DE2234302A1

DE2234302A1 - Rakete mit einziehbarem sprengkopf

Info

Publication number: DE2234302A1
Application number: DE2234302A
Authority: DE
Inventors: Pierre Portalier
Original assignee: Etat Francais
Current assignee: Etat Francais
Priority date: 1971-07-19
Filing date: 1972-07-12
Publication date: 1973-02-22
Also published as: IT964714B; BE786496A; NO131480C; FR2146552A5; NL7209894A; IE36559B1; NO131480B; AR196309A1; IE36559L; LU65628A1; GB1341530A; DE2234302B2; ZA724774B

Description

Patentanwälte
Dlp!.-!ng. R. BKETZ sen·

8 Münehen 22, Steinsdorfetr« If

550-19.O3?P(19.O39H) 12, 7· 1972

ETAT PRANQAIS, represents par le Ministre d'Etat charge de La Defense Nationale - Delegation Ministerielle pour l'Armement Direction des Poudres₅ Paris (Prankreich)

Rakete mit einziehbarem Sprengkopf

Die Erfindung betrifft eine Rakete, deren Nutzlast nach dem Abbrand des Treibsatzes ins Innere des Treibsatzgehäuses eingezogen wird. Sie betrifft also ein - nicht schweres und nicht kostspieliges - Mittel, das Treibsatzgehäuse einer Rakete, deren Nutzlast einen Sprengkopf enthält, nach Gebrauch zu zerbrechen. Das Zerbrechen kann die Wirksamkeit der Rakete, insbesondere sein Zerstörungsvermögen, durch die entstehenden Splitter vergrößern, oder es kamjeine Erleichterung der zerbrechbaren Sprengkopfhülle ermöglichen ferner macht es für das Bodenpersonal und das Bodengerät das Fallen des Treibsatzgehäuses ungefährlich.

Für gewisse militärische Verwendungsarten erstrebt man eine Zerstörungswirkung durch Verschleiutdern mehr oder weniger schwerer oder mehr oder weniger zahlreicher Splitter. Aber das Treibsatzgehäuse der Rakete nimmt an der Splitterbildung nicht oder nur wenig teil, weil es von der Sprengladung

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verhältnismäßig weit entfernt ist; man muß daher um die Sprengladung eine ziemlich massige Hülle anordnen, deren einzige Aufgabe ist, Splitter zu bilden. Wenn das Treibsatzgehäuse hierfür verwendbar wird, kann diese Masse verringert werden; infolgedessen kann entweder die Sprengladung, also die Zerstörungswirkung vergrößert oder die Geschwindigkeit der Rakete erhöht oder bei sonst gleichen Leistungen das Gewicht der Rakete verringert werden.

Bei anderen Verwendungsarten, z„ B. für Wetterkunde und für Hagelbekämpfung., darf das Auffallen der Rakete auf den Boden keine Personen- oder Sachschäden verursachen. Eine wohl bekannte Lösung dieses Problems besteht darin, die Rakete mit einem Fallschirm zu versehen; dennoch kann das Auffallen auf den Boden bei diesem Verfahren, wenn die Rakete einigermaßen schwer ist, an manchen Orten ernste Nachteile bringen.

Wenn die Verwendung der Rakete keine Explosion einschließt, dann ist der Fallschirm in der Tat eine einfache Lösung; doch sie erfordert eine Vorrichtung, die den Schirm herauszieht.

Aber wenn die Rekate eine Sprengladung in Tätigkeit setzt, insbesondere zum Ausstreuen von Mitteln zur Erzeugung künstlichen Regens, dann empfiehlt es sich, die Explosion zur Zerstörung des Raketengehäuses zu benutzen; denn der Gebrauch eines Fallschirmes wird schwieriger, weil der zu sprengende Teil rechtzeitig abgetrennt werden muß.

Soweit dagegen die Raketen dieser Art von nur leichter Bauart aus Pappe und Plastik sind, erfordert die Zerstörung

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des Ganzen durch die Explosion keine besondere Vorrichtung, da große Bruchstücke zulässig sind. Aber die Leistungen solcher Raketen sind sehr beschränkt, und wenn man wieder auf Metalle, also schwere und widerstandsfähige Werkstoffe zurückgreifen muß, um stärkere Raketen herzustellen, die in größere. Höhen aufsteigen können, dann entsteht das Problem, wie das Treibsatzgehäuse zu zerstören sei.

