DE2427139B2 - Differenzdruckkolben-Brennkammersystem zur Erzeugung von Treibgasen für Rohrwaffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gegenstand.

Aus der US-PS 31 38 990 ist eine Rohrwaffe für hypergole Treibmittel bekannt, bei der ein im Gehäuse längsbeweglich gelagerter Block durch den in einer Zündkammer entstehenden Gasdruck der eingespritzten Treibmittel die restlichen Treibmittelmengen über blockseitige Kanäle in eine Zündkammer einspritzt Der als Differenzkolben ausgebildete Block bildet zusammen mit dem Gehäuse zwei umfangseitige, hintereinanderliegende Einspritzpumpen. Diese bestehen aus zwei gegeneinander abgedichteten gehäuseseitigen Zylinder, in denen am Block vorgesehene Kolben gleiten und das Treibmittel durch im Block verlaufende Kaliberkanäle fördern.

Durch die ventillosen Kanäle liegt ein unkontrollierter, von dem Kanal-Strömungswiderstand abhängiger Einspritzbeginn und damit Zündbeginn vor. Der Zündbeginn erfolgt nämlich unmittelbar nach dem öffnen der Rückschlagventile bzw. der Ventilkörper, indem die hypergolen Treibmittel nahezu unverzüglich in die Zündkammer eintreten. Nachteilig sind auch die verhältnismäßig langen Kanäle, die bei der erforderlichen hohen Strömungsgeschwindigkeit der Kavitation unterliegen, denn die Kanäle weisen einen großen Durchströmungswiderstand auf, so daß die erforderlichen Treibmittelmengen nur unter hohem Druck einbringbar sind. Schließlich sind durch den Verschleißzustand der Kanäle die Durchsatzmengen an Treibmittel nicht konstant und beeinträchtigen die Leistung der Waffe.

Beim Füllen der Einspritzpumpen wäre eine genau auf die Einströmgeschwindigkeit abgestimmte Kolbenansaugbewegung einzuhalten, damit weder Sog noch Oberdruck in den Einspritzpumpen herrscht Es ist nicht ersichtlich, wie verhindert wird, daß beim Rückhub des Differenzkolbens kein Gas aus der Zündkammer angesaugt oder Flüssigkeit infolge zu schneller Einströmung aus dem Vorratsbehälter in die Zündkammer eingedrückt wird. Wenn Gas angesaugt wird, ist eine richtige Dosierung an Treibmittel nicht erreichbar.

Durch das ältere Recht, die DE-PS 17 28 074 ist ein Differenzdruckkolben-Brennkammersystem zur Erzeugung von Treibgasen aus hypergolen Treibstoffkomponenten für Schußwaffen bekannt In einem das BrennkammergehäfUse bildenden Führungszylinder liegt ein Differenzdruckkolben. Dieser schließt einerseits mit seiner vorderen Stirnfläche den Brennkammerinnenraum ab. Andererseits bildet er mit seiner hinteren reduzierten Stirnfläche zusammen mit gehäusefesten Teilen Zuteilungskammern für die Treibstoffkomponenten, wobei durch gehäusefeste Begrenzungsflächen Vor- und Rücklaufweg des Differenzdruckkolbens fixiert sind Um ein Brennkammersystetn mit einem steilen Druckanstieg im Druck-Wcgdiagramm zu erreichen, ist eine zusätzliche Einspritzeinrichtung zur Voreinspritzung jeweils einer Teilmenge der Treibstoffkomponenten während der Endphase des Vorlaufs des Differenzdruckkolbens vorgesehen. Hierzu sind im Brennkammergehäuse in Längsrichtung Antriebsstößel gelagert die in den Vorlaufweg des Differenzdruckkolbens hineinragen und Einspritzpumpen betätigen.

