem Zündmechanismusgehäuse verbunden sein und vorzugsweise ein Teil desselben in Abdichtung umschließen^.

Vorzugsweise ist der SpezialWerkstoff ein thermoplastisches Material, und insbesondere ist Polyäthylen bevorzugt.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert werden:

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, die Feuerwerksrakete mit deir Lauf, während

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Fig. 2 und 3 Draufsichten auf unterschiedliche

Ausfuhrungsfozmen von Raketenhaiterohren gemäß der Erfindung darstellen.

Die Anordnung nach Fig. 1 umfaßt einen Lauf 1, der am oberen und unteren Ende durch Kappen 2 bzw. 3 verschlossen ist und in dem sich eine Rakete 4 befindet; der Zündmechanismus ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet. Ein Raketenhai te rohr 6 umschließt einen Abschnitt der Rakete 4 an einem Ende und steht ferner in Verbindung mit der Zündeinrichtung 5 am anderen Ende, die ihrerseits in dem Lauf 1 ' befestigt ist.

Die Zündeinrichtung 5 umfaßt einen Fußteil 7 in abdichtendem Sitz innerhalb des Laufes; von der Oberseite des Fußteisfi. erstreckt sich ^Rohrabschnitt 8, der Si einen Zündmechanismus 9 aufnimmt* und von der unteren Seite desselben erstreckt sich ein Rohrabschnitt 10. Der Rohrabschnitt 10 enthält einen Ring 11, der mit einer Schnur 12 verbunden ist, die, wenn nan an ihr zieht, den Zündmechanismus 9 betätigt. Ein Zündhütchen 13 befindet sich oberhalb des Zündmechanismus 9, und die austretende Zündflamme aus dem Zündhütchen entzündet ein Ende einer Zündschnur 14 bei Betätigung des Zünders. i

Das andere Ende der Zündschnur 14 erstreckt sich durch die Düse 15 der Rakete 4 und endet in einer Vertiefung an der Unterseite des Raketentreibstoffs 16. Die obere Oberfläche der Düse 15 ist mit einer Ringnut versehen, welche eine Zündübertragungsirasse 17 aufnimmt, und diese dient zur Unterstützung der Anfeuerung des Treibstoffes bei Zündung der Zündschnur Das Vorhandensein des fjbertragunsmaterials 17 ist vor allem die Ursache dafür, daß die Rakete die Tendenz hat, sich im Lauf

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infolge Attfbau von Gasdruck zu bewegen, bevor die Treibladung 16 richtig gezündet hat. Die Düse 15 und der RaJ&entreibstoff 16 befinden sich in einem Gehäuse 13, das zwischen Einschnürungen des Raketengehäuses 19 sitzt. Das Raketengehäuse 19 sitzt gleitend, aber ziemlich fest in dem Lauf 1.

Der untere Abschnitt der Düse 15 ist ausgestellt, und das obere Ende des Raketenhalter ohr es 6 weist die Form eines Ringteis£ auf, das einstückig mit dem Rest des Rohres 6 ausgebildet ist und sich von diesem nach innen erstreckt. Dieses Ringteil ist über das untere Ende der Düse 15 geschoben. Der Durchmesser der von dem Ringteil definierten Öffnung ist etwas kleiner als der Außendurchmesser des rückseitigen Endes der Düse 15, doch da das Rohr aus Polyäthylen besteht, kann das Ringteil sich soweit verformen, daß es über das untere Ende der Düse schnappen kann, wie in Fig.1 erkennbar ist. Die Innenfläche des Rxngteils ist in Richtung des Zentrums des Rohres 6 abgeschrägt, um den beschriebenen Zusammenbau zu erleichtern.

