DK143371B

DK143371B - ROCKET MAGAZINE AND LAUNCHING STATION WITH ORGANIZATION REGULATIONS

Info

Publication number: DK143371B
Application number: DK307277A
Authority: DK
Inventors: E T Piesik
Original assignee: Gen Dynamics Corp
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1977-07-07
Publication date: 1981-08-10
Also published as: DK307277A; DK143371C

Description

14337 114337 1

Opfindelsen omhandler et raketmagasin og -afskydningsstation med organer til regulering af udstødsgasserne og af den i krav l’s indledende del angivne art.The invention relates to a rocket magazine and launch station with means for regulating the exhaust gases and of the nature specified in the preamble of claim 1.

Når raketbatterier skal opstilles et sted med en minimal plads, 5 eksempelvis om bord på et fartøj, er det ofte nødvendigt at samle udstødsrørene fra de enkelte raketafskydningsrør i et forgreningsrør med en fælles udstødsledning. Herved kan varme udstødsgasser med en temperatur på ca. 3300° C ved affyring af en enkelt raket forplante sig til naboraketter i batteriet, 10 og et tilbageslag af udstødsgassen fra antændingen af en ra kets første trin kan bevirke antænding af et eller flere efterfølgende rakettrin i flertrinsraketter, alt med risiko for igangsætning af en katastrofal kædereaktion.When rocket batteries are to be installed in a place with a minimal space, for example on board a vessel, it is often necessary to assemble the exhaust pipes from the individual rocket launch pipes in a manifold with a common exhaust pipe. This allows hot exhaust gases with a temperature of approx. 3300 ° C by firing a single rocket propagate to neighboring rockets in the battery, 10 and a kickback of the exhaust gas from the ignition of a rocket's first stage can cause the ignition of one or more subsequent rocket steps in multi-stage rockets, all at risk of starting a catastrophe chain reaction.

Fra beskrivelsen til U.S.A.-patent nr. 2 445 423 kendes et 15 raketmagasin med døre, hvis hængsler og trykfjedre er anbragt direkte i udstødsgasstrømmen fra en overliggende affyret raket, hvorved dørene umiddelbart under den affyrede raket kan rives løs eller beskadiges således, at de forbliver på klem efter affyringen. Varmeudviklingen kan igennem grenrøret 20 forplante sig til andre dørpartier med samme virkning, hvor ved gastrykket ved en følgende affyring kan presse således beskadigede døre op i stedet for at lukke dem og derved muliggøre en cirkulation af de varme udstødsgasser i andre raketters overgangssektioner med en utidig antændelse af disse 25 raketter til følge.From the specification of US Patent No. 2 445 423, there is known a rocket magazine with doors whose hinges and compression springs are arranged directly in the exhaust gas stream from an overhead fired rocket, whereby the doors immediately below the fired rocket can be torn loose or damaged so that they remain squeezed after firing. The heat generation through the manifold 20 can propagate to other door sections having the same effect, whereby the gas pressure, upon subsequent firing, can push up thus damaged doors instead of closing them, thereby allowing circulation of the hot exhaust gases in the transition sections of other rockets with an outward ignition. of these 25 rockets as a result.

Opfindelsen har til formål at afhjælpe denne ulempe.The invention has for its object to overcome this disadvantage.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved et raketmagasin og -afskydningsstation af den i krav l's kendetegnende del angivne konstruktion. Da der her ikke anvendes nogen fjederforspænding, 30 og dørene er anbragt ved modstående sider af det enkelte element, er konstruktionen ifølge opfindelsen velegnet til anvendelse ved en opbygning af raketafskydningsrør, hvis døre er genstand for gentagne påvirkninger fra varme udstødsgasser, samt til anvendel- 143371 2 se i forbindelse med store raketter anbragt i et antal raketopmagasineringskamre, hvis tilhørende døre under en tilfældig antændelse kan blive udsat for en langvarig strøm af varme udstødsgasser.This is achieved according to the invention at a rocket magazine and launch station of the construction as defined in claim 1. Since no spring bias is used here, and the doors are arranged on opposite sides of the individual element, the construction according to the invention is well suited for use in the construction of rocket launch pipes, whose doors are subject to repeated effects from hot exhaust gases, and for use. 2 see in connection with large rockets arranged in a number of rocket storage chambers whose associated doors may be subjected to a prolonged flow of hot exhaust gases during a random ignition.

