DE4116302A1 - Innenliegender rauchpatronenbehaelter mit integriertem turbogenerator fuer luftziel-schleppkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rauchpatronenbehälter mit integriertem Turbogen­ erator für Luftziel-Schleppkörper.

Bei den für das Übungsschießen auf fliegende Ziele verwendeten, an Schleppsei­ len von Schleppflugzeugen am Schwerpunkt geschleppten, fluglagestabilen Schleppzielkörpern wird deren schlechte visuelle Sichtbarkeit durch das Ab­ brennen von pyrotechnischen Rauchmarkiererpatronen verbessert. Eine gute Sichtbarkeit des Schleppzielkörpers ist u. a. aus Sicherheitsgründen gefordert. Die Ausrüstung des Schleppzielkörpers umfaßt in der Regel eine Anzahl von unabhängig elektrisch fernzündbaren Rauchmarkiererpatronen.

Die seit langem gebräuchliche Anordnung, Rauchmarkiererpatronen außen am Schleppzielkörper zu montieren, ist verbunden mit einem hohen Strömungswider­ stand, mit der nachteiligen Folge einer hohen erforderlichen Schleppkraft. Die Anzahl der in der in dieser Weise montierbaren Rauchpatronen ist begrenzt. Das Innenvolumen des Schleppzielkörpers bleibt ungenutzt.

Eine Verbesserung bringt die teilweise gebräuchliche Anordnung der Rauchmar­ kiererpatronen im Innern des Schleppzielkörpers, mit nach außen gerichteten Brennöffnungen in der Außenwand. Diese Lösung ergibt einen kleineren Strö­ mungswiderstand als bei der Außenmontage der Rauchmarkiererpatronen, aber einen größeren Strömungswiderstand als ein Schleppzielkörper mit glatter Außenwand. Der Schleppzielkörper mit Brennöffnungen in der Außenwand erfordert eine aufwendige Konstruktion, weiterhin einen erheblichen Wartungsaufwand im Betrieb, insbesondere für die Reinigung des Körpers von Abbrandverschmutzun­ gen. Die volle Ausnutzung des Innenvolumens des Schleppzielkörpers für Rauch­ markiererpatronen wird infolge der zahlreichen Außenwanddurchbrüche durch statische und aerodynamische Probleme begrenzt. Weiterhin können die streifend angeströmten Hohlräume (abgebrannte Rauchmarkiererpatronen und Zwischenräume) zu Quellen akustischer Störgeräusche mit erheblicher Amplitude werden, die ihrerseits die akustische Vermessung der Geschoßtrefferablagen stören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für die Rauchmarkie­ rerpatronen zu finden,

• - die das Innenvolumen des Schleppzielkörpers für eine maximale Anzahl,
• - von Rauchmarkiererpatronen nutzt,
• - die konstruktiv einfach ist,
• - die in der betrieblichen Wartung einfach ist,
• - die eine minimale Schleppwiderstandserhöhung bringt,
• - die akustische Resonanzerregungen weitestgehend vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Rauchmarkiererpatronen in einem Behälter angeordnet, der im Innenvolumen des Schleppzielkörpers untergebracht ist und über einen Frischluft-Zuführungskanal und einen Rauch-Abführungskanal mit der freien Umströmung des Schleppzielkörpers verbunden ist. Die Durchströmung erfolgt zwangsweise unter der Wirkung des Staudruckes an dem durch die Luft geschleppten Zielkörper.

Die erfindungsgemäße Anordnung setzt voraus, daß die beim Abbrand der Rauch­ markiererpatronen freiwerdende Wärmeenergie derart abgeführt werden kann, daß im Innern des Zielkörpers keine unzulässig hohen Temperaturen auftreten.

Diese Voraussetzung ist gegeben mit dem heutigen Stand der Pyrotechnik ent­ sprechenden, im Seenot-Rettungswesen eingeführten Niedertemperatur-Rauch­ markiererpatronen.

