DE2328810A1

DE2328810A1 - Startvorrichtung fuer raketen mit variabler wirksamer startrohrlaenge

Info

Publication number: DE2328810A1
Application number: DE19732328810
Authority: DE
Inventors: Werner Mallener
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-06
Filing date: 1973-06-06
Publication date: 1975-01-09

Description

Startvorrichtung für Bake ten ο ο Q ft 1 Π

alt rarlabler wirksamer Startrahrlänge

Die Erfindung betrifft eine Startvorrichtung für Raketen. Raketen werden i.a. aua offenen oder düsenceitig geschlossenen Rohren geotartet. Die abgangsgeschv/indigkeitssteigernde Wirkung dea Verschließen des Rohres iat bekannt. Der sich nach der Zündung des Kaketenmotors im Rohr aufbauende Druck trägt in weit größeren Maße zur Anfangsbeschleunigung der Rakete bei als der Anfangsschub. Jie an sich bekannte Abgangsgeechwindigkeitaveränderung zur Reichweitensteuerung wird erreicht durch den Start der Rakete aus einem düsenoeitig geschlossenen oder verschließbaren Rohr, decsen wirksame Länge erfindungsßemäß variabel ist. Je länger das Rohr ist, desto langer wirkt der Druck beschleunigend auf die Rakete. Bekannten Ausführungen von Startvorrichtungen mit offenen oder geschlossenen Rohren gegenüber ist die beschriebene Startvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Rohrlänge und damit die Beschleuni- . gungsdauer ganz oder teilweise, abgestuft oder stufenlos einstellbar let. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß ein Kolben oder eine Spindel die Rakete im Rohr verechlebt oder daß Schlitze oder andere öffnungen im Rohr beliebig zu öffnen und zu schließen sind, die die Verbrennungsgaee ab einer grundsätzlich beliebigen, unmittelbar vor den Start feetlegbaren Lauflänge der Rakete im Rohr plötzlich oder allmählich entweichen lassen und dadurch den die Rakete beechleunigenden Druck in beliebig zu wählender Weise abbauon.

Die geschilderte neuartige startvorrichtung ermöglicht eine zusätzliche Steuerung der Reichweite. Diee hat die Vorteile,

• der Bereioh zwischen minimaler und maximaler Reichweite ein und dereelben Rakete weeentlich vergrößert wird,

• die Reichweite trotz beschränkter Ilöhenrichtbarkeit, die s.B. duroh Aufbauten auf Schiffen oder Fahrzeugen gegeben ist, la weiten Bereioh gesteuert werden kann.

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irläuterunß dor Pi^. a bis 1:

Fig. a Scheinatische JJar3tellung eines verschiebbaren Rohres und festen Kolbens rait j ugelzapfen. Jer Rückstoß wird ohne i !orient in Richtung der Rohrachse aufgefangen. Fij. b Schenatioche Darstellung eines festen .\ohres mit verstellbarem Kolben.

J'ig. c und Fig. 1 bis k Die Verwendung eines kurzen Kolbens, der das Rohr als . tartrohr und als hydraulischen Zylinder beansprucht, ergibt die kürzeste Bauweise· iiie erfordert elastische (Fig. i) oder flexible (Fig. J und k) Rückzugelemente für den Kolben, nachdem für Durchbrüche derartiger Elemente aus dem Druckraum keine Abdichtung bekannt ist, ist die vorgesehene Seilhaspel im Druckraum eingeschlossen und nur die Bohrung für die Antriebswelle abzudichten. Zum Verschließen des Rohres ist ein Bajonettverschluß vorgesehen. Die 2<aderichtung ist eingezeichnet. ' Fig. d bis f Schematische Darstellung eines Startrohres mit ( ffiiungen, die beliebig zu öffnen und zu schließen sind. Dies kann erfolgen durch auf dem Startrohr verschiebbare Hülsen (Fig. d) oder durch verdrehbare Hülsen (Fig. e), die eine kurze ~taulänge ergeben, oder durch deren Kombination (Fig. f), die eine zwangfreie Anbringung des Schwenkzapfens an Rohr ermöglicht. Die Offnungen können zusätzlich als i.ündungsbremoen r.usgeführt werden.

