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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen im hinteren Teil einer Lenkwaffe
angeordneten Mehrstufenraketenmotor.
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Motoren
mit mindestens zwei über
dichte Trennwände
voneinander getrennten pyrotechnischen Ladungen sind seit langem
bekannt. In der Patentschrift
EP
428 627 wird z.B. ein Motor beschrieben, in welchem die
unterschiedlichen pyrotechnischen Ladungen über Trennsysteme voneinander isoliert
sind, die jeweils von einem scheibenförmigen, vier Öffnungen
aufweisenden Teil gebildet werden, auf welchem ein flaches Innenhütchen aufgeschweißt ist,
das mit vier Sollbruchstellen versehen ist, die jeweils gegenüber einer
dieser Öffnungen
angeordnet sind. Jeder pyrotechnischen Ladung ist außerdem ein
Innenzündsystem
zugeordnet, welches den Brennbeginn der pyrotechnischen Ladung zum gewünschten
Zeitpunkt gewährleistet.
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In
anderen Patenten, wie z.B. dem US-Patent 5,613,358, wird ein Motor
beschrieben, der mit zwei pyrotechnischen Ladungen ausgestattet
ist, die über
eine gewölbte
Trennwand voneinander getrennt sind, welche eine zentrale Öffnung aufweist,
in welche ein elektrisch betätigbarer
-pyrotechnischer Zünder
eingelassen ist, dessen Drehachse mit der des Motors übereinstimmt.
Ein ebenfalls mit einer zentralen Öffnung versehenes Innenhütchen ist
auf der Trennwand angebracht und umschließt den Zünder dicht. In Anbetracht des
besonderen Einbaus des Zünders
weisen diese unterschiedlichen Vorrichtungen folgende Nachteile
auf:
- – Einerseits
sehr hohe Kosten für
die Ausführung, denn
die verwendeten mechanischen Teile sind relativ kompliziert herzustellen
und zusammenzubauen. Weil darüber
hinaus die zum Verbinden der Zünder
mit einer elektrischen Stromquelle verwendeten elektrischen Leitungen
sich im Allgemeinen im Motor befinden, kann das dazu führen, dass
sich die Verwendung von gewissen Geometrien für die pyrotechnischen Ladungen
verbietet oder dass der Fachmann zumindest gezwungen wird, teure
und schwierig auszuführende
Innenausstattungen vorzusehen,
- – Andererseits,
dass das Risiko einer Fehlfunktion des Motors während seiner Lagerung oder
dem Transport besteht, da die pyrotechnischen Ladungen und die zugeordneten
Zündsysteme
notwendigerweise seit den ersten Herstellungsschritten miteinander
verbunden sind.
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In
der Patentanmeldung
EP 372 139 wird
außerdem
ein Motor mit mehreren Stufen beschrieben, der in Richtung des Gasaustritts
angeordnete Zündsysteme
aufweist. Die Stufen sind voneinander durch eine Trennwand getrennt,
die mit Durchbohrungen versehenen ist, die sich parallel zur Motorachse
erstrecken und dazu dienen, das Verbrennungsgas von einer Stufe
in die andere durchzulassen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die unterschiedlichen
zuvor aufgeworfenen Probleme zu beseitigen und sie betrifft einen
Motor, der im hinteren Teil einer Lenkwaffe angeordnet ist und mindestens
zwei Stufen mit jeweils einer besonderen pyrotechnischen Ladung
aufweist, und sie ist dadurch gekennzeichnet, dass
- i) die beiden Stufen über
eine Trennwand voneinander getrennt sind, die mehrfach durchlöchert und
anfangs mit einem zerbrechlichen Innenhütchen überzogen ist,
- ii) jede der beiden pyrotechnischen Ladungen über ein
spezifisches Zündsystem
verfügt,
wobei die beiden Zündsysteme
in der Trennwand so befestigt sind, dass sie in einer senkrecht
zur Fließrichtung
des durch die Verbrennung der pyrotechnischen Ladungen erzeugten
Gases verlaufenden Ebene angeordnet sind.