Die bislang verwendeten Rauchmarkiererpatronen benutzen als Mechanismus der Raucherzeugung die Erzeugung von Kohlenstoffruß durch einen Verbrennungsprozeß hoher Temperatur und hoher Reaktionswärme. Diese Rauchmarkiererpatronen sind allein aufgrund ihrer intensiven und gerichteten Abbrandflamme für die Anord­ nung in einem Behälter kleiner Abmessungen nicht geeignet.

Die Niedertemperatur-Rauchmarkiererpatronen verwenden hingegen als Mechanismus der Raucherzeugung einen exothermen chemischen Prozeß weitaus geringerer Brisanz zur Erzeugung von Wasserdampf mit angelagerten organischen Farbstoff­ partikeln, die die Sichtbarkeit des Rauches bewirken und zudem in wählbarer Farbe vorgesehen werden können. Begrifflich streng genommen handelt es sich nicht um "Rauch", sondern um farbigen Dampf. Die niedrige Abbrandtemperatur wird u. a. dadurch dokumentiert, daß die temperaturempfindlichen organischen Farbstoffe beim Abbrand stabil erhalten bleiben.

Der beim Abbrand dieser Rauchmarkiererpatronen entstehende Heißdampf wird unmittelbar durch den durch den Behälter geführten Zwangsluftstrom weiter abgekühlt, so daß eine Überhitzung von Bauteilen ausgeschlossen ist und dar­ überhinaus sogar eine wirksame Außenkühlung der Rauchmarkiererpatronen gegeben ist.

Auf diese Weise ist es möglich, eine dem verfügbaren Innenvolumen des Schlepp­ zielkörpers entsprechende große Anzahl von Rauchmarkiererpatronen in dem Behälter unterzubringen und dennoch die gesamte Luft- und Rauchführung durch vorgegebene Kanäle zu leiten. In die freie Umströmung des Schleppzielkörpers ragen lediglich die Lufteinlaß- und Auslaßöffnungen hinein und bewirken eine sehr geringe Erhöhung des Strömungswiderstandes und der Strömungsturbulenzen. Akustische Resonanzanregungen sind weitestgehend ausgeschlossen.

Diese Anordnung der Rauchmarkiererpatronen in einem innenliegenden Behälter im Schleppzielkörper bringt eine Reihe weiterer Vorteile:

• 1. Durch schwerpunktsymmetrische Anordnung des Rauchpatronenbehälters kann die Schwerpunktwanderung während des sukzessiven Abbrandes von Rauchpatronen minimal gehalten werden, mit der Folge einer verbesserten Flugstabilität des Schleppzielkörpers.
• 2. Durch die volle Nutzung des Innenraumes des Schleppzielkörpers läßt sich eine größere Anzahl von Rauchpatronen unterbringen als bei anderen Anordnungsweisen. Das hat die betrieblich vorteilhafte Folge, daß der Zielkörper durch die große Rauchpatronenkapazität bei einem Einsatz für mehr Übungsvorgänge als bislang genutzt werden kann.
• 3. Die Neubestückung eines Schleppzielkörpers mit Rauchpatronen kann in einfacher und zeitsparender Weise durch Wechsel des ganzen Behälters erfolgen. Die zeitaufwendigen Reinigungs- und Prüfarbeiten können am geöffneten Behälter außerhalb des Schleppzielkörpers erfolgen.
• 4. Durch die geringere Reaktionstemperatur stellen die Niedertemperatur-Rauchmarkiererpatronen ein im Vergleich zu den bislang verwendeten Patronen wesentlich vermindertes Gefahrenpotential dar; dies dokumentiert sich in der Einstufung der Niedertemperatur-Rauchmarkierer­ patronen in die niedrige Gefahrenklasse T1 für Technisches Feuerwerk gemäß Sprengstoffgesetz.

Der Zwangsluftstrom durch den Rauchpatronen-Behälter legt eine zusätzliche Nutzung für den Antrieb eines elektrischen Niederleistungs-Turbinen-Generators nahe, der die elektrische Energie für den Betrieb der Ausrüstungsmodule des Schleppzielkörpers (z. B. Treffervermessung, Telemetriesender- und empfänger, Zündelektronik für Rauchmarkiererpatronen) bereitstellt.