Nærmere enkeltheder angående midlerne til den afbalancerede 5 ophængning af dørene er angivet i krav 2-6.Details of the means for the balanced suspension of the doors are given in claims 2-6.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser et lodret længdesnit igennem en afskydningsstation ifølge opfindelsen, visende dørene afbalan-10 . ceret til fuldt lukket stilling.The invention is further explained below in connection with the drawing, in which: fig. 1 shows a vertical longitudinal section through a firing station according to the invention, showing the doors balanced-10. to a fully closed position.

fig. 2 et lodret længdesnit igennem tre afskydningsstationer forbundet med et fælles grenrør og visende to forskellige raketaffyringstilstande.FIG. 2 is a vertical longitudinal section through three launching stations connected to a common manifold, showing two different rocket launch modes.

fig. 3 et lodret længdesnit svarende til fig. 1, men visende 15 dørene hængende i en uafbalanceret åben, næsten lod ret stilling, fig. 4 et lodret længdesnit svarende til fig. 1, visende hele afskydningsstationen i udvippet stilling og dennes virkning på dørene, 20 fig. 5 et lodret tværsnit langs linien 5-5 på fig. 1, visende det øverste parti af en af dørene, fig. 6 et lodret tværsnit langs linien 6-6 på fig. 1, visende detaljer af overgangssektionen, fig. 7 et vandret snit langs linien 7-7 på fig. 1, visende 25 dørene i fuldt lukket stilling, fig. 8 et vandret snit langs linien 8-8 på fig. 2, visende koncentriske Pitot-trykringe for udstødsgasstrømmen, og 3 143371 fig. 9 et vandret snit i planet for fig. 7, visende dørene i en delvis åben ligevægtsstilling.FIG. 3 is a vertical longitudinal section similar to FIG. 1, but showing the 15 doors hanging in an unbalanced open, almost upright position; FIG. 4 is a vertical longitudinal section similar to FIG. 1, showing the entire firing station in the folded position and its effect on the doors; FIG. 5 is a vertical cross section taken along line 5-5 of FIG. 1, showing the upper portion of one of the doors; FIG. 6 is a vertical cross section taken along line 6-6 of FIG. 1, showing details of the transition section; FIG. 7 is a horizontal section along line 7-7 of FIG. 1, showing the doors in fully closed position; FIG. 8 is a horizontal section along line 8-8 of FIG. 2, showing concentric Pitot pressure rings for the exhaust gas flow; and FIG. 9 is a horizontal section in the plane of FIG. 7, showing the doors in a partially open equilibrium position.

Fig. 1 viser et raketmagasin og -afskydningsstation 10, der omfatter et rørformet element eller kammer 20, som rummer en 5 raket 22, en overgangssektion 26 og et fælles grenrør 28.FIG. 1 shows a rocket magazine and launch station 10 comprising a tubular member or chamber 20 which contains a rocket 22, a transition section 26 and a common manifold 28.

Kammeret 20 kan være lukket eller åbent ved toppen og siderne. Inden i kammeret 20 understøttes raketten 22 på ikke vist konventionel måde og behøver ikke at positioneres langs eller blot nøjagtigt parallelt med kammerets akse. Ved bunden af 10 kammeret 20 er der en udløbsåbning 30, igennem hvilken udstødsgasser fra raketten 22 ved dennes affyring kan strømme ind i overgangssektionen 26. I denne er der anbragt reguleringsorganer 32 til at styre strømmen af gennemgående udstødsgasser som nærmere beskrevet nedenfor.The chamber 20 may be closed or open at the top and sides. Within chamber 20, rocket 22 is supported in a conventional manner not shown and need not be positioned along or just exactly parallel to the axis of the chamber. At the bottom of the chamber 20 there is an outlet opening 30 through which exhaust gases from the rocket 22, upon firing thereof, can flow into the transition section 26. In this, control means 32 are arranged to control the flow of through exhaust gases as further described below.

