DE2448495C3

DE2448495C3 - Vorrichtung zur Einleitung der Zündung der Treibladung einer Rakete

Info

Publication number: DE2448495C3
Application number: DE2448495A
Authority: DE
Inventors: Robert Morris Denver Col. Stanley (V.St.A.)
Original assignee: Stanley Aviation Corp
Current assignee: Stanley Aviation Corp
Priority date: 1973-10-15
Filing date: 1974-10-11
Publication date: 1980-09-18
Also published as: DE2448495A1; FR2247622A1; DE2448495B2; GB1429607A; FR2247622B1; US3897034A

Description

Μ Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einleitung der Zündung der Treibladung einer Rakete, die zum Schleppen eines Gegenstandes, insbesondere zum Herauskatapultieren eines Bcsatzungsmitgliedes eines Luftfahrzeuges dient, mit einem Nocken zur Steuerung der Zündeinrichtung und einer durch Krafteinwirkung betätigbaren Lösevorrichtung für diesen Nocken, wobei die Rakete ein elastisches Gehänge aufweist, dessen eines Ende zum Zwecke des Aufbringens der Kraft auf die Lösevorrichtung an der Rakete und dessen anderes Ende an dem von der Rakete geschleppten Gegenstand befestigt ist, wie sie durch die US-PS 34 42 473 bekannt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannte Vorrichtung durch kompaktere Anordnung ihrer Teile

4"> zu verbessern und auch betriebssicherer /u gestalten. Dabei muß berücksichtigt werden, daß diese Vorrichtung in eine einen Schleudersitz betätigende Rakete eingebaut wird, so daß von dem einwandfreien Betrieb das Leben der Flugzeuginsassen abhängt, die im Notfall das Flugzeug mit dem Schleudersitz verlassen müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Nocken mit dem raketenseitigen Endteil des Gehänges derart verbunden ist, daß er durch eine auf das Gehänge ausgeübte Zugkraft begrenzt in Richtung der Rakctcnlängsachsc verschiebbar ist, und daß die Rakete zumindest ein Glied aufweist, welches durch die Vcrschicbebcwcgung des Nockens quer zur Längsrichtung der Rakete bewegbar ist derart, daß hierdurch der Zündvorgang des Zünders der Rakete eingeleitet wird.

Durch die crfindungsgcmäßc Gestaltung wird eine baulich außerordentlich gedrungene Vorrichtung verwirklicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Nocken die Form eines Kegelstumpfes mit einer

f>^r> zentralen Öffnung und zwei parallel /ucinandcrlicgcndc ebene flachen auf. welche sich parallel zur Mittelachse des Kcgclstumpfcs erstrecken derart, dall zwei einander gegenüberliegende Nockenflächen zur Steuerung der

Glieder gebildet sind.

Zweckmäßigerweise ist der raketenseitige Endteil des Gehänges von einer Hülse umgeben, wobei konzentrisch zu dieser Hülse ein Basisteil angeordnet ist, an welchem zwei in entgegengesetzter Richtung sich erstreckende, im Grundriß rechteckige und die Glieder aufnehmende Gehäuse mit kreisförmigen äußeren Endteilen angebracht sind und wobei in dem Nocken eine Nut vorgesehen ist, in welche ein Zapfen zur Verriegelung des Nockens in einer relativ zu den Gehäusen richtigen Lage eingreift.

