DE2757806C2

DE2757806C2 - Verbindungsvorrichtung zwischen zwei Stufen eines Flugkörpers mit Eigenantrieb

Info

Publication number: DE2757806C2
Application number: DE2757806A
Authority: DE
Inventors: Jackie Gilbert Saint-Medard-en-Jalles Lamic; Pierre Bernard Lesigny Pascal; Michel Eugene Marius Epinay-sur-Seine Schilling; Hubert Antoine Teheran/Tihran Zante
Original assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Current assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Priority date: 1976-12-28
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1986-07-10
Also published as: BE862427A; SE7714509L; US4250705A; FR2376300A1; DE2757806A1; GB1543690A; SE421831B; IT1091528B; FR2376300B1

Description

— einer Einrichtung zur Trennung der beiden Stufen nach Brennschluß des Treibsatzes der hinte-

ren Stufe, io

— einer Einrichtung zur Zündung des Treibsatzes

der vorderen Stufe, und Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung

— einer axialen, insbesondere zylindrischen Gleit- zwischen zwei Stufen eines Flugkörpers mit Eigenansitzverbindung zwischen den beiden Stufen, die trieb, insbesondere einer Rakete, mit einer Einrichtung durch eine zerstörbare Verbindung fixiert ist, 15 zur Trennung der beiden Stufen nach Brennschluß des

Treibsatzes der hinteren Stufe, einer Einrichtung zur

dadurch gekennzeichnet, daß Zündung des Treibsatzes der vorderen Stufe und einer

axialen, insbesondere zylindrischen Gleitsitzverbindung

— die Gleitsitzverbindung mit dem vorderen Teil zwischen den beiden Stufen, die durch eine zerstörbare pander hinteren Stufe (2) und dem hinteren Teil 20 Verbindung fixiert isL

(3a) der vorderen Stufe (3) in einer bestimmten Eine solche Verbindungsvorrichtung zeigt die FR-PS

ausgezogenen Stellung durch die unter der 15 13 277. Dabei weist die Zündung des Treibsatzes der

■ Schubwirkung der hinteren Stufe (2) zerstörba- vorderen Stufe eine pyrotechnische Verzögerung auf,

re Verbindung (21,2IaJ fixiert ist, deren Zündung bei Beginn der Verbrennung des Treib-

— der hintere Teil (3a) der vorderen Stufe (3) einen 25 satzes der hinteren Stufe erfolgt Die Zündung dieser Zünder (22,22aJ aufweist, der den Treibsatz (19) Vorrichtungen mit pyrotechnischer Verzögerung erder vorderen Stufe (3) mit einer gegebenen Ver- folgt durch Entnahme von Brenngasen des Treibsatzes zögerung zündet, der hinteren Stufe, wobei der Druck und die Tempera-

— der vordere Teil (2a) der hinteren Stufe (2) eine tür dieser Gase sich zum Auslösen einer pyrotechni-Auslöseeinriehtung (26a, 29) aufweist, die den 30 sehen Ladung eignen.

Zünder (22,22s) durch Berührung nach Beseiti- Bei der FR-PS 12 91 041 werden Druck und Tempera-

gung der zerstörbaren Verbindung (21, 2IaJ tür zur Betätigung eines Hilfskolbens verwendet

auslöst, und Die FR-PS 20 68 342 schlägt die Verwendung eines

— die Teile (2a, 3a) der Glehsitzverbindung eine Trägheitsmechanismus vor.

Verdrehsicherung (30,31; 34,35) aufweisen. 35 Es gibt weiter Trennvorrichtungen, die wenigstens

eine pyrotechnische Ladung verwenden, die entweder

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1. da- das Brechen einer kurzzeitigen Verbindung der beiden durch gekennzeichnet daß die Verdrehsicherung Stufen bewirken (vgl. FR-PS 14 35 514), oder das Brewenigstens einen Stift (30) aufweist, der mit dem chen einer derartigen kurzzeitigen Verbindung und die vorderen Teil (2a) der hinteren Stufe (2) oder mit 40 wirksame Trennung der beiden Stttf-sn bewirken (vgl. dem hinteren Teil (3a; der vorderen Stufe (3) ver- FR-PS 22 60 078).