15 En åbning 34 er tilvejebragt i et øverste parti af grenrøret 28 fra bunden af overgangssektionen 26. Grenrøret 28 og åbningerne 34 er anbragt i tilstrækkelig afstand under niveauet af udløbsåbningen 30 til, at reguleringsorganerne 32 kan anbringes i normalt lodretstående partier af overgangssektio-20 nerne 26 af nedenfor anførte grunde. Kammeret 20 behøver dog ikke at anbringes lodret oven over grenrøret 28 som vist på tegningen, men kan også skråstilles i en i det væsentlige vilkårlig hældningsvinkel i forhold til lodret, idet overgangssektionen 26 har passende hældende partier til at danne 25 mellemforbindelsen.An opening 34 is provided in an upper portion of the manifold 28 from the bottom of the transition section 26. The manifold 28 and the openings 34 are spaced sufficiently below the level of the outlet opening 30 for the regulating means 32 to be placed in normally vertical portions of the transition sections 20 26 for the reasons set out below. However, the chamber 20 need not be placed vertically above the manifold 28 as shown in the drawing, but may also be inclined at a substantially arbitrary angle of inclination relative to the vertical, with the transition section 26 having suitable inclined portions to form the intermediate connection.

Konstruktionen ifølge opfindelsen anvendes først og fremmest i forbindelse med et antal stationer 10, som er forbundet til et fælles grenrør 28, så at der kræves en styring af udstødsgasserne ind i og ud fra grenrøret. Fig. 2 viser eksempel-30 vis tre sådanne stationer 10 anbragt i en række langs med grenrøret 28. Stationerne 10 er i det væsentlige identiske og omtales, regnet fra venstre mod højre på figuren, som station nr. 1, 2 og 3.The construction according to the invention is first and foremost used in connection with a number of stations 10 connected to a common manifold 28 so that a control of the exhaust gases into and out of the manifold is required. FIG. 2, for example, 30 shows three such stations 10 arranged in a row along the manifold 28. The stations 10 are essentially identical and are referred to, from left to right in the figure, as station # 1, 2 and 3.

143371 4143371 4

Som vist på fig. 1 omfatter reguleringsorganerne 32 et par modstående døre, nemlig en første dør 40 og en anden dør 42, som er i det væsentlig identiske. Døre 40 er svingeligt ophængt langs en øverste inderkant 44 over et hængsel 46 til 5 et indadragende første kantparti 48 af overgangssektionen 26.As shown in FIG. 1, the control means 32 comprise a pair of opposite doors, namely a first door 40 and a second door 42 which are substantially identical. Doors 40 are pivotally suspended along an upper inner edge 44 over a hinge 46 to 5 an inwardly extending first edge portion 48 of the transition section 26.

På lignende måde er døren 42 svingeligt ophængt langs en modstående øverste indvendig kant 50 over et hængsel 52 til et modstående indadragende andet kantparti 54 af overgangssektionen 26.Similarly, the door 42 is pivotally suspended along an opposing upper inner edge 50 over a hinge 52 to an opposing inwardly extending second edge portion 54 of the transition section 26.

10 Dørene 40 og 42 svinger sammen i lukket stilling under påvirkning af et tryk i grenrøret 28, som nærmere beskrevet nedenfor, for at forhindre udstødsgasser i at strømme fra grenrøret 28 opad igennem overgangssektionen 26 og ind i kammeret 20, når en raket 22 i en anden raketstation 10 affyres (stil-15 lingen af dørene 40 og 42 i station nr. 2 på fig. 2). Dørene 40 og 42 svinger ned i åben stilling under den kombinerede virkning af et tryk i grenrøret 28 og tryk fra udstødsgasser, der udsendes fra en overliggende raket 22, når denne affyres, med en sådan åbning, at en udstødsgasstrøm 56 (stationerne nr.The doors 40 and 42 pivot together in closed position under the influence of a pressure in the manifold 28, as further described below, to prevent exhaust gases from flowing from the manifold 28 upwardly through the transition section 26 and into the chamber 20 when a rocket 22 reaches a second rocket station 10 is fired (the positioning of the doors 40 and 42 of station # 2 in Fig. 2). The doors 40 and 42 pivot into open position under the combined effect of a pressure in the manifold 28 and pressure from exhaust gases emitted from an overhead rocket 22 when fired, with an opening such that an exhaust gas stream 56 (stations no.