Vorteilhafterweise ist ein Sicherheitsring vorgesehen, welcher mit einem Basisteil der Rakete über das äußere Ende des oder eines jeden verschiebbaren Gliedes lösbar verbunden ist, um eine Bewegung desselben nach außen zu verhindern und damit eine unbeabsichtigte Zündung der Rakete zu vermeiden, wobei eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen ist, welche den Sicherheitsring in der Verriegelungsstellung festhält. Der Sicherheitsring besitzt ferner einen äußeren ringförmigen Rand, welcher den Basisteil übergreift, wobei ein Paar mit Abstand und parallel zueinanderliegcndc ringförmige Flanschen vorgesehen sind, welche sich von einander gegenüberliegenden Seite;; dieses Randes nach innen erstrecken und wobei ein Paar einander gegenüberliegende und mit Abstand zueinander angeordnete Aussparungen in einem dieser Flansche vorgesehen ist, so daß der Sicherheitsring über die Gehäuse geschoben und anschließend daran verdreht werden kann, um die Enden derselben unter die Flanschen zu bewegen. Die Verriegelungsvorrichtung weist ferner ein Paar mit Abstand zueinanderliegendc Öffnungen in einem jeden Flansch auf. wobei der Verriegelungszapfen der Verriegelungsvorrichtung von dem einen Paar der Öffnungen gleitend aufgenommen j5 wird, um eine Drehbewegung des Verriegelungsringes der Verriegelungsvorrichtung in der einen Richtung zu verhindern, wobei ein Ankerzapfen in dem anderen Paar dieser öffnungen vorgesehen ist, um eine Drehbewegung des Sicherheiisringes in die entgegengesetzte Richtung zu verhindern, wobei ein Verbindungsglied dci· Verriegclungszapfcn und den Ankerzapfen miteinander derart verbindet, daß eine unbeabsichtigte oder zufällige Entfernung dieses Verricgelungszapfens verhindert wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist ein Scherzapfen vorgesehen, welcher sich durch einen Teil zumindest des einen Gehäuses und durch den Nocken hindurch erstreckt, um diesen vor der Betätigung des elastischen Gehänges festzuhalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung noch etwas näher veranschaulicht. In dieser zeigt in rein schematischer Weise

Fig. I eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt der Rakete und der Vorrichtung zur Einleitung der Zündung dieser Rakete.

Fi g. 2 eine Tcildruntersichtf teilweise im Schnitt, der Anordnung nach F i g. 1, ho

Fig. 2A eine Drtintcrsicht des Nockens der Vorrichtung,

F i g. 3 einen Schnill längs tier Linie IH-IIi in F 1 g. 2.

F ig. 4 eine Druntcrsichi der Anordnung nach I ■'i g. I nut einer Sicherheitsvorrichtung. h-Ί

F i g. 5 eine Seitenansicht der Anordnung nach I i g. 4.

Die Rakete W isi a:if einem Katapult /. montiert, tier einen ringförmigen Teil und eine kreisförmige Öffnung 2 zur Aufnahme des Basisteils B besitzt (Fig, I), Der Katapult L weist auch topfförmige Teile 4 mit einem Innengewinde auf, die im Abstand zueinander angeordnet sind und von welchen ein jeder topfförmt'ge Teil ein Expansionsrohr 6 aufnimmt, welches als Expansionskammer während des Abschusses der Rakete R dient. Durch ein jedes Expansionsrohr 6 ist eine Kolbenstange 8 hindurehgeführt, welche an dem oberen Ende der Rakete R befestigt ist. In dem topfförmigen Teil 4 ist ein Kolben 10 gelagert, welcher einen O-Ring 12 trägt, um den Durchtritt der Gase zwischen dem Kolben 10 einerseits und der Wand des Expansionsrohres 6 andererseits zu verhindern. Wenn der Benutzer das System betätigt, wird eine nicht weiter dargestellte Treibladung gezündet, so daß die komprimierten Gase durch die öffnungen 14 hindurchtreten und in den Raum zwischen einem jeden Kolben 10 und dem Boden eines jeden topfförmigen Teiles 4 eindringen können. Dabei bewegen die expandierenden Gase die beiden Kolben 10 nach oben und bewirken auf diese Weise den Abschuß der Rakete R. Zweckmäßigerweise halten nicht weiter dargestellte Scherbolze die Rakete R solange auf dem Katapult L, bis eine hinreichend große Kraft zwischen einem jeden Kolben 10 einerseits und dem topfförmigen Teil 4 andererseits aufgebaut ist, um den Abschuß der Rakete zu beschleunigen.