Fig. g Feststehender Kolben mit Kugelzapfen und verschiebbares Startrohr. Die Startrohrführung kann für hydraulischen Vorschub ebenfalls als Rohr ausgeführt sein (Fig. g) oder als Dreipunktführung für mechanischen Vorschub. Jie große Baulänge ermöglicht eine günstige Anordnung des Widerlagers für den Rückstoß in einem Drehpunkt in Kohrachse, derart, daß kein Moment entsteht, das ein übliches Startvorrichtung»» gestell erforderlich machen würde. Jieses sehr aufwendige Gestell, das für die hohe Iiückstoßbelastung und für große. Stabilität ausgelegt werden muß, entfällt· dieser Vorteil und die günstige Führung in einen Rohr verbürgen höh· 7,IeI-präslslon und raumnäßlg günstige Anordnung der Startvorrich-

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^ und auch ch.-r Ladeeinrichtung sowie des Raketcnlagcrs unter Deck. Die Laderichtung ist cingezeiclinct. Tig. a Die Günstige Laderlchtung dieser Bauart erfordert eine um die Länge der Rakete größere Baulänge. .)as Dtnrtrohr mit der durch Verdrehen zu lösenden JJayonettverschlußhälfte ist in Rohrachse in einer mit Ladeschlitz versehenen Rundtraveroe verschiebbar gelagert. An diese schließt sich im Bereich des Zylinders mit doppelseitig beaufochlajbarem Kolben eine ?lachtraverse an.

Für den Kolbenverschub sind nur niedrige Betriebsdrücke erforderlich. Durch da3 Schließen cinc3 Ventils nach dem Vorschub - vor dem Raketenctart - wird ein geschlossener Jruckraum geschaffen, der ohne zusiitzlichen Energieaufwand die während de3 Starts auf den Kolben ausgeübte große Kraft aufnimmt.

ine Steckerverbindung zwischen Kolben bzw. Deckel des Startrohres und der Verdämnscheibe der Rakete stellt den elektrischen Kontakt s.B· für den Zündvorgang her.

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Me F,rfindunj iot in Fig. 1 bio 8 der eich r.uf ein Audführungobcispicl beziehenden Zeichnungen erläutert. Fig. 1 Seitenansicht der Startvorrichtung für maximalen

Fig. 2 Grundriß deo Grundrahraeno mit kreisförmiger fahrbahn Pig. '■) ueitenansicht der Startvorrichtung für minimalen Abgangcwinkel

Fig. 4 Seitenansicht der Startvorrichtung in Ladestellung Fig. 5 Stirnansicht auf die Verstellvorrichtung für den Abgangcwinkel mit Seilführung

Fig. 6 Verschiebeantrieb des Startrohres mit Seilführung Fig. 7 und Fig. θ Verstellvorrichtung der Kohrstütze und Antrieb der Seilrollen

Die in Fig. 1 bis 8 dargestellte Konstruktion einer Startvorrichtung betrifft die Anordnung mit festem Verschiebedorn und verstellbarem Rohr. Der Abgangswinkel wird über einen Zahnstangentrieb auf einer Druckstütze eingestellt. Ihre Seitenstabilität und Spielfreiheit wird durch ein gespanntes Seil erreicht» dessen Trommeln an den Enden einer Hundtraverse angeordnet sind. In ihrer Achse liegt der Drehpunkt des Zahnstangentriebs, von dem gleichzeitig der Antrieb der Seiltrommeln abgeleitet wird. Die für alle Startwinkel erforderliche Seilspannung wird duroh eine geringfügig höhere Seilgcschwindigkeit gegenüber der Druckstangengeschwindigkeit erreicht und über elastische Zugelemente im Seil zusätzlich ausgeglichen. Der gleiche Effekt kann durch Verwendung von Friktionen erzielt v/erden.

Sämtliche Verstellmechanismen der Startvorrichtung, und zwar für Dornverschub, Verstellung des Abgangswinkels, Horizontaldrehwerk und Schienenklemmvorrichtung werden elektrisch betätigt. Ihre Antriebemotoren können elektrisch geregelt werden, derart, daß die einzelnen Bewegungen nicht nacheinander, sondern gleichzeitig erfolgen. Hit dem Ilorizontaldrehwerk der Startvorrichtung können alle Startrichtungen im Bereich von 360° erreioht werden.