Die Erfindungsaufgabe besteht also darin, ohne verwickelte Einrichtungen die völlige Zerstörung des Treibsatz-»- gehäuses durch die für die normale Verwendung der Rakete vorgesehene Sprengladung zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Rakete weist zu diesem Zweck ein Treibsatzgehäuse, das einen Treibstoff-Block enthält, und einen Kopf auf, der eine Sprengladung enthält und vor dem Treibsatzgehäuse angebracht istj ferner sind Mittel vorgesehen, die nach Vollendung der Antriebsphase, d. h. nach völliger Verbrennung des Treibstoffes, das Einziehen des Sprengkopfes in das Innere des Treibsatzgehäuses bewirken.

Eine besondere Ausführung der Erfindung besteht darin, daß das Vorderende des Treibsatzgehäuses durch einen beweglichen Boden abgeschlossen ist, der ein Ventilverschlußstück bildet und mit dem Sprengkopf fest verbunden ist und in das Innere des Gehäuses hineinrutschen kann, ferner daß Mittel vorgesehen sind, die nach dem Abbrand der Treibladung das Hineinrutschen des Verschlußstückes ins Innere des Treibsatzgehäuses und somit das Einziehen des Sprengkopfes in das Innere dieses Gehäuses ermöglichen, so daß die im Kopfe angeordnete Sprengladung bei ihrer Detonation das sie um-

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-zuTreibsatzgehäuse in Splitter zertrümmert. Je nach den Gegebenheiten kann die so erreichte Zertrümmerung in kleine Teile den Niederfall des Gehäuses ungefährlich machen, oder sie kann eine größere Trümmermasse liefern, als durch die Zertrümmerung des Sprengkopfes allein entstehen würde.

Im übrigen wird die Dichtheit des Ventilverschlußstückes durch genaues Einpassen auf seinen Ventilsitz mit Anordnung einer Dichtung durch eine plastische, schwer brennbare Bekleidung bewirkt.

Dieses Ventilverschlußstück befindet sich in Schließstellung, solange das Treibsatzgehäuse im Zustand des Selbst· antriebes ist. Zu diesem Zweck ist beim Zusammenbau der Rakete das Treibsatzgehäuse mit geringem Überdruck von etwa 1/2 bar gefüllt, damit das Verschlußstück während des Lagerns und bis zum Abschuß auf seinem Sitz gehalten wird, damit der Dichtungsring sich nicht ablöst.

Auch muß der Düsenhals durch einen Pfropfen dicht verschlossen sein.

Ferner kann ein Sicherheitsstift vorgesehen sein, um jede Relativbewegung zwischen dem Kopf und dem Treibsatzgehäuse, die durch Stoß bei der Lagerung oder bei der Beförderung der Rakete trotz des eingebrachten Überdruckes entstehen könnte, zu verhindern. Dieser Stift wird vor dem Abschuß herausgezogen.

Während der Phase des SeIbstantriebes, also der Beschleunigung, reicht der in der Brennkammer erzeugte Druck bei

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weitem aus, das Verschlußstück trotz der durch die Trägheit des Kopfes (und selbst trotz der Trägheit des Treibstoff-Blockes, wenn dieser am Verschlußstück befestigt ist) und trotz des auf den Kopf wirkenden Luftwiderstandes auf seinem Sitz zu halten.

Arn Ende der Selbstantriebs-Phase, also wenn der Druck in der Brennkammer auf den Druck der Umgebung abfällt, wird das Verschlußstück nicht mehr auf seinen Sitz gedrückt, und der Kopf kann ins Innere des Treibsatzgehäuses hineinrutschen. Aber damit dieses Hineinrutschen geschehen kann, muß die Vetzögerung des Sprengkopfes größer als diejenige des seiner Treibladung entleerten Treibsatzgehäuses sein, und daher muß das Verhältnis zwischen Luftwiderstand und Masse des Kopfes größer als das Verhältnis Luftwiderstand/hasse des Gehäuses sein.