Die bislang meistgebräuchliche Technik für die Bordstromversorgung von Schleppzielkörpern sind elektrochemische Batterien, die jedoch hinsichtlich ihres Gewichtes, ihrer begrenzten Kapazität, ihres Wartungsbedarfes und ihres Schadstoffgehaltes nachteilig sind.

Die Verwendung eines elektrischen Turbinen-Generators vermeidet diese Nachtei­ le. In Sonderanwendungen mit hohem elektrischen Energieverbrauch (z. B. Schein­ werfer) ist die Anordnung eines elektrischen Turbinen-Generators an der Außen­ fläche des Schleppzielkörpers gebräuchlich, mit der unvermeidlichen Folge aerodynamischer und akustischer Probleme.

Für die Niederleistungs-Bordstromversorgung von Schleppzielkörpern hat sich der Turbinen-Generator gegenüber der Batterie-Stromversorgung bislang nicht durchsetzen können, wegen des konstruktiven Mehraufwandes für die Anordnung von Generator und Turbine.

Dieser Mehraufwand entfällt, wenn ein ohnehin innen durch den Schleppzielkör­ per zwangsgeführter Luftstrom zum Antrieb des Turbinen-Generators mitverwendet werden kann. Voraussetzung ist dabei, daß die elektrische Generatorleistung ein sehr kleiner Bruchteil der Schleppleistung zur Überwindung des Strömungs­ widerstandes ist. Diese Voraussetzung ist bei Schleppzielkörpern mit den heute einsatztypischen Ausrüstungen erfüllt: Die mechanische Schleppleistung von Schleppzielkörpern beträgt meist mehr als 50 kW, während die Leistungsaufnahme der Bordausrüstungen in der Regel unter 50 W liegt, entsprechend einem Lei­ stungsverhältnis von kleiner als 1 : 1000.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines in einem Schleppzielkörper innen­ liegenden Rauchpatronenbehälters mit integriertem Turbogenerator.

Der Schleppzielkörper (1) wird am Schleppseil (2) durch die Luft gezogen, so daß sich eine Anströmung (3) ergibt. Die Rauchmarkiererpatronen (6) sind in dem Behälter (5) montiert. Die den Schleppzielkörper umströmende Luft dringt unter der natürlichen Wirkung des Staudruckes teilweise in den Frischluft-Zu­ führungskanal (4) ein, strömt durch den Rauchpatronenbehälter (5), über­ streicht dabei die Rauchmarkiererpatronen (6), reißt freigesetzte Farb­ stoff-Rauchpartikel mit und entweicht durch den Rauch-Abführungskanal (7) ins Freie, wo sie sich wieder mit der umströmenden Luft vereinigt.

In der inneren Strömungsführung, in diesem Beispiel am Eintritt der Zuluft in den Rauchpatronenbehälter (5), ist der Turbinen-Generator (8) angeordnet. Dessen Turbinenrad (10) dreht unter der Wirkung der Strömung den Generator (9), der seine Leistung der Bordstromversorgung des Schleppzielkörpers zu­ führt.

Claims (2)

1. Innenliegender Rauchpatronenbehälter für Luftziel-Schleppkörper, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rauchmarkiererpatronen (6) in einem Behälter (5) befinden, der im Innenvolumen des Schleppzielkörpers (1) angeordnet ist und der über einen Frischluft-Zuführungskanal (4) sowie einen Rauch-Abführungska­ nal (7) mit der freien Umströmung (3) des Schleppzielkörpers verbunden ist und unter der Wirkung des aerodynamischen Staudruckes eine natürliche Zwangsdurch­ strömung mit Luft erfährt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zwangs-Luft­ führung durch den Frischluft-Zuführungskanal (4), den Behälter (5) und den Rauch-Abführungskanal (7) ein turbinengetriebener elektrischer Stromgenerator (8) eingefügt ist.