bunden ist und in eine Bohrung des benachbarten Es sind auch Trennvorrichtungen bekannt, die die

Teils der anderen Stufe eingreift. Brenngase des Treibsatzes der hinteren Stufe verwen-

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder den. Derartige Vorrichtungen können entweder inner-2, dadurch gekennzeichnet, daß die zerstörbare Ver- 45 halb der hinteren Stufe (vgl. FR-PS 13 28 459) oder aubindung wenigstens ein Abscherteil (21, 2IaJ auf- ßerhalb dieser Stufe (vgl. FR-PS 15 49 618) angeordnet weist. sein.

4. Verbindungsvorrichtung nach einem der An- Aus diesem Stand der Technik ergibt sich somit; daß Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die bekannten Flugkörper mit Eigenantrieb mit zwei Einrichtung zur verzögerten Zündung des Treibsat- 50 gesonderten Vorrichtungen versehen sind, von denen zes (19) aus einer übertragenden Zündschnur (23) die eine die Auslösung der Zündeinrichtung des Treibbesteht, die mit dem Zünder (22) verbunden ist, wo- satzes der vorderen Stufe und die andere die Trennung bei der Zünder (22) und die Zündschnur (23) in der der beiden Stufen des Flugkörpers ermöglicht. Dadurch, Achse der Düse (18) der vorderen Stufe (3) befestigt daß die beiden Vorrichtungen gesondert ausgebildet sind. 55 sind, ergibt sich eine sehr komplexe schwierig auszufüh-

5. Verbindungsvorrichtung nach einem der An- rende Konstruktion und eine Gewichtszunahme der Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flugkörper, die die Länge ihrer Flugbahn merklich ver-Auslöseeinrichtung einen Schlagbolzen (26,26a,) auf- mindert.

weist Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ver-

6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, da- 60 bindungsvorrichtung der eingangs geschilderten Art dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagbolzen (26) an hingehend zu verbessern, daß sie besonders einfach, von der Basis der vorderen Düse (18) und gegenüber geringem Gewicht und sehr wirksam ist

dem Zünder befestigt ist, wobei der vordere Teil (2a) Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im der hinteren Stufe (2) einen Drücker (29) aufweist, Hauptanspruch angeführten Merkmale gelöst. Die Under dazu bestimmt ist, mit dem Schlagbolzen (26) in 65 teransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbil-Berührung zu kommen. düngen.

7. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, da- Die Vorrichtung nach der Erfindung ist besonders durch gekennzeichnet, daß der Schlagbolzen (26aJ einfach herzustellen. Sie ist sehr wirksam und betriebssi-

cb_rer und benötigt nicht viel Raum.

Nach Zerstörung der kurzzeitigen axialen Verbindung der beiden Stufen bewirkt somit die hintere Stufe, falls sie mit ihre Drehung ermöglichenden Flügeln versehen ist, ebenfalls eine Drehung der vorderen Stufe bis zu ihrer vollständigen Trennung. Diese Anordnung ist sehr günstig für die Stabilisierung .der Flugbahn des Flugkörpers. Die unter der Wirkung der Zündung der hinteren Stufe zerstörbare kurzzeitige Verbindung kann z. B. mit Hilfe einer offenen Scheibe mit abscherbaren Einschnitten oder mit einem oder mehreren Stiften erfolgen, die unter der Wirkung der Zündung abscherbar sind.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen teilweisen Längsschnitt eines Flugkörpers mit Eigenantrieb mit zwei Stufen, die mit einer Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung versehen sind, wobei dieser Flugkörper in ein Startrohr eingesetzt ist;

F i g. 2 einen Schnitt II-II von F i g. 1,

F i g. 3 einen teilweisen Längsschnitt einer Variante der Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 4 einen Schnitt IV-IV der F i g. 3.