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Die Verwendung eineo ctarren Zahnetangentriebes und des Zug-Druck-, cilnystena für die Ilöhenrichtbarlceit ermöclicht die einfache und wenig aufwendige Konstruktion für eine optimale ;uerstabilitat und Spielfreiheit der Rohrotütze. Jie biöhor unbekannte ..'ahl eines festen ^tützpunktea (14) für die Bewegung des Rohres in oeine Ladestellung hat folgende Vorteile: Kürzung deo Zahnstangenhubes auf ein Viertel dos sonst erforderlichen Rohrwegeo und damit Kroparnio von drei Vierteln deo Zahnotangenhubc3 verbunden mit einem gleichzeitigen Anhoben deo .,tartrohre3 um den gleichen eingesparten Betrag gejen die Plattform (15). (Pig. ^lr: Uej am Vertikalschwcnkbogen ohne Verwendung der stütze y bio o, nit Verwendung der Ütütze y bis z)

Das in Achorichtung in einer Rohrführung (2) verochiebbare Rohr (1), das in oeiner bohrung einen Dorn {)) mit otirnoeitigcr Dichtung oder einen .Kolben führt, der mit der Rohrführung (2) im gleichen Drehpunkt (4) achoial festliegt, wird über zwei seitlich angeordnete Zahnstangen (5) von zwei Ritzeln (6) verstellt und damit die wirksame Eohrlänge erzielt. Die Ritzel (6) werden über einen Schneckentrieb (7) mit zwei Schneckenrädern (7a) betätigt. Jor Drehpunkt (4) ist in einer Pfatme (19) angeordnet, die im Hittelpunkt des horizontalen Schwenkkreises liegt.

Jer Abgangswinkel wird von einer Jruckotütze (8) mit eingeschnittener Zahnstanßenverzahnung über ein Ritzel (9) von einem Hotorgetriebe eingestellt. Die Stütze (8) ist in einer drehbaren, in Grundrahmen (10) gelagerten Rundtraverse (11) geführt, auf der auch das Hotorgetriebe für Ritzel (9) angeordnet ist.

Die Soitenstabilitat der Stütze (8) und ihre opielfreie Lagerung werden durch die Verwendung eines gespannten geiles (18) erzeugt, durch das die Vorteile des Druck-Zug-Systems wirksam werden.

Der Antrieb der Seiltrommeln (12) an den linden der Rund traverse (11) wird über ein Stirnradpaar (15) mit Voreilung für das Zugoeil (18) und über C/elenkvollen oder flexible Wollen vom Antrieb der Drucketütze (8) abgeleitet.

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j)io nit der j.onctruktion der Stütze (O) beabsichtigte Wirkung von Zug- und Druckopannungen verbürgt eine starre Einstellung deo Rohres (1) und damit eine hohe ütr.rtgenauigkeit der Raketen, soweit diese von der startvorrichtung abhängig ist.

In der i.ohrotellung, die an vertikalen Schwenkbogen nit y bezeichnet lot, setzt das J.ohr (1) auf die feste stütze (14) auf und wird in die waagerechte Ladestellung gehoben. Hierbei beschreibt die Aufhängung deo Rohres in der Druckstütze den Dogenweg von y nach ζ (siehe Pig. 4).

Für die Fixierung des i'ahrrahmens (10) in der Rundschiene (17) oind bekannte Schienenklemmvorrichtungen vorgesehen, die für den Start elektrisch ausgelöst werden.

Fig. 4- zeigt, daß die Startvorrichtung vorteilhaft z.B. für den Transport zusammengeklappt und ..uf kleinem Raum untergebracht werden kann. Darüber hinaus ist die Konstruktion so ausgelegt, daß die gesamte Startvorrichtung im Ruhezustand unter Flur bzw. unter Seek liegt und in Flurhöhe abgedeckt werden kann.

Die Startvorrichtung nach Fig. 9 und 10 ist eine Alternativlösung für die Konstruktion nach Fig. 1 bis Θ. Sie unterscheidet eich von ihr durch die Wahl eines Kurbeltriebes für die Verstellung des Abgangswinkele an Stelle von Zahnstangen und v/ird in der dargestellten Anordnung vorteilhaft für einen kleinen Abgangswinkelbereich und einen beschränkten Korizon-talschwenkwinkel gewählt. Auch diese startvorrichtung kann ausschließlich elektrisch angetrieben werden. Die Stellung des Kurbeltriebes für die verschiedenen Abgangswinkel wird elektrisch gesteuert. Die Stabilität der Anstellung wird durch seitensteife Kurbeln und Schwinge zwischen Kurbel und i:ohr erreicht» Die für die Startvorrichtung nach rig. 1 bie 0 beschriebenen Vorteile lassen sich zum großen Teil auoh toi der Konstruktion mit Kurbeltrieb verwirklichen.