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So
begünstigt
die besondere Anordnung der Zündsysteme
die Verwendung von leicht zu verarbeitenden Teilen für die Herstellung
einer Trennwand und eines zerbrechlichen Innenhütchens. Tatsächlich ist
es nicht mehr nötig,
von nun an eine zentrale Öffnung
sowohl in der Trennwand als auch im Innenhütchen vorzusehen, damit das
Zündsystem
nach der Motorachse ausgerichtet ist. Darüber hin aus ergibt sich, dass
die zwingend erforderliche vollständige Abdichtung zwischen den
beiden pyrotechnischen Ladungen sich viel leichter herstellen lässt.
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Vorzugsweise
weist die Trennwand einen in der Breite erweiterten ringförmigen Bereich
auf, in welchem zwei diametral gegenüberliegende Vertiefungen angeordnet
sind, von denen jede eines der beiden Zündsysteme enthält. Ein
großer
Vorteil entsteht folglich aus der Tatsache, dass der Einbau dieser
Zündsysteme
von außerhalb
des Motors erfolgt und dass dies während der Lagerung des Motors
an der endgültigen
Stelle geschieht. Darüber
hinaus ist es auch möglich,
die schon eingebauten Zündsysteme
sehr leicht am Ende einer gewissen Lagerzeit des Motors durch neue
Zündsysteme
zu ersetzen. Daraus ergibt sich auch, dass die elektrischen Leitungen praktisch über ihre
gesamte Länge
außen
am Motor angeordnet sein können,
wodurch dem Fachmann ein beliebiger Spielraum in der Wahl der Geometrie der
pyrotechnischen Ladungen gelassen wird.
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Vorteilhafterweise
ist in der Trennwand ein jeweils spezifischer Kanal in Höhe von jedem
der beiden Zündsysteme
so ausgebohrt, dass letztere mit der ihnen jeweils zugeordneten
pyrotechnischen Ladung in freier Verbindung stehen. Darüber hinaus kann
zwischen jeder pyrotechnischen Ladung und ihrem spezifischen Zündsystem
eine pyrotechnische Zündladung
in ringförmiger
Form eingeschoben sein Vorzugsweise ist die Trennwand gewölbt, das
zerbrechliche Innenhütchen
weist eine direkt auf die Trennwand (1) aufgeschweißte periphere
Einfassung auf und das Innenhütchen
wird von einem elastischen Wärmeschutzüberzug überdeckt.
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Vorteilhafterweise
wird jede der beiden Stufen des Motors durch einen spezifischen
Körper
dargestellt, wobei die Trennwand die mechanische Verbindung zwischen
den beiden Körpern
in Höhe
ihres ringförmig
erweiterten Bereichs sicherstellt. Die beiden Körper sind auch vorteilhafterweise
auf der Trennwand durch Verschweißen befestigt.
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Dieser
Motor, welcher der Einfachheit halber beschrieben wurde als ob er
nur zwei über
eine Trennwand voneinander getrennte Stufen aufweist, lässt sich
of fensichtlich auf einen Motor mit n Stufen und n-1 Trennwänden erweitern,
wobei jede dieser n-1 Trennwände
dann zwischen zwei aufeinander folgenden Stufen angeordnet ist.
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Der
erfindungsgemäße Motor
zeichnet sich vorteilhafterweise dadurch aus, dass
- i) die Trennwand aus einem gewölbten Metallstück gefertigt
ist, welches zwei Seiten sowie eine Anzahl von Öffnungen aufweist, die anfänglich mit einem
zerbrechlichen Innenhütchen überdeckt sind,
- ii) das Metallstück
einen in der Breite erweiterten ringförmigen Bereich aufweist, in
welchem zwei diametral gegenüberliegende
Vertiefungen zur jeweiligen Aufnahme eines Zündsystems angeordnet sind,
- iii) in das Metallstück
ein spezifischer Kanal in Höhe
von jeder der beiden Vertiefungen so gebohrt ist, dass jede der
beiden Seiten des Metallstücks
in freier Verbindung mit jeweils einer der letzteren steht.