Die ringförmig ausgebildeten Zuteilungskammern für die Treibstoffkomponenten werden durch den Differenzkolben, ein verschiebbares Führungsrohr und gehäusefeste Teile begrenzt Bei einwandfrei dichtend ausgebildeten axialen Führungsflächen der in Seelenach.se der Waffe hintereinanderliegenden Zuteilungskammern ist die Funktion der Waffe gewährleistet Diese Führungsflächen unterliegen jedoch dem Verschleiß und es ändert sich die Führungspassung beim Schuß durch die unterschiedliche Wärmedehnung der die Zuteilungskammern bildenden Teile. Es besteht die Gefahr, daß die Treibstoffkomponenten in einem die beiden Zuteilungskammern verbindenden Spalt der Führungsflächen miteinander reagieren und die Waffe unbrauchbar machen. Schließlich erfordert das Brennkammersystem eine Vielzahl von teueren Führungsflächen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache und sichere Vorrichtung zum Einspritzen der Treibstoffkomponenten in ein Differenzdruckkolben-Brennkammersystem für Rohrwaffen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Durch die in gleicher Höhe liegenden Pumpenräume mit dadurch gleich langen Kanälen ist der Zfinzeitpunkt exakt reproduzierbar, da der Wärmeeinfluß auf die in den Kanälen flieBenden Treibstoffkomponenten gleich ist

Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 7 zu entnehmen.

Ein AusfühniE£sbetspiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Rohrwaffe und

Fig.2 einen Querschnitt nach Fig.1 entsprechend den Linien H-IL

In einem Gehäuse 1 ist Ober ein Klemmstück 2 ein Waffenrohr 3 befestigt. Das rückwärtige, Ober das Klemmstück 2 hinausragende Ende dies Waffenrohres 3 besitzt eine mit ringförmigen Einschnitten 4 versehene Gleitbahn 5 für einen darauf längsbeweglichen Differenzdruckkolben 6. EMe Einschnitte 4 wirken als Labyrinthdichtung gegen Treibladungsgase. Der Differenzdruckkoiben 5 ist durch eine Kugeisicherung 7 gegen die Kraft einer Schraubenfeder 8 in Aasgangsstellung festgelegt Als Verdrehsicherung ist im Gehäuse 1 eine Ausnehmung 9 vorgesehen, in die ein mit dem Differenzdruckkolben 6 verbundener Anschlagstift 10 eingreift.

Am rückwärtigen Ende des Differenzdruckkolbens 6 sind, wie aus Fig.2 hervorgeht, vier öffnungen 11 vorgesehen, in die vier Einspritzpumpen 12 eingeschraubt sind.

Jede dieser Einspritzpumpen 12 besteht aus einem in die öffnung 11 eingeschraubten Zylinder 13, der zu einer im Differenzdruckkolben 6 zentral angeordneten Zündkammer 14 mehrere Düsenöffnungen 15 aufweist Diese Düsenöffnungen 15 sind in Ausgangsstellung jeweils durch ein Rückschlagventil 16 verschlossen. Das Rückschlagventil 16 besteht aus einer an einem kammerseitigen Kegelsitz 17 anliegenden Dichtscheibe 18, aus einem Ventilstößel 19 und aus einer Schraubenfeder 20. Weiterhin ist ein Kolben 21 mit einer weiteren Dichtscheibe 22 in dem Zylinder 13 angeordnet

Durch die sektoriale und radiale Anordnung der Düsenöffnungen 15 wird ein günstiger Zerstäubungsgrad erzielt

Die rückwärtigen Enden der Kolben 21 stehen gegenüber einem Flansch 23 eines ebenfalls in dem Gehäuse 1 angeordneten Puffers 24. Dieser Puffer 24 ist s durch einen Anschlagring 25 im Gehäuse 1 befestigt

Als Flüssigkeitstreibmittel dienen hypergolische Flüssigkeiten, wobei jeweils eine Komponente über ein nicht dargestelltes Rückschlagventil und über eine Bohrung 26 in einen Pumpenraum 27 eingefüllt wird.

