DE3620173A1 - Duesenverschluss - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Düsenverschluß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Triebwerke von Feststoffraketen benötigen in der Regel einen Düsenverschluß, der einerseits das Trieb­ werk gegen Eindringen von Feuchtigkeit und Fremdkörpern schützt und andererseits einen zuverlässigen Anbrand des Treibsatzes im Triebwerk gewährleistet. Es ist bekannt, einen solchen Düsenverschluß als Kunststoffstopfen oder metallische Berstscheibe auszubilden. Bei Erreichen eines bestimmten Drucks im Triebwerk wird der Verschlußkörper ausgestoßen oder zerstört. Mit dem Wegfliegen des Verschlußkörpers oder von Teilen des Verschlußkörpers ist eine Gefährdung von Einrichtungen verbunden, die sich hinter der Düse befinden. Bei Raketen, die von Flugzeugen gestartet werden, ist die vom wegfliegenden Düsenverschluß ausgehende Gefährdung für das Flugzeug besonders groß.

Bei Mehrkammerraketen ist es bekannt, eine Trennwand, die zwei Kammern innerhalb der Rakete voneinander trennt, aus mehreren Scheibensegmenten herzustellen, die an einem an der Raketenwand festgelegten Ringkörper befestigt sind und die in Richtung der rückwärtigen Kammer aufklappen, wenn der Treibsatz in der vorderen Raketenkammer angezündet worden ist. Diese Scheiben­ segmente bilden eine Berstscheibe, die beim Abbrennen des rückwärtigen Treibsatzes die vordere Kammer ver­ schließt und die beim Abbrennen des vorderen Treib­ satzes öffnet, ohne daß Teile aus der Rakete heraus­ geschleudert würden (DE-OS 24 58 180). Eine solche Trennwand ist als Düsenverschluß aber nicht ohne wei­ teres anwendbar, weil Scheibensegmente, die an der Düse verbleiben würden, das Flugverhalten der Rakete beein­ trächtigen würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Düsen­ verschluß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem kein unkontrolliertes Abstoßen von Komponenten erfolgt und somit eine Gefährdung durch herumfliegende Teile ausgeschlossen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Düsenverschluß ist an der Düsenöffnung ein Ringkörper lösbar befestigt, an welchem einzelne Scheibensegmente schwenkbar angebracht sind. Sämtliche Teile der Verschlußscheibe sind an Schwenkorganen befestigt, so daß das Ablösen einzelner Teile verhindert wird. Beim Raketenstart löst sich der Ringkörper von der Düsenöffnung, um von der Fangvor­ richtung im Startrohr abgefangen zu werden. Der Ring­ körper bildet zusammen mit den Scheibensegmenten eine Einheit, die sich insgesamt von der Rakete löst und die im Startrohr abgefangen wird.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird ein präzises Ablösen des Ringkörpers von der Rakete erreicht. Dieses Ablösen erfolgt erst, nachdem die Scheibensegmente durch den vom Raketentriebwerk erzeugten Druck aufge­ klappt worden sind. Eine spezielle Ausbildung der Ver­ riegelungsvorrichtung ist im Anspruch 3 angegeben.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Startrohres mit Blick auf die durch den Düsenverschluß verschlos­ sene Düsenöffnung des Raketentriebwerks und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1.

Die Startvorrichtung besteht bei dem vorliegenden Aus­ führungsbeispiel aus einem Startrohr 10, das die Rakete aufnimmt. Die Düsenöffnung, die mit 11 bezeichnet ist, ist von einem Düsenring 12 umgeben, dessen Umfangs­ fläche von dem Startrohr 10 geführt wird.

Gegen die Düsenöffnung ist der Verschlußkörper 13 ge­ setzt. Dieser Verschlußkörper weist einen Ringkörper 14 auf, der mit einem Dichtungsring 15 gegen das rück­ wärtige Ende der Düsenöffnung 11 drückt. Der Innen­ durchmesser des Ringkörpers 14 entspricht im wesent­ lichen dem Durchmesser der Düsenöffnung 11. Von dem Ringkörper 14 stehen Lagerböcke 16 axial nach hinten ab. An jedem Lagerbock 16 ist ein Schwenkorgan 17 ge­ lagert, das um eine tangential zur Rohrachse ver­ laufende Achse 18 herum nach hinten klappbar ist. Die Schwenkorgane 17 sind in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Schwenkorgane 17 vorgesehen, die in Winkel­ abständen von 90° angeordnet sind. Jedes Schwenkorgan 17 trägt ein Scheibensegment 19.1, 19.2, 19.3 bzw. 19.4 einer Berstscheibe 19, die die Öffnung des Ringkörpers 14 verschließt.