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Die Öffnungen
werden vorzugsweise von einem direkt auf das Metallstück aufgeschweißten zerbrechlichen
Innenhütchen überdeckt.
Darüber
hinaus wird dieses Innenhütchen
von einem elastischen Wärmeschutzüberzug überdeckt.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf 1 eine genaue
Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform gegeben.
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1 ist
eine Teilansicht eines Längsschnitts
durch einen erfindungsgemäßen Motor.
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In
der 1 kann man erkennen, dass eine Trennwand 1 eines
erfindungsgemäßem Motors 100 aus
einem metallischen, zylindrischen, gewölbten Teil besteht, das eine
erste Seite 1a, eine zweite Seite 1b und eine
ringförmige
erweiterte Zone 2 aufweist. Diese Trennwand 1 umfasst
außerdem
eine Anzahl von Öffnungen 3 sowie
zwei sich diametral gegenüberliegende
Vertiefungen 4, 5, welche in der erweiterten ringförmigen Zone 2 angeordnet
sind. In Höhe
von jeder der beiden Vertiefungen 4, 5 ist in
der Trennwand ein spezifischer Kanal 6, 7 so ausgebohrt,
dass einerseits die Vertiefung 4 mit der Seite 1a in
freier Verbindung steht und andererseits die Vertiefung 4 mit
der Seite 1b in freier Verbindung steht.
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Ein
Sockel 14, der aus einem starren Wärme isolierenden Material besteht
und auf dem eine allgemein ringförmige
und im Querschnitt im Wesentlichen dreieckige pyrotechnische Zündladung 15 angebracht
ist, weist einen Boden 16 auf, der längs der Seite 1a der
Trennwand 1 verleimt ist. Dieser Sockel 14 weist
außerdem
eine Bohrung 17 auf, die auf den Ausgangsabschnitt des
mit der Vertiefung 4 verbundenen Kanals 6 trifft.
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Ein
zerbrechliches Innenhütchen 18,
das die Öffnungen 3 überdeckt
und mit einer peripheren Einfassung 19 versehen ist, wird
in Höhe
dieser peripheren Einfassung 19 auf der Fläche 1b der
Trennwand 1 angeschweißt.
Auf diesem Innenhütchen 18 ist
außerdem
ein elastischer Wärmeschutzüberzug 40 aufgetragen
und dann angeklebt. Auf der Seite 1b wird in Höhe der erweiterten
ringförmigen
Zone 2 der Trennwand 1 ein aus einem starren Wärme isolierenden
Material bestehendes ringförmiges
Teil 20 angeklebt. Das Innenhütchen 18 und das ringförmige Teil 20 sind
so bemessen, dass letzteres das Innenhütchen 18 über dessen
gesamten Außenumfang
dicht umschließt,
mit Ausnahme einer Zone 21 gegenüber dem Ausgangsabschnitt des
mit der Vertiefung 5 verbundenen Kanals 7. Sodann
wird auf dem ringförmigen
Teil 20 ein ringförmiger,
brennbarer, eine pyrotechnische Zündladung 23 enthaltender
Beutel 22 angeklebt.
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Aus 1 ist
auch zu ersehen, dass sich der Motor 100 aus einem oberhalb
gelegenen zylindrischen metallischen Körper 24 und einem
unterhalb gelegenen zylindrischen metallischen Körper 25 zusammensetzt,
welche jeweils ein Ende 26, 27 aufweisen, das
auf der ringförmigen
erweiterten Zone 2 der Trennwand 1 angeschweißt ist.
Sowohl in den oberhalb gelegenen Körper 24 als auch in
den unterhalb gelegenen Körper 25 ist
ein zylindrischer Wärmeschutzüberzug 28, 29 eingeschoben
und kommt mit der ringförmigen
erweiterten Zone 2 in Anschlag. Sowohl der oberhalb gelegene
Körper 24 als
auch der unterhalb gelegene Körper 25 weisen
ebenso wie ihre zugeordneten Wärmeschutzüberzüge 28, 29 ein nicht
dargestelltes Ende auf, das oberhalb des Motors 100 aufhört und ein
nicht darge stelltes Ende, das in der Nähe einer Schubdüse für den Austritt
des Gases am hinteren Ende des Motors 100 aufhört.