Im folgenden wird die Vorrichtung zur Einleitung der Zündung der Treibladung einer Rakete näher beschrieben, welche zum Schleppen eines Gegenstandes, insbesondere zum Herauskatapultieren eines Besatzungsmitgliedes eines Luftfahrzeuges dhnt. Dabei ist ein elastisches Gehänge 16 vorgesehen, dessen eines Ende zum Zwecke des Aufbringens einer Kraft auf die Lösevorrichtung an der Rakete R und dessen anderes Ende an dem von der Rakete R geschleppten Gegenstand befestigt ist. Mit der Bezugsziffer 18 ist eine Hülse aus Metall bezeichnet, welche mittels Harz oder einem anderen geeigneten Material mit dem Ende des Gehänges 16 verbunden ist, welches an der Rakete R befestigt ist. Die Hülse 18 aus Metall hai dabei an ihren äußeren Umfangsflächen einen Bund 19, welcher in der Montagestellung mit einem Nocken 20 zusammenarbeitet, der über die Hülse 18 geschoben und mit einem innenliegenden Bund ausgestattet ist, welcher mit dem außenliegetiden Bund der Hülse 18 zusammenarbeitet. Der Nocken 20 hat dabei zwei Funktionen zu erfüllen: Einmal muß er für die Verriegelung des elastischen Gehänges 16 und der Hülse 18 sorgen und zum anderen die Zündung auslösen, wenn sich das elastische Gehänge 16 nach dem Siraffziehen nach hinten bewegt. Der Nocken 20 hat die Form eines Kegelstumpfes mit einer zentralen Öffnung 22 und zwei parallel zueinanderliegenden ebenen Flächen 28. welche sich parallel zur Mittelachse des Kegelstumpfes derart erstrecken, daß zwei einander gegenüberliegende Nockenflächen 24 gebildet sind. An dem Nocken 20 sind dabei zwei ringförmige Flanschen 26 angeordnet. Der Bbtid 19 des Nockens 20 legt sich dabei gegen eine Fläche 19 der Hülse 18 an.

Das ßasistcil ß der Rakete R trägt eine in der Mitte liegende Nut 30 zur Aufnahme einer mit einem Gewinde versehenen und mit einer Nut ausgestatteten Endkappe 32. wobei die Anordnung des !indes des elastischen Gehänges 16, der Hülse 18 und des Nockens 20 in diese Nut 30 hineinpaßt. Die Endkappe 32 weist dabei eine Lagerung /w Aufnahme des Endes des elastischen Gehänges 16 mil der clar.m befestigten Hülse 18 auf. Auf einander gegenüberliegenden Seiten der zentralen

Öffnung 22 und seitlich nach außen gerichtet sind zwei im Grundriß reehteckförmige Gehäuse 36 vorgesehen.

Um das elastische Gehänge 16 zur Endmontage an der Rakete R zu befestigen, muß der Nocken 20 so über die llüise 18 geschoben weiden, wie dies die F i g. 2A zeigt, bzw. relativ zu dem Basisteil Wso gelagert werden, wie dies aus der F i g. 2 der Zeichnung hervorgeht. Der Basisteil B kann dann zwischen die inneren Enden lies Gehäuses 36 eingefügt werden, wonach er um 90' in die in Fig. 2 der Zeichnung dargestellte Stellung verdreht wird, um das FlIuIc des elastischen Gehänges 16. die Hülse 18 und den Nocken 20 in der Aussparung 30 des Basisteils B zu verriegeln. Wie die F-" i g. 3 der Zeichnung zeigt, wird der Nocken 20 von einem oder mehreren Zapfen 38 zum Zwecke der Fünstcllung in der richtigen Verriegelungsstellung gehallen. Diese Zapfen 38 sind in Aussparungen in den Gehäusen 36 gelagert und legen sich in eine Nut 40 in dem ringförmigen Flansch 26 des Npptipnc 7Ω pin urn Hipcpn in Her richtiger!, i!l!ch!C"dC" Stellung zu halten. Ein jeder der beiden Zapfen 38 wird von einem Gewindestift 42 an Ort und Stelle gehalten.