Das Ring teil am oberen Ende des Halterohres 6 ist, wie in Fig. 1 dargestellt, durch-gehend, doch sind auch abweichende Formen des oberen Endes des Halterohres 6 denkbar, die ebenfalls geeignet sind, um die Düse 15 zu umgreifen, wie in Figuren 2 und 3 dargestellt. In Fig. 2 ist das obere Ende des Halterohres 6 »it zwei nach innen vorspringenden VorSprüngen ausgebildet, und die Abstände, die sie voneinander trennen, setzen sich längs das Mantels des Rohres 6 noch auf einer kurzen Strecke fort. GestäJI fig. 3 sind die ringförmigen Vor Sprünge nach Sg. 1 ersetzt durch vier nach innen vorspringende Nasen. Der Aufbau nach Fig. 2 und 3 vereinfacht das Aufschieben des Halterohres 6 über die Düse

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Das untere Ende des Halterohres 6 sitzt dicht auf dem Zündergehäuse 8 und ist an diesem fest mittels Nasen verbunden, die von der Außenfläche des Zündergehäuses 8 vorspringen und in Öffnungen 20 des Halterohres 6 eingreifen.

Die Wandung des Rohres 6 ist mit zwei Belüftungsöffnungen 21 versehen.

Da das Zündergehäuse 8 einstückig mit dem Fußteil 7 ausgebildet ist, das dicht im Innern des Laufes 1 sitzt, dient das Raketenhalt: er ohr 6 dazu, die Rakete 4 in Lauf 1 festzuhalten. Deshalb kann selbst dann, wenn die Deckkappe 2 abgenommen wäre und der Lauf 1 nach unten gerichtet würde, die Rakete 4 nicht aus dem Lauf 1 herausfallen.

Zur Betätigung werden die Deckkappe 2 und die Bodenkappe 3 des Laufes 1 entfernt, und der Zündmechanismus 9 wird durch Ziehen an der Schnur 12 betätigt. Die Betätigung des Zündmechanismus verursacht die Zündung des Zündhütchens 12, welches die Zündschnur 14 zündet.

Die Zündung der Zündschnur 14 führt teilweise zur Anfeuerung des Raketentreibsatzes 16, jedoch auch zur Anfeuerung des ttbertragunasatzes 17. Da das untere Ende des Laufes 1 nicht mit einer Belüftungsöffnung versehen ist und die Rakete 4 im Gleit-Bitz innerhalb des Rohres 1 sitzt, verursachen die Gase aus der Verbrennung des Übertragungssatzes 17 einen Druckaufbau im unteren Teil des Laufes 1 unterhalb der Rakete 4. Wenn das Raketenhalterohr 6 nicht vorgesehen wäre, würde sich die Rakete in dem Lauf infolge des Druckaufbaues anheben unddann in den Lauf zurückfallen, bis der Raketentreibsatz 16 selbst richtig gezündet hat,

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da die Ver-brennung des übertragungssatzes 17 zu einem Druckaufbau führt, welcher die Rakete 4 anhebt, bevor noch der Raketentreibsatz richtig gezündet hat und den Vortrieb übernimmt. Auch könnten der Druckaufbau und die teilweise Zündung des Treibsatzes so erfolgen, daß die Rakete vollständig aus dem Lauf ausgestoßen würde, was zu einem unstetigen Flug führen würde vor der richtigen Zündung des Treibsatzes. Das Vorhandensein des Raketenhalterohres 6 jedoch verhindert dieses teilweise oder vollständige Ausstoßen vor dem richtigen Anfeuern des Treibfc Satzes.

Die Gase aus der Verbrennung des Übertragungssatzes 17 /and der teilweisen Verbrennung des Treibsatzes 16 gelangen durch die Düse 15 und erhitzen diese und gelangen dann in das Halterohr 6 und schließlich ins Innere des unteren Teils des Raketengehäuses 19. Die heißen Gase und die Düse 15 erweichen das Rohr 6.

Bei weiterer Verbrennung des Treibsatzes 16 steigt die Temperatur im Rohr 6 an und dieses erweicht weiter. Schließlich wird ein Punkt erreicht, bei dem der Vorwärts schub der Rakete und der Druck der Gase unter ihr so groß sind, daß die Vorsprünge oder der Vorsprung an der Oberseite des Rohres 6 die Rakete 4 w schließlich aus dem Rohr 6 austreten lassen, und die Rakete verläßt den Lauf. Die Deformation der Vorsprünge oder des VorSprunges wird also unterstützt durch den Druckaufbau ioi Rohr 6.