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Eine
pyrotechnische Ladung 30 von zylindrischer Form und einem
Durchmesser, der genau dem Durchmesser des Wärmeschutzüberzugs 28 gleicht wird
in den oberhalb gelegenen Körper 24 eingeführt und
nahe der pyrotechnischen Zündladung 15 angeordnet.
Ebenso wird eine pyrotechnische Ladung 31 von zylindrischer
Form und einem Durchmesser, der aber kleiner ist als der Durchmesser
der pyrotechnischen Ladung 30 in den unterhalb gelegenen
Körper 25 eingeführt. Ein
zusätzlicher
Wärmeschutzüberzug 32 wird
zwischen der pyrotechnischen Ladung 31 und dem Wärmeschutzüberzug 29 angeordnet,
um den zwischen den beiden bestehenden Raum auszufüllen. Diese
beiden pyrotechnischen Ladungen 30, 31, die schematisch
mit einem Zentralkanal wiedergegeben sind, können sich in Wirklichkeit ebenso
gut aus kompakten Blöcken
wie aus mehrfach von Kanälen
mit unterschiedlichen Querschnitten durchlöcherten Blöcken zusammensetzen.
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Es
ist außerdem
möglich,
jederzeit einen elektrisch betätigbaren
pyrotechnischen Zünder 33, 34 in
jede der beiden Vertiefungen 4, 5, einzuführen. Es
ist offensichtig vernünftiger,
dies zu machen, nachdem der Motor 100 an den Ort seiner
Verwendung oder an den Ort seiner endgültigen Lagerung. transportiert
worden ist. Jeder dieser beiden Zünder wird in der ihm entsprechenden
Vertiefung 4, 5 mittels einer Schraubverbindung
befestigt. Darüber
hinaus werden die beiden Zünder 33, 34 jeweils
mit Hilfe von nicht wiedergegebenen außen am Motor 100 angeordneten
elektrischen Leitungen an eine Stromquelle angeschlossen. Genauer
gesagt kann die Stromquelle wahlweise vor oder nach dem Motor 100 angeordnet
sein und die elektrischen Leitungen, die beispielsweise in außen angebrachten
Kabelschächten
untergebracht sein können,
verlaufen je nach der Anordnung dieser Stromquelle fast über ihre
gesamte Länge
entlang dem oberhalb gelegenen Körper 24 oder
entlang dem unterhalb gelegenen Körper 25.
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Im
Betrieb wird der hinten an einer Lenkwaffe angeordnete Motor 100 gestartet,
wenn der Zünder 34 unter
Strom gesetzt wird und die so gebildeten Gase in Kontakt mit der
pyrotechnischen Zündladung 23 kommen,
wenn sie durch den Kanal 7 und die Zone 21 hindurch
getreten sind. Diese pyrotechnische Zündladung 23 wird unmittelbar
entzündet
und verursacht die Auslösung
der Verbrennung des brennbaren Beutels 22 und dann der
pyrotechnischen Ladung 31. Letztere erzeugt dann die Verbrennungsgase,
welche aus der hinten am Motor 100 angebrachten Austrittsdüse entweichen.
Der zweite Zünder 32 wird
nach einer vorbestimmten Verzögerung
aktiviert und die gebildeten Gase treffen nach Durchtritt durch
den Kanal 6 und die Bohrung 17 auf die pyrotechnische
Zündladung 15.
Diese pyrotechnische Zündladung 15 wird
dadurch in Brand gesetzt und löst
die Zündung
der pyrotechnischen Ladung 30 aus. Letztere setzt dann
Verbrennungsgase frei, welche einen solchen Druck auf das zerbrechliche
Innenhütchen 18 und
auf den elastische Wärmeschutzüberzug 40 ausüben, dass
diese in Höhe
der Öffnungen 3 der
Trennwand 1 aufbrechen, wodurch die Gase schließlich durch
die Aufrittsdüse
entweichen können.