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-Jic j.onstrulrtio'i der Utartvorrichtnr. ; nach i'i ;. 11 und 1? i"t ,,"ckennzeiclinc;t durch die Anordnung von Jrclihiiliicn am Litartrohr -ur Jos llcfjunj der wirksamen Kohrläri^e für eine ₍-;c'./ilhltc Kcichwcite. J), .s Kolir lot in einer j)oppelg.':bel drehbar £clr./;crt, deren innere Arne zur Aufnalimc dec KückstoßeB, die weit aualadenden äußeren Arme für eine ausreichende utabilitiit dco kjtartrohreo bestimmt oind. Jie äJoppeljjabel iot auf einer Glocke befor.ti,^rjt, dio auf einer an Grundrahmen ein-Gcoetzten Achcc auf^cctcc];t ist und das ilotorßetriebe für dao Drehwerk cowie dao ^lcktroverotellßerät für dio Anstellung des Abgan^c/inkelo tragt. Jiece Konstruktion ernöglicht die cröiV.te Freiheit für die sonst umständliche Anordnung der crv/ähntcn Antriebselemente. Jas übliche Aufsetzen eines Zahnradeo auf die Spindel dee Drehwerkea wird uncekehrt und das Stirnrad an ·rundrahmen befestigt. Jas zujehöriee Ritzel eant llotorgotriebe dreht eich um die im Grundrahmen einßcoetzte Achse für die ^inotellunß der Startrichtung im Bereich von 360°.

Piß. 11a zoißt ein Auoführungsbeispiel für verschiebbaren Kurzkolben mit hydrauliochem Vor- und mechanischem Rückzug. Das ütartvorrichtungsgeatell ist das gleiche wie das der in Pig. Il dargestellten Startvorrichtung.

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Claims

Patentancprüchc:

IJ Startvorrichtung für Raketen, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Rohrlänge der startvorrichtung variabel iot| dergestalt, daß der Beschleunigungsv/eg der Rakete in der Startvorrichtung veränderlich ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Gekennzeichnet, daß die Veränderlichkeit der wirksamen Rohrlänge durch einen verstellbaren Kolben in einem festen Rohr erreicht v/ird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderlichkeit der wirksamen Rohrlänge durch einen festen Kolben in einem verstellbaren Hohr erreicht wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß bein Raketenstart kein Moment auf die Vorrichtung ausgeübt v/ird, dergestalt, daß der unverschiebliche Kolben dio beim Start auf die Vorrichtung ausgeübte Kraft direkt in einen festen Stutzpunkt im Fundament leitet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützpunkt drehbar gelagert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Iiöhcnrichtun,; einstellende Druckstütze (8) als Zahnstange ausgeführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstütze (B) um die Achse der Rundtraverse (11) drohbar lot, die in der gleichen Ebene liegt wie die Druckstütze (8).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Jibcne Zugkräfte erzeugt werden, die zusätzliche Druckkräfte verursachen und zusammen mit diesen die Stabilität und opielfrcie fixierung des Rohres sichern.

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9. Vorrichtung η .".cn Anspruch C, dadurch {;o]:c .nseichnct, daß liic Zugkräfte durcli ein ί:ο11 (18), cine Kette oder dgl. vom Antrieb ΠIr die Verstellung der Drucketütze (8) abgeleitet uerden und daß die ooilgeochvindigkeit größer ist p-lo die Zahnstangengecchwindigkcit.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Ladestellung des ..ohreB ein festetehender stützpunkt (1Λ·) dient.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Gekennzeichnet, daß die Yeränderbaxkeit der wirksamen Rohrlänge durch auf die Rohrlänge vorteilte Öffnungen im Rohr erreicht wird, die wahlweise geöffnet oder geschlossen v/erden können.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Offnen und Schließen der die wirksame Rohrlänge variierenden Rohröffnungen durch Verschieben oder durch Verdrohen von '.ülsen an Rohr erreicht wird.
13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrhülsen perforiert sind.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dio am Kolben, Dorn oder Jockei aufliegende Verdämmungsscheibe der in Rohr befindlichen Rakete gleichzeitig ale dichtung und wärmeschutz für Elemente (Kol ben, Dorn, deckel) der Startvorrichtung dient.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen gleichzeitig als Mündungobremsen wirken.

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