Der Ringkörper 14 wird mit Verriegelungsvorrichtungen 20, die ebenfalls an den Lagerböcken 16 gelagert sind, an dem Düsenring 12 festgehalten. Zu diesem Zweck weist der Düsenring 12 an seinem rückwärtigen Ende mehrere Haken 21 auf. Mit jedem Haken 21 greift der Haken eines Kipphebels 22 zusammen, der am Ringkörper 14 gelagert ist. Die Kipphebel 22 sind zweiarmige Hebel, die mit einem Hebelarm an einem Haken 21 angreifen, während der andere Hebelarm von einer Schulter 23 eines Schwenk­ organs 17 blockiert wird, so daß die Verriegelung des Ringkörpers mit der Rakete nicht aufgehoben werden kann, solange die Schwenkorgane 17 im Sperrzustand sind, in welchem sie die Scheibensegmente 19.1 bis 19.4 in radialer Ausrichtung halten. Die Schwenkorgane 17 haben ferner eine Steuerfläche 24, die beim Aufklappen gegen den rückwärtigen Hebelarm des Kipphebels 22 drückt und den Kipphebel derart verschwenkt, daß der Haken des Kipphebels außer Eingriff mit dem Haken 21 der Rakete kommt.

Die rückwärtigen Enden der Lagerböcke 16 befinden sich in unmittelbarer Nähe einer im Startrohr 10 befestigten Fangvorrichtung 25 in Form eines Ringes, der so be­ messen ist, daß er die Verschlußvorrichtung nicht durchläßt.

Die Scheibensegmente der Berstscheibe 19 sind durch Sollbruchkerben 26, z.B. v-förmige Nuten, miteinander verbunden, welche infolge des Düsendruckes aufbrechen, so daß die Scheibensegmente an den v-förmigen Nuten auseinanderbrechen und einzeln bewegbar sind.

In den Zeichnungen ist das untere Scheibensegment 19.4 im Öffnungszustand dargestellt, während die drei an­ deren Scheibensegmente im Schließzustand sind. Dieser Zustand, der nur besseren Erläuterung dargestellt ist, kommt in der Praxis nicht vor.

Der dargestellte Düsenverschluß funktioniert wie folgt:

Vor dem Raketenstart verschließt die Berstscheibe 19 die Düsenöffnung 11 der Rakete. Der Verschlußkörper 13 ist mit den Verriegelungsvorrichtungen 20 an der Rakete verriegelt und er wird zusammen mit der Rakete in das Startrohr 10 eingesetzt.

Wenn beim Raketenstart die Berstscheibe 19 aufgrund des Druckes im Triebwerk aufplatzt, schwenken die Schwenk­ organe 17 zusammen mit den Scheibensegmenten der Berst­ scheibe 19 nach außen. Unter der Wirkung der Steuer­ flächen 24 der Schwenkorgane 17 werden die Verriege­ lungsvorrichtungen 20 ausgelöst, indem die Kipphebel 22 so verschwenkt werden, daß sie die Verbindung zum Düsenring 12 lösen. Die gesamte Verschlußvorrichtung einschließlich des Ringkörpers 14 und allen daran be­ findlichen Elementen verbleibt im Startrohr 10, während die Rakete das Startrohr verläßt. Der aus dem Ring­ körper 14 und der Berstscheibe 19 bestehende Verschluß­ körper wird durch die Fangvorrichtung 25 daran ge­ hindert, das Startrohr zu verlassen. Dieser Verschluß­ körper kann eventuell sogar wieder verwendet werden, wenn eine neue Berstscheibe eingesetzt wird. Ist die Berstscheibe einmal in die einzelnen Scheibensegmente zerbrochen, können diese nicht mehr zusammengesetzt werden. Die Berstscheibe besteht aus einem Stück.

Claims (4)

1. Düsenverschluß für das Triebwerk einer von einer Startvorrichtung zu startenden Rakete, mit einer die Düsenöffnung (11) der Rakete verschließenden, von der Rakete abtrennbaren Verschlußkörper (13), dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (13) einen Ringkörper (14) aufweist, an dem mehrere Scheibensegmente (19.1 bis 19.4) mit Schwenkorganen (17) aufklappbar befestigt sind, daß der Ringkörper (14) lösbar an der Düsenöffnung (11) angebracht ist und daß die Startvorrichtung (10) eine Fangvorrichtung (25) für den Ringkörper (14) aufweist.

2. Düsenverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ringkörper (14) an der Düsen­ öffnung (11) mit Verriegelungsvorrichtungen (20) befestigt ist, die durch das Aufklappen der Scheibensegmente (19.1 bis 19.4) auslösbar sind.

3. Düsenverschluß nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Verriegelungsvorrichtung (20) einen Kipphebel (22) aufweist, der durch das Schwenkorgan (17) eines im Schließzustand befind­ lichen Scheibensegments im Sperrzustand gehalten wird.

4. Düsenverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Veschlußkörper (13) eine Berstscheibe (19) aufweist, deren Scheibensegmente (19.1 bis 19.4) durch Sollbruch­ kerben (26) getrennt sind.