20 1 og 3 på fig. 2), der strømmer nedad imellem de åbne døre, fungerer som en "gasprop”, som forhindrer en strøm af udstødsgasser fra grenrøret 28 i at strømme tilbage igennem dørene og opad til kammeret 20.20 1 and 3 in FIG. 2) flowing downwards between the open doors acts as a "gas plug" which prevents a flow of exhaust gases from the manifold 28 from flowing back through the doors and upwards to the chamber 20.

Som vist på fig. 1, 2, 4 og 5 er dørene 40 og 42 afbalanceret 25 ved hjælp af vægte henholdsvis 58 og 60, som er fastgjort til de øverste udvendige partier af dørene. Afbalanceringsvægtene kan anbringes uden for overgangssektionen, da hængselsaksen kan gå igennem overgangssektionsvæggen i tilfælde af passende tætlukninger. Vægtene 58 og 60 er fortrinsvis udformet således, 30 at når kammeret 20 og overgangssektionen 26 er anbragt lodret, hænger dørene 40 og 42 alene ved tyngdekraftens hjælp og under statisk, ikke-affyret stand i fuldstændig lukket (fig. 1) eller meget nær lukket stand. Det vil sige, at den kombinerede vægt af dørene 40 og 42 og vægtene 58 og 60 samt positioneringen 35 af hængslerne 46 og 52 bringer dørene 40 og 42 til netop at 14337 1 5 lukke 1, så at de nederste dørkanter henholdsvis 64 og 66 er i let indbyrdes berøring under den statiske tilstand uden påvirkning af udstødsgas på nogen af dørsiderne. I helt lukket stilling indtager dørene 40 og 42 fortrinsvis en vinkel på 5 eller mindre end ca. 30° i forhold til lodret, men dørene fungerer dog korrekt ved lukkevinkler på op til 90° (dvs. når lukkestillingen er vandret). En afbalancering til at presse dørene 40 og 42 tæt sammen i lukkestillingen under statisk stand er både unødvendigt og uønskeligt som nærmere omtalt 10 nedenfor.As shown in FIG. 1, 2, 4 and 5, the doors 40 and 42 are balanced 25 by means of weights 58 and 60, respectively, which are attached to the upper outer portions of the doors. The balancing weights can be placed outside the transition section, as the hinge axis can pass through the transition section wall in case of appropriate sealing closures. The weights 58 and 60 are preferably formed such that when the chamber 20 and the transition section 26 are arranged vertically, the doors 40 and 42 hang only by the force of gravity and under static, un-fired condition in the fully closed (Fig. 1) or very close condition. That is, the combined weight of the doors 40 and 42 and the weights 58 and 60 as well as the positioning 35 of the hinges 46 and 52 causes the doors 40 and 42 to close 1 precisely, so that the lower door edges 64 and 66, respectively, are in slight mutual contact during the static state without impact of exhaust gas on any of the door sides. In fully closed position, the doors 40 and 42 preferably take an angle of 5 or less than approx. 30 ° in relation to vertical, but the doors work correctly at closing angles of up to 90 ° (ie when the closing position is horizontal). A balancing to compress the doors 40 and 42 tightly in the closing position under static condition is both unnecessary and undesirable as discussed further below.

Dørene 40 og 42 behøver imidlertid ikke at afbalanceres til helt eller næsten helt lukket stilling under statisk stand.However, the doors 40 and 42 need not be balanced to a fully or almost completely closed position under static condition.

Prøver har vist, at når blot dørene 40 og 42 er udformet således, at de under statisk stand hænger selv blot med en smule 15 indadhældende stilling imod den langsgående lodrette akse af overgangssektionen 26, fungerer de fuldt tilfredsstillende. Eksempelvis vil dørene 40 og 42 fungere korrekt, selv om de i statisk stand hænger næsten lodret, som vist på fig. 3.Tests have shown that when the doors 40 and 42 are designed so that under static condition they even hang slightly with an inwardly inclined position against the longitudinal vertical axis of the transition section 26, they function fully satisfactorily. For example, the doors 40 and 42 will function properly, although in static condition, they hang almost vertically, as shown in FIG. Third

Såfremt dørene 40 og 42 hænger i en sådan næsten lodret sta-20 tisk stand, er vægtene 58 og 60 normalt unødvendige, forud sat at dørene ophænges excentrisk i de øverste indvendige kanter 44 og 50.If the doors 40 and 42 hang in such an almost vertical static condition, weights 58 and 60 are usually unnecessary, provided that the doors are suspended eccentrically at the upper inner edges 44 and 50.

