DE3002977C2

DE3002977C2 - Lid made of easily destructible material to close the air inlet openings opening into the combustion chamber of ramjet rocket engines, with a pyrotechnically functioning impact device to destroy the lid

Info

Publication number: DE3002977C2
Application number: DE19803002977
Authority: DE
Inventors: Horst 8011 Zorneding Boettger; Herbert Ing.(grad.) 8000 München Engel
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1980-01-29
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1982-11-11
Also published as: GB2068090B; GB2068090A; FR2474593B1; FR2474593A1; DE3002977A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Deckel aus leicht zerstörbarem Material zum Verschließen der in die Brennkammer von kombinierten Staustrahl-Raketentriebwerken einmündenden Luftamlauföffnungen, mit pyrotechnisch funktionierender Schlagvorrichtung zum Zerstören des Deckels zwecks Umstellung von Raketenbetrieb auf Staustrahlbetrieb.The invention relates to a cover made of easily destructible material for closing the in the Combustion chamber of combined ramjet rocket engines opening air amflow openings, with pyrotechnically functioning impact device to destroy the lid in order to switch from rocket operation on ramjet operation.

Bei kombinierten Staustrahl-Raketentriebwerken ist, wie in der US-PS 39 01 028 beschrieben, für die Startphase ein fester Raketentreibstoff, vielfach in einer gemeinsamen Brennkamme.·, vorgesehen, der den Flugkörper auf die für den Staustral· betrieb erforderliche hohe Fluggeschwindigkeit bringt, die geeignet ist, genügend Luftmengen mit einem ausreichenden Druck für den Marschbetrieb zur Verfugung zu stellen. Während desselben werden also Luftsauerstoff und durch einen Festbrennstoff erzeugte brennstoffreiche Gase in einer Brennkammer zur Reaktion gebracht. Dieser schließt sich eine konvergent-divergente Schubdüse zur Umwandlung der in der Brennkammer erzeugten Druckenergie in Ausström- bzw. Rückstoßenergie an. Um während der Startphase die in die Brennkammer einmündenden Lufteinlauföffnungen noch verschlossen zu halten, sind an den Einmündungen Deckel aus leicht zerbrechlichem Material vorgesehen, die nach Beendigung der Startphase und zu Beginn der Marschphase durch Fremdeinwirkung zerstört werde so daß dann die Lufteinlauföffnungen frei sind. Durch den anstehenden Staudruck der Luft werden die Deckeltrümnier nach hinten über die Brennkammer und die Schubdüse hindurch ins Freie ausgestoßen. Außerdem ist hierbei auf die Möglichkeit verwiesen, den Deckel durch eine pyrotechnische Ladung oder durch eine mechanische Schlagvorrichtung mit Hilfe einer vorgespannten Feder zu zertrümmern.In combined ramjet rocket engines, as described in US-PS 39 01 028, for Launch phase a solid rocket fuel, multiple in one common combustion chamber. · Provided, which the missile on the necessary for the congestion · operation brings a high airspeed that is suitable, sufficient amounts of air with sufficient pressure to be made available for marching operations. During the same time, atmospheric oxygen and fuel-rich gases generated by a solid fuel are reacted in a combustion chamber. This is followed by a convergent-divergent exhaust nozzle to convert the in the combustion chamber generated pressure energy in outflow or recoil energy. In order to enter the Air inlet openings opening into the combustion chamber are to be kept closed at the junctions Lid made of easily breakable material provided after the end of the start-up phase and at the beginning of the Marching phase will be destroyed by external influence so that the air inlet openings are then free. By the accumulating back pressure of the air are the cover debris to the rear over the combustion chamber and ejected the nozzle through into the open. In addition, reference is made to the possibility of using the Lid by a pyrotechnic charge or by a mechanical striking device with the help of a shatter pretensioned spring.