Der Nocken 20 wird in einer ersten Stellung gegen Bewegung in Längsrichtung der Hülse 18 von einem Sicherungsmittel gehalten, welches mittels einer Kraft zur Auslösung gebracht werden kann. Als Sicherungs- .'"> mittel ist dabei ein Scherbolzen 44 vorgesehen, welcher durch das eine der beiden Gehäuse 36 hindurchgeführt ist und in eine Öffnung im Flansch 26 des Nockens 20 hineinragt. Nach dem Katapultieren der Rakete R wird das elastische Gehänge 16 zwischen dem zu schleppenden Gegenstand und der Rakete R straff gezogen, so daß es als Folge der Elastizität zwischen dem zu schleppenden Gegenstand und dem Nocken 20 gestreckt wird, wobei dieser gegen Bewegung in axialer Richtung von dem Scherbolzen 44 gesichert wird, so daß 3ϊ die in dem elastischen Gehänge 16 gespeicherte Energie eine es belastende Speicherkraft ausübt. Der Scherbolzen 44 wird erst dann zerstört, wenn eine hinreichend große Kraft aufgebracht wurde, um die Speicherkraft in dem elastischen Gehänge 16 wirksam werden zulassen. ·ιη Der Nocken 20 wird dann längs der Hülse 18 mit großer Kraft und durch Schnappwirkung nach hinten bewegt. Devor das elastische Gehänge 16 den zu schleppenden Gegenstand bewegt. Zweckmäßig ist der Scherbolzen 44 oder eine andere Sicherungsvorrichtung so ausgebil- -»5 det. daß er bei einer Kraft von etwa 3500 N zu Bruch geht. Andere Sicherheitsmittel als ein Scherbolzen. welche durch Anwendung einer Kraft ausgelöst werden, z. B. ein Ankerbolzen, eine Auslösevorrichtung, eine Kmehebelvorrichtung u. dgl. können dabei zur Anwendung gelangen. Während der Nocken 20 nach hinten in seine zweite Stellung schnell bewegt wird, schlägt dessen Nockenfläche 24 gegen zwei Glieder 48 in Form von bewegbaren Bolzen an. welche in den beiden Gehäusen 36 gelagert sind.

Zweckmäßigerweise weist ein jedes Glied 48 eine Nockenfläche 50 auf. gegen welche die Nockenflächen 24 des Nockens 20 anschlagen. Auf diese Weise wird ein jedes Glied 48 nach außen in eine Richtung bewegt, welche senkrecht zu der Achse der Rakete R steht, so daß eine zweite Nockenfläche 52 des Gliedes 48 gegen die Zündstangen 54 anschlägt, wodurch der Zündvorgang des Zünders 58, 60 der Rakete R eingeleitet wird. Die Elastizität des Gestänges 16 verhindert auch eine Beschädigung oder Zerstörung des geschleppten Gegenstandes während der Vorwärtsbewegung aus der stationären Lage heraus. Der Zünder 58,60 zündet dann eine Ladung 62. welche ihrerseits die Treibladung 64 der Rakete R zündet. Die Gase der Treibladung 64 bewegen sich dabei durch die in der Mitte liegende öffnung 66 nach oben und werden aus nach hinten gerichteten Düsen 68 (F- ig. 2) ausgestoßen. Hierdurch wird der für die Rakete R erforderliche Schub erzeugt. Es können auch andere als auf Stöße ansprechende Zündvorrichtungen verwendet werden, z. B. elektrische Zündvorrichtungen, Durchstech-Detonatoren und andere ähnliche Vorrichtungen.

Wie am besten aus den F-" i g. 4 und 5 hervorgeht, weist eine etwas abgändcrlc Atisführungsform die Befestigung eines Sicherhciisringes .V an dem Basisteil B der Rakete R auf. welcher sicherstellt, daß sich die Glieder 48 nach außen bewegen können und damit ein ■ Anschlagen der Zündstangen 54 gegen den Zünder 58, 60 verhindern.