Wenn, wie recht oft, die Massen des mit der Sprengladung gefüllten Kopfes und des seiner Treibladung entleerten Gehäuses einander nahe zugleich sind, dann genügt es, den Luftwiderstand des Kopfes und denjenigen des Treibsatzgehäuses zu vergleichen.

Für den Kopf ist dieser Widerstand wesentlich dem Querschnittsflächenirihalt verhältnisgleich und von der Form seines Endes abhängig. "

Für das Treibsatzgehäuse ist der Widerstand im wesentlichen vom Unterschied zwischen seinem Querschnittsflächeninhalt und demjenigen des Kopfes und außerdem vom Luftwiderstand der Leitflossen abhängig.

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Wenn der Durchmesser des Kopfes nur wenig kleiner als derjenige des Treibsatzgehäuses ist, dann geht das Einziehen des Kopfes ganz von selbst vor sich. Der zu beachtende Querschnittsflächeninhalt des Kopfes läßt sich übrigens künstlich vergrößern, indem man der Haube einen Durchmesser gibt, der über das Treibsatzgehäuse hinausragt (der aber höchstens gleichkroß wie dieses ist, damit die Haube nicht einen unnormal großen Widerstand ergibt).

Wenn das Massenverhältnis des Kopfes und des Treibsatzgehäuses oder wenn der Widerstand der Leitflossen etwa so sind, daß die Vergrößerung des Haubendurchmessers über den Durchmesser des Treibsatzgehäuses nicht ausreicht, das Einziehen des Kopfes zu erreichen, dann besteht ein wirksameres Mittel darin, die Haube durch eine leichte Scheide zu verlängern, die über das Treibsatzgehäuse paßt und es beim Einziehen des Kopfes umhüllt. Dann ist nämlich der Luftwiderstand des Treibsatzgehäuses praktisch auf den Widerstand der Leitflossen verringert.

Man kann auch eine Rückholfeder anwenden, die bei ihrer Entspannung das Einziehen des Kopfes unterstützt. Zum Beispiel kann eine Schraubenfeder zwischen dem unteren Ende . des Kopfes und dem oberen Ende des Treibsatzgehäuses eingespannt sein. Bei der Entspannung durch Abfall des Verbrennungsdruckes erzeugt die Feder die Einziehbewegung.

Der im Treibsatzgehäuse künstlich bis zum Abschuß aufrechterhaltene Druck muß dann hoch genug sein, daß sich die Feder in dem Augenblick, da man den Sicherungsstift entfernt, nicht entspannt.

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Schließlich kann eine einfache Vorrichtung vorgesehen sein, die den Kopf, wenn er ganz eingezogen ist, im Innern des Treibsatzgehäuses verriegelt.

Der Treibsatz kann entweder zur Gattung mit innerem Abbrand, bei der am Ende der Verbrennung nur eine an der Wand des Treibsatzgehäuses angebrachte Hitz'schutz-Hülse übrigbleibt (in diesem Falle empfiehlt es sich, die Hülse mit ihrer Vorderwand festzukleben, damit sie nach der Verbrennung an ihrem Platze bleibt und so dem Kopf freien Weg läßt, oder zu anderen Gattungen (mit einer oder mehreren Kanälen, Block mit äußerem Abbrand) gehörenj wichtig ist nur, daß keine Haltevorrichtung vorhanden ist, welche die Brennkammer versperren könnte.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Rakete mit einziehbarem Kopf in noch nicht eingezogener Stellung vor dem Zündenj

Fig. 2 einen Längsschnitt durch dieselbe Rakete nach der Verbrennung des Treibstoffes, in eingezogener Stellung des Kopfes;

Fig. 3 und Fig. 4 eine Abwandlung der in Fig. 1 und Fig. 2 dar ge s te lltenkake te.