Das besondere Problem liegt darin, daß die Deckel zum richtigen Zeitpunkt beseitigt werden und vor allen Dingen in kleinste Stücke zerlegt werden, um den eigenen Flugkörper BzW₁ die Inneneinrichtungen des Triebwerkes zu schonen und gegebenenfalls im Verband mitfliegende andere Flugkörper nicht zu gefährdemThe particular problem is that the lids are removed at the right time and are broken down especially into tiny pieces to their own missiles or to protect the interiors of the engine ₁ and possibly in association mitfliegende other missiles not gefährdem

Die Aufgabe im Rahmen der Erfindung besteht daher darin, dieses Problem sowohl von der Materialseite undThe task within the scope of the invention is therefore to solve this problem both from the material side and

von der Gestaltung des Deckels her als auch funktionell günstiger wie bekannt zu lösen, und zwar zum einen auf die Weise, daß für den während der Startphase den Lufteinlauf verschließenden Deckel ein bei dessen Zerstörung die Sicherheit des Triebwerks und gegebenenfalls der mitfliegenden Flugkörper nicht gefährdendes Material vorgeschlagen bzw. verwendet wird und zum anderen dadurch, daß die Zerstörung des Deckels im voraus berechneten Zeitpunkt erfolgt; amonsten der Deckel zur Erfüllung seiner Aufgabe als VerscLlußeinrichtung eine hohe mechanische Standfestigkeit aufweist. from the design of the lid as well as functionally cheaper to solve as known, on the one hand in such a way that for the during the startup phase If the cover closes the air inlet, the safety of the engine and, if necessary, the safety of the engine material that does not pose a risk to the flying missile is proposed or used, and on the other hand, by the fact that the lid is destroyed in advance of the calculated time; otherwise the Lid has a high mechanical stability to fulfill its task as a locking device.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Deckel als Hohlkörper ausgebildet ist und aus vorgespanntem Material, insbesondere Glas besteht, dessen Vorspannung in bezug auf die Wandstärke von innen nach außen abnimmt (fallender Vorspannungsgradient), wobei die pyrotechnisch aktivierte Schlagvorrichtung im Innenraum des Hohlkörpers angeordnet istThis object is achieved according to the invention in that the cover is designed as a hollow body and made of toughened material, in particular glass, the toughening of which with respect to the Wall thickness decreases from the inside to the outside (falling preload gradient), whereby the pyrotechnically activated Impact device is arranged in the interior of the hollow body

In Ausgestaltung der Erfindung sind dieser Schlagvorrichtung lose Zerstörkörper, insbesondere viele kleine Kugeln zugeordnet.In an embodiment of the invention, these impact devices are loose destructive bodies, in particular many associated with small balls.

Der erfindungsgemäße Deckel zum Verschließen der Einmündung des Lufteinlaufs in die Brennkammer zerfällt bei seiner Zerstörung durch seine Materialbeschaffenheit in kleinste unschädliche Bruchstücke. Ferner kann durch ae pyrotechnische Aktivierung der Schlagvorrichtung ein exakter Zerstörzeitpunkt eingehalten werden. Die Schlagvorrichtung in Form von vielen einzelnen Kugeln, die durch Gasdruck gleichzeitig angetrieben werden, garantiert ein augenblickliches Zerfallen des Deckels. Schließlich wird durch die Abstufung der Vorspannung des Materials von innenThe cover according to the invention for closing the confluence of the air inlet into the combustion chamber When it is destroyed, it breaks down into the smallest harmless fragments due to its material properties. Furthermore, an exact time of destruction can be maintained by pyrotechnic activation of the striking device will. The impact device in the form of many individual balls that are released by gas pressure at the same time are driven, guarantees an instant disintegration of the lid. Finally, through the Gradation of the pre-tension of the material from the inside

_J5 nach außen ein Verschlußkörper erzeugt, der von außen gegenüber normalen mechanischen Belastungen unempfindlich ist. also eine sichere Verschlußeinrichtung darstellt, während er der beabsichtigten Zerstörung von innen her nur geringsten Widerstand entgegengesetzt. In der Zeichnung ist ein Ausführingsbeispiel eines erfindungsgemäßen Deckels dargestellt. _J5 produces a closure body on the outside, which is insensitive to normal mechanical loads from the outside. thus represents a secure locking device, while it opposes the intended destruction from the inside with only the slightest resistance. In the drawing, an exemplary embodiment of a cover according to the invention is shown.