Bei der Ausführungsform von F i g. 1 enthält ein in ein Startrohr 1 eingesetzter Flugkörper mit Eigenantrieb eine hintere Stufe 2 (Beschleunigungsstufe) und eine vordere Stufe 3 (Flugstufe). Der vordere Teil der hinteren Stufe 2 enthält einen metallischen Flansch 4 mit einer axialen Bohrung 5, in der eine axiale Stange 6 befestigt ist Die Festlegung dieser Stange 6 gegenüber dem Flansch 4 erfolgt einerseits durch einen in die Bohrung eingepreßten genuteten Teil 6a der Stange 6 und andererseits durch eine auf das vordere Ende der Stange 6 aufgeschraubte Mutter 7. Die Stange 6 trägt an ihrem hinteren Ende einen Kelch 8, der in Verbindung mit der Außenfläche des Startrohrs i eine Ringdüse 9 bildet. Dieser Kelch 8 ist auf einen genuteten Teil 6b der Stange 6 aufgepreßt, wobei die Festlegung der Verbindung außerdem durch eine Mutter 10 erfolgt. Der Kelch 8 trägt außerdem Schaufeln 11. Der Treibsatz der hinteren Stufe 2 besteht aus einer Vielzahl von rohrförmigen Treibstoffstäben 12, die parallel zur Achse des Flugkörpers angeordnet sind, wobei die vorderen Enden der Treibstoffstäbe 12 in eine Fußplatte 13 aus Kunststoff eingelassen sind, die an den Flansch 4 .geklebt ist.

Die Treibstoffstäbe 12 können z. B. durch Strangpressen eines zweibasischen lösungsmittelfreien Treibstoffs hergestellt werden, der eine theoretische Brenngeschwindigkeit von 35 rarn/s bei einem Druck von 250 bar hat Die Dicke der Treibstoffstäbe 12 kann somit an eine Gesamtbrenndauer des Treibsatzes von 5 bis 10 ms angepaßt werden.

Die vordere Stufe 3 (Flugstufe) enthält eine zylindrische Außenwand 14, die äußere Stabilisierungsflügel 15 trägt.

Der hintere Teil der vorderen Stufe 3 enthält einen Boden 16 mit einer axialen Bohrung 17, in der eine Düse 18 befestigt ist. Der Boden 16 trägt andererseits einen Treibsatz 19, der z. B. durch einen einen axialen Kanal 20 aufweisenden Treibstoffblock gebildet ist. Der axiale Kanal 20 kann einen kreuzförmigen oder ähnlichen Querschnitt haben, so daß der Treibsatz 19 in Abhängigkeit des Fortschritts des Abbrands eine etwa konstante Brennfläche besitzt

Der hintere Teil 3a der vorderen Stufe und der vordere Teil 2a der hinteren Stufe sind so zusammengebaut, daß sie sich längs der Achse des Flugkörpers verschieben können. Beim Beispiel der F i g. 2 erfolgt dieser verschiebbare Zusammenbau durch zwei zylindrische Hülsen die ineinandergreifen und mit der Wand 14 der vorderen Stufe 3 bzw. dem Flansch 4 der hinteren Stufe 2 verbunden sind.

Weiter ist eine kurzzeitige Verbindung dargestellt, die bei diesem Beispiel durch einen oder mehrere Abscherstifte 21 gebildet ist, die um die Hülse 3a herum verteilt und radial in die Hülsen 3a und 2a eingesetzt sind, die einen gewissen Abstand e zwischen dem vorderen Teil 2a der hinteren Stufe 2 und dem hinteren Teil 3a der vorderen Stufe 3 einhalten. Die Stifte 21 sind abscherbar unter der Wirkung des Schubs, der während der Zündung des Treibsatzes 12 der hinteren Stufe 2 ausgeübt wird.

Der hintere Teil 3a der vorderen Stufe 3 hat eine Einrichtung, um mit einer gegebenen Verzögerung die Zündung des Treibsatzes 19 der vorderen Stufe 3 auszulösen. Diese Einrichtung besteht im Beispiel von F i g. 1

aus einem Zünder 22, der mit einer der Übertragung dienenden Zündschnur 23 verbunden ist, die ein Pulver mit verhältnismäßig schneller Verbrennung einschließt Die Zündschnur 23 und der Zünder 22 sind in der Achse der Düse 18 über einen Halteflansch 24 am unteren Ende der Düse 18 mittels eines Rings 25 befestigt