Wie aus I i g. 5 ersichtlich, weist der .Sicherheitsring .V ein Paar nach innen gerichtete Flanschen 70, 72 auf. von

sch 70 mit Citi.iriuCT gOgOmiijci I

den und mil Abstand zueinanderliegendcn Aussparungen 74 versehen ist. so daß der .Sicherheitsring .S' — wenn er sich in der richtigen Lage befindet — über die Gehäuse 36 hinwegbcwegi und anschließend daran in die in F i g. 4 der Zeichnung dargestellte Lage verdreht werden kann. Zweckmäßigerweise wird der Sicherheit"»· ring Sin dieser Stellung von einem Vcrricgelungs/apieii 76 einer Verriegelungsvorrichtung 76, 78 gegen Drehiir·,. in der einen Richtung gesichert, welcher sich in Querrichtung durch die Flanschen 70 und 72 hindurcherstreckt. Der Verriegclungszapfen 76 ist dabei mittels eines Verriegclungsringes 78 der Verriegelungsvorrichtung 76, 78 und eines lösbaren Ve/bindungsglicdes 80 an einem Ankerzapfen 82 befestigt, welcher sich durch die Flanschen 70 und 72 auf einander gegenüberliegenden Seiten der Gehäuse 36 hindurchcrstreckl. so daß der Verriegelungsring 78 sich relativ zu dem Basisteil Win cntgegcngesetzler Richtung nicht verdrehen kann. Zweckmäßigerweise ist das lösbare Verbindungsstück 80 in seiner Länge so bemessen, daß der Verriegelungszapfen 76 aus der Aussparung solange nicht herausbc wegt werden kann, bis sich das lösbare Verbindungsstück 80 in seiner Lösestellung befindet. Das lösbare Verbindungsstück 80 kann dabei ein oder mehrere Kupplungselcmente 84 aufweisen, welche mit Innengewinden versehen sein können, die in Außengewinde der Kupplung eingreifen und entweder mit dem Verriegelungsring 78 oder mit dem Ankerzapfen 82 verbunden sind, so daß der Verriegelungsring 78 von dem Ankerzapfen 82 gelöst und der Verriegelungszapfen 76 zurückgezogen werden kann, wenn der Sicherheitsring 5 zur Montage der Rakete R in ein Flugzeug ei.i'crnt werden soll.

Es ist zu beachten, daß die Montage des Endes des elastischen Gehänges 16, der Hülse 18 und des Nockens 20 in der Weise durchgeführt werden kann, daß diese Teile in die Nut 30 des Basisteils B eingefügt und dort verriegelt oder aber entnommen werden können, wobei der Sicherheitsring Sauf dem Basisteil ß gelagert ist.

Vorstehend werden lediglich beispielhaft zwei Glieder 48 sowie die zugeordneten Zünder 58, 60 beschrieben. Es können auch ein einziges Glied 48 oder aber mehr als zwei Glieder 48 verwendet werden.