Die Mündung 1 eines Lufteinlaufkanals 2 in den Innenraum einer Brennkammer 3 wird bis zum Ende der Startphase eines Flugkörpers durch einen als Hohlkörper ausgebildeten Deckel 4 verschlossen gehalten. Letzter besteht aus vorgespanntem Material, insbesondere Glas mit innerer Vorspannung.The mouth 1 of an air inlet duct 2 in the interior of a combustion chamber 3 is up to the end of the The launch phase of a missile is kept closed by a cover 4 designed as a hollow body. The latter consists of pre-stressed material, in particular glass with internal pre-stress.

Handelsübliches thermisch vorgespanntes Glas, wie es vielfach früher und auch heute noch insbesondere bei Automobilfrontscheiöen verwendet wird, zerspringt bei lokaler mechanischer Überlastung aufgrund der beim Vorspannen erzeugten hohen Druckspannungen in der Glasoberfläche in kleinste Bruchstücke. Die Vorspannung wird dabei zumeist durch thermische Behandlungsverfahren hervorgerufen. Aber auch chemische Behandlungsverfahren werden neuerdings praktiziert, wobei in der Glasoberfläche z. B. Natriumionen durch Kalziumionen ersetzt werden. Es läßt sich aber heute nicht nur der Werkstoff »Glas« thermisch oderCommercially available thermally toughened glass, as was often the case in the past and still particularly today Automobile windshields used will shatter local mechanical overload due to the high compressive stresses generated during prestressing in the Glass surface in the smallest fragments. The pre-tensioning is mostly done by thermal treatment processes evoked. But chemical treatment processes have also been practiced recently, wherein in the glass surface z. B. Sodium ions are replaced by calcium ions. But it can be done today not only the material »glass« thermal or

₆q chemisch vorspannen, sondern diese Behandlungsverfahren sind auch anwendbar z. B. bei keramischen Stoffen, wie Aluminiumoxid. ₆ q chemically pre-stress, but these treatment methods can also be used e.g. B. in ceramic materials such as aluminum oxide.

Innerhalb des Deckels 4 ist eine Schlagvorrichtung mit einer pyrotechnischen Ladung 5 eingebaut, wobei im LädUngsgehäuse 6 Schlagkörper, wie Metallkügeln 7 Vorgesehen sind. Die pyrotechnische Ladung 5 weist einen elektrischen Zünder 8 auf, an dem Zündleitungen 9 angeschlossen sind,Inside the cover 4 is a striking device with a pyrotechnic charge 5 installed, with impact bodies, such as metal balls 7, in the charging housing 6 Are provided. The pyrotechnic charge 5 has an electrical igniter 8 on which ignition lines 9 are connected,

Das Material des Deckels 4 ist, wie bereits erwilhnt, vorgespannt, und zwar ist die Vorspannung an der Innenfläche 4a der Deckelwand am größten und nimmt nach außen hin ab. An der Außenfläche 4b ist die Vorspannung Null. Der Deckel 4 als Hohlkörper zeichnet sich daher durch die besondere Eigenschaften aus, daß er gegenüber mechanischen Belastungen, denen er normalerweise von außen her ausgesetzt ist, unempfindlich ist, während er von imnen her durch die bei der Detonation der pyrotechnischen Ladung 5 beschleunigten Kugeln 7 augenblicklich und leicht in seiner Gesamtheit zertrümmert wird.As already mentioned, the material of the cover 4 is prestressed, namely the prestressing is greatest on the inner surface 4a of the cover wall and decreases towards the outside. The preload is zero on the outer surface 4b. The cover 4 as a hollow body is therefore characterized by the special properties that it is insensitive to mechanical loads to which it is normally exposed from the outside, while it is instantaneously from inside by the balls 7 accelerated when the pyrotechnic charge 5 detonates and is easily shattered in its entirety.

Hierzu 1 Blatt ZeiclinuniwiiFor this 1 sheet of Zeiclinuniwii

Claims

Patent claims:

L ceiling] made of easily destructible material to close the air inlet openings opening into the combustion chamber of combined ramjet rocket engines, with pyrotechnically functioning impact device to destroy the cover for the purpose of switching from rocket operation to ramjet operation, characterized in that the cover (4) is designed as a hollow body and consists of prestressed material, in particular glass, the prestressing of which decreases in relation to the wall thickness from the inside to the outside, the pyrotechnic striking device (S) being arranged in the interior of the hollow body

2. Lid with impact device according to claim 1, characterized in that the pyrotechnically functioning impact device (S) are assigned loose destructive bodies, in particular many small balls (7).