Der \-ordere Teil der hinteren Stufe 2 hat eine Einrichtung zum Auslösen des Zünders 22 durch Berührung mit diesem. Diese Einrichtung besteht im Beispiel von F i g. 1 aus einem Schlagbolzen 26, der in einem im Flansch 24 ausgebildeten Sitz 27 gegenüber dem Zünder 22 befestigt ist Der Schlagbolzen 26 ist im Sitz 27 durch einen Stift 28 mit geringem Durchmesser befestigt. Das vordere Ende der axialen Stange 6 der hinteren Stufe 2 trägt einen Drücker 29, der in geringem Abstand gegenüber dem Schlagbolzen 26 angeordnet ist Dieser Abstand d ist sehr viel kleiner als der Abstand e zwischen dem vorderen Teil 2a der hinteren Stufe 2 und dem hinteren Teil 3a der vorderen Stufe 3, damit der Drücker 29 den Schlagbolzen 26 dazu bringeh kann, nach Beseitigung des Abstands e auf den Zünder 22 zu schlagen.

Bei der Ausführungsform von F i g. 1 und 2 ist überdies eine Einrichtung zum Festlegen der beiden Stufen 2 und 3 gegen Drehung vorgesehen. Diese Einrichtung besteht aus Anschlägen 30, die mit dem vorderen Teil 2a der hinteren Stufe 2 verbunden und in Bohrungen 31 eingesetzt sind, die im Boden 16 der vorderen Stufe 3 ausgebildet sind. Gemäß F i g. 2 sind drei Anschläge 30 vorgesehen, die regelmäßig um das Ende der Hülse 2a verteilt sind.

Die Ausführung visn F i g. 3 und 4 weicht von derjenigen der Fi g. 1 und 2 in den folgenden Punkten ab:

Der Schlagbolzen 26d ist in eine Wand 32 eingeschraubt, die das Vorderteil der hinteren Stufe 2 begrenzt, und steht gegenüber der Außenfläche 32a disser Wand 32 gegenüber dem Zünder 22a über. Diese Anordnung ist ebenso wirksam wie diejenige der Fig. 1, hat aber eine etwas geringere Sicherheit wie die letztere, insbesondere b^im Anbringen der vorderen Siufe 3 an der hinteren Stufe 2.

Außerdem weist nach F i g. 4 die vordere Wand 32 der hinteren Stufe 2 zwei diametrale kreuzförmige Rip-, pen 33 auf. Die Enden dieser Rippen 33 haben Finger 34, die in Gabeln 35 eingesetzt sind, die an der hinteren Wand der vorderen 7tufe 3 unter deren Boden 36 ausgebildet sind. Die Gabeln 35 bilden Anschläge beiderseits der Finger 34. Die hintere Stufe 2 ist somit gegenüber der vorderen Stufe 3 gegen Drehung festgelegt.

Beim Beispiel von F i g. 3 und 4 ist die unter der Wirkung der Zündung des Treibsatzes 12 der hinteren Stufe 2 zerstörbare kurzzeitige Verbindung wie im Fall von Fig. 1 und 2 durch abscherbare Stifte 21a ausgeführt, die die seitliche Wand 14a der vorderen Stufe 3 und die Finger 34 der vorderen Wand 32 der hinteren Stufe 2 radial durchqueren.

Diese Stifte 21a halten zwischen dem Boden 36 der vorderen Stufe 3 und dem oberen Ende der Finger 34 der hinteren Stufe 2 einen gewissen Abstand ei aufrecht.

Bei dieser Ausführungsform sind die Zündschnur 23a und der Zünder 22a gegenüber dem Schlagbolzen 26a in der Achse der Düse 37 mit Hilfe eines Flansches 38 befestigt, der auf den unteren Boden der Düse 37 geschraubt ist.