Wie insbesondere Fig. 1 und Fig. 2 zeigen, weist die erfindungsgemäße Rakete mit einziehbarem Kopf ein Treibsatzgehäuse 1 auf, das durch einen wesentlich zylindrischen Mantel gebildet ist, der hinten durch eine Düse 2 und Stabilisierungsflossen 3 verlängert und vorne durch einen beweglichen Boden 4 verschlossen ist, der ein Ventilverschlußstück bildet

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und mit dem Kopf 5 der Rakete fest verbunden ist. Dieses Ventilverschlußstück arbeitet mit einem Sitz 6 zusammen, der im vorderen Teil des Treibsatzgehäuses angeordnet ist; dieses Ventilverschlußstück und dieser Ventilsitz sind mit einer Abdichtungs-Bekleidung ¹J versehen. Dieser Verschlußkörper wird außerdem während seiner Bewegung durch eine kegelstumpfförmige Haube 8, die auf dem Sitz 6 angebracht ist und in der der Kopf 5 gleitet, geführt.

Ferner ist eine Rückholfeder 9 zwischen dem oberen Ende der Haube 8 des Treibsatzgehäuses 1 und dem Ventilverschlußstück 4 vorgesehen; sie dient dazu, das Einziehen des Kopfes 5 ins Innere des Treibsatzgehäuses l einzuleiten.

Dieses Treibsatzgehäuse enthält einen Treibstoff-Block 10, z. B. einen Block mit Abbrand von innen nach außen; dieser Block ist vor dem Ventilverschlußstück 4 angeklebt.ued an seinem hinteren Ende durch eine Feder 11, die das Einziehen des Kopfes nicht behindert, und durch das Zündergehäuse 12, das bei der Verbrennung verschwindet, abgestützt.

Der Kopf 5 enthält eine Sprengladung 13; er ist an seinem Ende durch eine überstehende kegelige Haube 14 abgeschlossen, deren Grunddurchmesser wesentlich gleich dem Durchmesser des Treibsatzgehäuses ist, so daß der Luftwiderstand den Kopf stärker als das Treibsatzgehäuse verzögert.

Fernerjkann man sowohl einen (in der Zeichnung nicht dargestellten ) Düsenstopfen, der bis zum Augenblick des Raketenabschusses einen genügenden Druck im Innern des

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Treibsatzgehäuses aufrechterhält, als auch einen Sicherheits-Stift 15 vorsehen, der den Kopf in der noch nicht eingezogenen Stellung verriegelt und verhindert, daß der Kopf etwa durch Unfall oder ähnliches, wo der Innenüberdruck etwa, nicht groß genug sein würde_y vor dem Abschuß eingezogen wird. Dieser Stift wird vor dem Abschuß entfernt.

Schließlich ist unter der Haube Ik ein Riegel 16 vorgesehen, der, wenn das Einziehen beendet ist, den Kopf im Innern des Treibsatzgehäuses verriegelt, indem er hinter einer in der Haube 8 des Treibsatzgehäuses angebrachten Rast einrastet. Dieser Riegel wird bei seinem Durchgang zum Inneren dieser Haube 8 teilweise eingeschoben und kann auch dazu dienen, die Zündeinrichtung 17 für die Sprengladung zu entriegeln.

Zum Beispiel erreicht eine Rakete dieser Bauart und folgender Gatten

Durchmesser des Treibsatzgehäuses 60 mm,

Länge des Treibsatzgehäuses (einschließlich

(
Düse und Haube)

Durchmesser des Kopfes 40 mm,

Länge des Kopfes (einschließlich Haube) 610 mm, Durchmesser der Haube 50 mm*

Gesamtgewicht 3750 g,

davon Sprengladung 900 g,

und Treibsatz 1000 g,

mittlerer spezifischer Impuls 205 kp*

Brenndauer 0,5 see

nach einem Lauf von lj50 m eine Höchstgeschwindigkeit von · 630 m/sec und eine Steighöhe von etwa 6000 m (die Steighöhe

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ist von der Lufttemperatur abhängig). Der Unterschied zwischen den Verzögerungen des Treibsatzgehäuses und der Kopfhaube ist ungefähr 4 g, wenn der Durchmesser der Haube 5 cm groß ist; er wird praktisch Null, wenn der Durchmesser auf 4,5 cm verkleinert wird.