Das Halterohr 6 ist so ausgebildet und angeordnet, daß die Rakete 4 im Lauf 1 festgehalten wird, bis der von der Rakete ent** wickelte Schub eine Höhe erreicht oder überschritten hat, die erforderlich ist, um sicherzustellen, daß die gewünscne Richtungsstabilität beim Verlassen des Laufes erreicht wird. Im allgemeinen wird das Festhalten der Rakete im Lauf bis zu einem Punkt,

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bei dem der Schub einen höheren Wert erreicht hat, eine verbesserte Richtungsstabilitat bewirken, doch die offensichtliche Forderung, daß die Temperatur und der Druck, welchen der Lauf ausgesetzt werden kann, nicht allzu hoch werden.dürfen, begrenzt diese Verzögerung des Raketenaustritts aus dem Lauf durch die Halteeinrichtung. Es wird im allgemeinen angenommen, ' daß ein Raketenmotor seine ballistische Funktionsfähigkeit erreicht, wenn der Schub ewa 75 % des vollen Wertes erreicht, doch in vielen Fällen wird es sich herausstellen, daß die wichtigen Parameter (beispielsweise der volle Wert des Schubes im Verhältnis zum Raketengewicht sowie die Abmessungen der Rakete und des Laufes) so sind, daß die gewünschte Richtungsstabilität erreicht wird, wenn die Rakete von den Halteeinrichtungen gelöst

VJU.C

wird,^die Schubwerte wesentlich niedriger, etwa bei 25 % des vollen Viertes liegen.

- Patentansprüche -

- 10 -

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Claims

- yr-

Patentansprüche

Feuerwerksrakete, die von Hand aus einem Lauf abfeuerbar ist, in dem ein Zündiaechanisirus angeordnet ist, gekennzeichnet durch Halteeinrichtungen (6) für die Raketendüse (15), die mindestens feilweise aus einen-, von der Hitze der Raketenverbrennungsgase erweichbaren, schmelzbaren oder sonst zerstörbaren Spezialwerkstoff bestehen, zur Lösung der Raketenhalterung im Lauf.
2. Rakete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösen der Raketenhalterung durch außer Eingriff bringen mit der Halteeinrichtung erfolgt.
3. Rakete nach Anspruch 2, dadurch gekannzeichnet, daß die Außenfläche des hinteren Endabschnitts der Dass (15) nach außen ausgestellt ist, und daß die Ealteeinrichtung (6) ein Ringteil oder eine Mehrzahl von Vor Sprüngen umfaßt, die sich ringsum die Düse (15) im Abstand von deren rückseitigem Ende erstrecken, und daß der Innendurchmesser des Ringteils oder der Abstand zwischen

™ einander gegenüberliegenden Vörsnrungen kleiner ist als der Außendurchmesser des rückseitigen Endes der Düse, wobei das Ringteil oder die Vorsprünge aus dem Spezialwerkstoff bestehen.
4. RaAe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Halteeinrichtungen ein Rohr (6) umfassen, und das Ring teil bzw. die Vorsprünge einstückig mit den oberen Ende des Rohres ausgebildet sind und sich von dieses nach innen erstrecken.

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5. Rakete nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die haiteeinrichtungen eine Mehrzahl von VorSprüngen aus dem Spezialwerkstoff umfassen, und das Rohr einen oder irehrere sich in Axialrichtung erstreckende Schlitze aufweist, die sich $/eils zwischen benachbarten Vorsjiprüngen bis in das obere Ende des Rohres erstrecken.
6. Rakete nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) eine oder mehrere Belüftungsöffnungen (21) aufweist. ™
7. Rakete nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündmechanismus einen mit dem Lauf verbundenen Aufschlagzünder umfaßt, und daß der andere Endabschnitt des Halterohres (6) den Auf se hlag Zündmechanismus (9) dichtend umschließt und mit ihm verbunden ist.
8. Rakete nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spezialwerkstoff ein thermoplastisches Material ist.
9. Rjiakete nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ä thermoplastische Material Polyäthylen ist.
10. Rakete nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft der Halteeinrichtungen so bemessen ist, daß die Rakete erst ausgelöst wird, wenn ihr Treibsatz (16) über^wesentliche» die gesamte freiliegende Fläche angefeuert worden ist.

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