Die Verbindungsvorrichtung der hinteren Stufe 2 und der vorderen Stufe 3 des in F i g. 2 dargestellten Flugkörpers wirkt wie folgt:

Beim Zünden des Treibsatzes 12 der hinteren Stufe 2 treibt der Beschieunigungsschub die hintere Stufe nach vorn. Dieser Beschleunigungsschub schert die Stifte 21 ab und verschiebt folglich den vorderen Teil 2a der hinteren Stufe 2 zur Wand 16 der vorderen Stufe 3. Diese Verschiebung mit dem Hub e bedingt gleichzeitig eine Verschiebung des Drückers 29 zum Schlagbolzen 26 hin. Während dieser Verschiebung schert der Drükker 29 den Stift 28 in der Weise ab, daß der Schlagbolzen 26 auf den Zünder 22 aufschlägt und somit die Zündung der der Übertragung dienenden Zündschnur 23 auslöst

Alle diese Tätigkeiten finden in einem sehr kurzen Zeitablauf, gewissermaßen gleichzeitig mit der Zündung des Treibsatzes 12 der hinteren Stufe 2 statt.

Nach der Zündung wird die hintere Stufe 2 durch die Beschleunigung des vom Abbrand des Treibsatzes 12 erzeugten Schubs gegen die vordere Stufe 3 gedrückt gehalten.

Die in die entsprechenden Bohrungen 31 eingesetzten Anschläge 30 ermöglichen eine Festlegung gegen Drehung der Stufen 2 und 3, was eine Drehung des gesam- ten Flugkörpers bedingt

Die Brenndauer der Zündschnur 23 kann durch deren Länge und durch die Verbrennungsgeschwindigkeit des von ihr eingeschlossenen Pulvers eingestellt werden. Man kann insbesondere die Brenndauer der Zündschnur 23 an diejenige des Abbrands des Treibsatzes 12 der hinteren Stufe 2 anpassen. Somit entspricht die Zündung des Treibsatzes 19 der vorderen Stufe 3 dem Brennschluß des Treibsatzes 12 der hinteren Stufe 2 und dem Austreten des Flugkörpers aus dem Startrohr. Bei so der Zündung des Treibsatzes 19 der vorderen Stufe trennt die erzeugte Beschleunigung die vordere Stufe 3 yen der hinteren Stufe 2, die dann nicht mehr angetrieben wird. Der Schub der bei der Zündung des Treibsatzes 19 erzeugten Verbrennungsgase hat zur Wirkung, den an der Basis der Düse 18 befestigten Flansch 24 auszustoßen. Die Trennung der beiden Stufen 2 und 3 erfolgt automatisch beim Ende des Abbrands des Treibsatzes 12 der hinteren Stufe 2 und vor der Zündung des Treibsatzes 19 der vorderen Stufe 3, wenn die vordere Stufe 3 einen Vortriebswiderstand aufweist, der kleiner als derjenige der hinteren Stufe 2 ist, was bei den dargestellten Ausführungsformen der Fall ist

Aus der vorstehenden Funktionsbeschreibung ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Hilfe as einfacher Mittel die Ausführung einerseits der Trennung der beiden Stufen eines Flugkörpers mit Eigenantrieb nach Brennschluß des Treibsatzes der hinteren Stufe und andererseits die Zündung des Treibsatzes der vorderen Stufe ermöglicht.

Die Stifte 21 und 21a können durch beliebige andere Mittel ersetzt werden, die die Herstellung ein<ar kurzzeitigen und zerstörbaren Verbindung zwischen den beiden Stufen 2 und 3 ermöglichen, etwa durch abscherbare oder faltbare Anschläge, die zwischen den benachbarten Enden der beiden Stufen 2 und 3 angebracht sind.

Überdies kann die Einrichtung zur Festlegung der beiden Stufen 2 und 3 gegen Drehung auch noch durch eine Verbindung mit formschlüssigen Kupplungen oder ähnlichem zwischen den benachbarten Enden 2a und 3a der beiden Stufen hergestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 am vorderen Teil (2a^der hinteren Stufe (2) befestigt Patentansprüche: ist 8. Verbindungsvorrichtung nach einem der An-

1. Verbindungsvorrichtung zwischen zwei Stufen Sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eines Flugkörpers mit Eigenantrieb, insbesondere ei- 5 Vortriebswiderstand der hinteren Stufe (2) größer ner Rakete, mit ist als der Vortriebswiderstand der vorderen Stufe