Nach dem Entriegeln der Kugeisicherung 7 wird der Differenzdruckkolben 6 durch die Kraft der Feder 8 aus der gezeichneten Ausgangsstellung gegen den Puffer 24 gedrückt Dadurch werden die Kolben 21 und die zwischen den Dichtscheiben 18, 22 angeordneten Flüssigkeitssäulen relativ zum Differenzdruckkolben 6 in entgegengesetzter Richtung so weit verschoben, bis die Rückschlagventile 16 die Düsenöffnungen 15 freigeben. Pie Flüssigkeiten werden aus den Zylindern 13 in die Zündkammer 14 einspritzt, wo sie hypergoiisch zünden. Dabei sind in dtn Zylindern 13 abwechselnd voneinander verschiedene Komponenten der hypergolischen Flüssigkeiten angeordnet so daß die fächerförmigen Einspritzstrahlen zu einer großen Flammfront führen.

2s Der in der Zündkammer 14 entstehende Gasdruck wirkt auf das im Waffenrohr 3 angeordnete Geschoß 28 sowie auf eine Ringfläche A des rückseitigen Endes des Waffenrohres 3. Da die Summe der Flächen B der vier Kolben halb so groß ist als die Fläche A, wird der Kolben 6 gegen den Puffer 24 verschoben, wobei die Kolben 21 die Flüssigkeiten weiterhin gegen den in der Zündkammer 14 befindlichen Druck einspritzen.

Die Rückführung des gegen den Puffer 24 verschobenen Kolbens 6 kann durch sine Vorrichtung, wie sie aus Gasdruckladern bekannt ist wieder in die gezeichnete Ausgangsstellung erfolgen.

Neben den hypergolischen Flüssigkeitsti eibnvtteln können auch nichthypergolische Flüssigkeiten oder monergolische Flüssigkeiten verwendet werden, die beispielsweise durch eine Zündeinrichtung entflammbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Differenzdruckkolben-Brennkamniersystem zur Erzeugung von Treibgasen für Rohrwaffen aus flüssigen, insbesondere hypergolen Treibstoffkomponenten mit einem Führungszylinder für den Differenzdruckkolben und mit vom Differenzdruckkolben angetriebenen Einspritzpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß im Differenzdruckkolben (6) die Einspritzpumpen (13,15—22) angeordnet sind, deren Kolben (21) an ein mit einem Gehäuse verbundenes Teil (23) anlegbar sind, und daß die Eirapritzpumpen einspritzseitig durch die Pumpenräume und die Einspritzöffnungen schließende Rückschlagventile abgedichtet sind.

2. Differenzdruckkolben-Brennkammersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe (13,15—22) zwei in einem Zylinder (13) bewegliche Dichtscheiben (18, 22) aufweist, deren hintere Dichtscheibe (22) mit dem an einen Puffer (23,24) anlegbaren Kolben (21) verbunden ist und deren vordere Dichtscheibe (18) ein Bestandteil des Rückschlagventils (16—20) ist

3. Differenzdruckkolben-Brennkammersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnungen (15) im Zylinder (13) sektorial angeordnet sind.

4. Differenzdruckkolben-Brennkammersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnunge ι (15) im Zylinder (13) radial zur Zylinderachse angeordnet sind

5. Differenzdruckkolben-Brennkammersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Ende des Waffenrohrs (3) eine Gleitbahn (5) für den darauf längsbeweglich gelagerten Differenzdruckkolben (6) aufweist

6. Differenzdruckkolben-Brennkammersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbahn (5) ringförmige Einschnitte (4) aufweist, die mit dem darauf längsbeweglich gelagerten Differenzdruckkolben (6) eine Labyrinthdichtung bilden.

7. Differenzdruckkolben-Brennkammersystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß der Differenzdruckkolben (6) durch eine Verriegelungsvorrichtung (7) in Ausgangsstellung gegen die Kraft eines Energiespeichers (8) festgelegt ist