Diese Raketen eignen sich für jede Treibstoff-Zusammensetzung. Beim erläuterten Beispiel ist ein Treibstoff benutzt, dessen stabilisierte Abbrandgeschwindigkeit 17 iam/sec bei 180 bar beträgt. Der Durchmesser des Düsenhalses für die Dauer der Verbrennung ist zu I7 mm gewählt.

In Fig. 5 und Fig. 4 ist eine abgewandelte Bauform dargestellt, deren Kopfscheibe 14 durch eine Scheide 18 verlängert ist, die über das Treibsatzgehäuse paßt und im Durchmesser gerade genügend weit" ist, daß sie beim Einziehen sich gleitend über dieses Gehäuse schiebt.

Diese abgewandelte Bauform empfiehlt sich, wenn die Verzögerung des Kopfes kleiner als diejenige des Treibsatzgehäuses ist.

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Claims

Patentansprüche

Rakete mit einziehbarem Sprengkopf, mit einem Treibsatzgehäuse,das einen Treibstoff-Block enthält, und mit einem Kopf, der eine Sprengladung enthält, die vor dem Treibsatzgehäuse angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die nach Vollendung der Antriebsphase, d. h. nach völliger Verbrennung des Treibstoffes, das Einziehen des Sprengkopfes (5r) in das Innere des Treibsatzgehäuses (1) bewirken.

2. Rakete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende des Treibsatzgehäuses (1) durch einen beweglichen Boden (4) abgeschlossen ist, der ein Ventilverschlußstück bildet und mit dem Sprengkopf (5) fest verbunden ist und in das Innere des Gehäuses 'hineinrutschen kann, ferner daß Mittel vorgesehen sind, die nach dem Abbrand der Treibladung das Hineinrutschen des Verschlußstückes (4) in das Innere des Treibsatzgehäuses (l) und somit das Einziehen des Sprengkopfes (5) in das Innere dieses Gehäuses ermöglichen, so daß die im Kopfe (5) angeordnete Sprengladung bei ihrer Detonation das sie umgebende Treibsatzgehäuse (1) in Splitter zertrümmert.

J. Rakete nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Gebrauch bis zum Augenblick des Abschusses die Rakete durch einen Sicherungsstift (15) oder irgendeine andere Verriegelungseinrichtung in derjenigen Stellung, in der der Kopf noch nicht eingezogen ist, gehalten wird.

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4. Rakete nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Augenblick des Zusammenbaues der Rakete an bis zum Augenblick der Zündung des Treibsatzes der Sprengkopf (5) in der nicht-eingezogenen Stellung durch einen Überdruck gehalten wird, der in der den Treibstoff (10) enthaltenden Brennkammer eingerichtet ist, wobei die Brennkammer durch einen Düsenloch-Stopfen verschlossen ist.

5. Rakete nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem völligen Abbrand des Treibsatzes das Einziehen des Kopfes durch den Luftwiderstands-Unterschied zwischen dem Kopf (5) und dem Treibsatzgehäuse (l) bewirkt wird.

6. Rakete nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermehrung dieses Luftwiderstands-Unterschiedes der Kopf (5) mit einer überstehenden Haube (14) versehen ist, deren Durchmesser höchstens gleich dem Durchmesser des Treibsatzgehäuses (l) ist.

7. Rakete nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß diese Haube (14) durch eine Scheide (l8) verlängert ist, deren Durchmesser wesentlich gleich dem Durchmesser des Treibsatzgehäuses (1) ist, so daß der Luftwiderstand dieses Teiles der Rakete vermindert wird, da beim Einziehen dieses Kopfes diese Scheide (l8) das Treibsatzgehäuse umhüllt.

8. Rakete nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibsatzgehäuse (1) durch eine kegelstumpfförmige Haube (8), welche den Kopf (5) beim Einziehen führt, verlängert ist und daß eine Feder (11) im Innern dieser Haube (8) angeordnet und zwischen der Haube (8) und dem unteren Ende des Kopfes (5) eingespannt ist, um das Einziehen des Kopfes (5) einzuleiten.

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9. Rakete nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Riegel (l6), der den in das Innere des Treibsatzgehäuses (1) eingezogenen Kopf (5) verriegelt.

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