Die vorstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung benötigt nur wenig Raum am Ende der Rakete, so daß der Raumbedarf auf ein Minimum herabgesetzt werden kann. Durch die Anordnung des Sicherheitsringes wird eine unbeabsichtigte oder frühzeitige Zündung der Rakete R verhindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunsen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Einleitung der Zündung der Treibladung einer Rakete, die zum Schleppen eines Gegenstandes, insbesondere zum Herauskatapultieren eines Besatzungsmitgliedes eines Luftfahrzeuges dient, mit einem Nocken zur Steuerung der Zündeinrichtung und einer durch Krafteinwirkung betätigbaren Lösevorrichtung für diesen Nocken, wobei die Rakete ein elastisches Gehänge aufweist, dessen eines Ende zum Zwecke des Aufbringens der Kraft auf die Lösevorrichtung an der Rakete und dessen anderes Ende an dem von der Rakete geschleppten Gegenstand befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (20) mit dem raketenseitigen Endteil des Gehänges (16) derart verbunden ist, daß er durch eine auf das Gehänge (16) ausgeübte Zugkraft begrenzt in Richtung der Raketenlängsachse verschiebbar ist, und daß die Rakete (R) zumindest ein Glied (48) aufweist, welches durch die Verschiebebewegung des Nokkens (20) Q'ier zur Längsrichtung der Rakete bewegbar ist derart, daß hierdurch der Zündvorgang des Zünders (58,60)der Rakete (R)eingeleitet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (20) die Form eines Kegelstumpfes mit einer zentralen öffnung (22) und zwei parallel zueinanderliegende ebene Flächen (28) aufweist, weiche sich parallel zur Mittelachse des Kegelstumpfes erstrecken derart, daß zwei einander gegenüberliegende Nockenflächen (24) zur Steuerung der Glieder (48) gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der rakctcnscitigc Endteil des Gehänges (16) von einer Hülse (-.8) umgeben ist, daß konzentrisch zu dieser Hüls»: (18) ein Basisteil (B) angeordnet ist, an welchem zwei^: ι cntgcgengeselzter Richtung sich erstreckende, im Grundriß rechteckige und die Glieder (48) aufnehmende Gehäuse (36) mit kreisförmigen äußeren Endleilcn angebracht sind und daß in dem Nocken (20) eine Nut (40) vorgesehen ist, in welche ein Zapfen (38) zur Verriegelung des Nockens (20) in einer relativ zu den Gehäusen (36) richtigen Lage eingreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsring (S) vorgesehen ist, "sicher -nit dem Basisteil (B) der Rakete (R) über das äußere Ende des oder eines jeden verschiebbaren Gliedes (48) lösbar verbunden ist, um eine Bewegung desselben nach außen zu verhindern und damit eine unbeabsichtigte Zündung der Rakete (R) zu vermeiden und daß eine Verriegelungsvorrichtung (76,78) vorgesehen ist, welche den Sicherheitsring (S)\n der Verriügelungsstellung festhält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsring (S) ferner einen äußeren ringförmigen Rand besitzt, welcher den Basisteil fß^übergreifi, daß ein Paar mit Abstand und parallel zueinanderliegende ringförmige Flanschen (70, 72) vorgesehen sind, welche sich von einander gegenüberliegenden Seiten dieses Randes nach innen erstrecken und daß ein Paar einander gegenüberliegende und mit Abstand zueinander angeordnete Aussparungen (74) in einem dieser Flansche (70) vorgesehen ist, so daß der Sicherheitsring (S) über die Gehäuse (36) geschoben und anschließend daran verdreht werden kann, um die finden derselben unier die Flanschen (70, 72) zu

bewegen.

6, Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (76,78) ferner ein Paar mit Abstand zueinanderfliegenden öffnungen in einem jeden Flansch (70, 72) aufweist, daß der Verriegelungszapfen (76) der Verriegelungsvorrichtung (76, 78) von dem einen Paar der öffnungen gleitend aufgenommen wird, um eine Drehbewegung des Verriegelungsringes (78) der Verriegelungsvorrichtung (76, 78) in der einen Richtung zu verhindern, daß ein Ankerzapfen\82) in dem anderen Paar dieser öffnungen vorgesehen ist, um eine Drehbewegung des Sicherheitsringes (S) in die entgegengesetzte Richtung zu verhindern, und daß ein Verbindungsglied (80) den Verriegelungszapfen (76) und den Ankerzapfen (82) miteinander derart verbindet, daß eine unbeabsichtigte oder zufällige Entfernung dieses Verriegelungszapfens (76) verhindert wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3—6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Scherzapfen (44) vorgesehen ist, welcher sich durch einen Teil zumindest des einen Gehäuses (36) und durch den Nocken (20) hindurch erstreckt, um diesen vor der Betätigung des elastischen Gehänges (16) festzuhalten.