Imidlertid er der væsentlige fordele ved at afbalancere dørene 40 og 42 således, at de under statisk stand er i lukkket stil-25 ling. Ved mange anvendelser, især om bord på fartøjer, kan hele raketstationen 10 i det mindste af og til blive udvippet i en skrå stilling (fig. 4). Såfremt dørene 40 og 42 ikke er vægtafbalancerede og derfor hænger næsten lodret ved plant underlag (fig. 3), vil den ene af dørene komme til at hælde 30 bort fra i stedet for hen imod overgangssektionens længdeakse, selv når stationen 10 kun hældes i ringe grad. Det kan da ske, at begge dørene 40 og 42 ikke lukker ordentligt ved grenrørstrykket , når en anden raket 22 affyres, og når selve den tilhørende raket ovenover affyres, kan den udadhældende dør nå 35 at svinge så langt ud, at udstødsgasstrømmen 56 ikke helt 6 14337 1 virker som en gasprop, så at udstødsgasser kan slå tilbage fra grenrøret 28 til kammeret 20.However, there are significant advantages in balancing the doors 40 and 42 such that they are in a static position in a closed position. In many applications, especially on board vessels, the entire rocket station 10 can at least occasionally be tilted in an oblique position (Fig. 4). If the doors 40 and 42 are not weight balanced and therefore hang almost vertically on a level surface (Fig. 3), one of the doors will tilt 30 away instead of towards the longitudinal axis of the transition section, even when the station 10 is only poured into rings degree. It may then happen that both doors 40 and 42 do not close properly at the manifold pressure when another rocket 22 is fired, and when the associated rocket itself is fired, the outwardly inclined door 35 can swing so far that the exhaust gas flow 56 does not completely 6 acts as a gas plug, so that exhaust gases can return from the manifold 28 to the chamber 20.

En afbalancering af dørene 40 og 42 til lukket eller næsten lukket statisk stand, når stationen 10 ligger plant, vil sikre, 5 selv om den ene dør kan svinge imod åben stilling, når sta tionen 10 vippes, at begge dørene stadig vil forblive hældende (om end ikke symmetrisk) imod overgangssektionen for alle praktiske vipningsvinkler af stationen 10 (fig. 4) og derved er i stand til at fungere korrekt. Funktionen af dørene under 10 vipningsbetingelser tilvejebringes endvidere ved anslag 68, som er fastgjort til indersiderne af væggene 70 af overgangssektionen 26 på steder, der forhindrer de respektive døre 40 og 42 i at svinge forbi deres normale, fuldt lukkede stilling.Balancing the doors 40 and 42 to closed or nearly closed static position when station 10 is level will ensure 5, although one door can swing toward open position when station 10 is tilted, that both doors will still remain inclined ( albeit not symmetrically) towards the transition section for all practical tilting angles of station 10 (Fig. 4) and thereby capable of functioning properly. Furthermore, the operation of the doors under 10 tilt conditions is provided by abutment 68, which is attached to the inside of the walls 70 of the transition section 26 in places preventing the respective doors 40 and 42 from swinging past their normal, fully closed position.

Der er også en anden fordel ved at afbalancere dørene 40 og 15 42 til lukket stilling under statisk stand, selv om stationen 10 ikke underkastes nogen vipning. Selv om dørene 40 og 42 i praksis vil fungere korrekt, selv når de hænger næsten lodret åbne under statisk stand, er det ikke umiddelbart indlysende, at dette vil være resultatet. Eksempelvis er det ikke 20 øjensynligt, at trykket i grenrøret vil lukke de åbent hængende døre i ikke-affyrede stationer. Derfor fremtræder anlægget mere funktionelt, hvis dørene 40 og 42 afbalanceres til at være lukket under statisk stand. Da imidlertid en mekanisk funktionssvigt kunne tænkes at forhindre dørene 40 og 42 i 25 at dreje sig til lukket stilling under statisk stand fra en åbent hængende stilling, opnås der en sikkerhedsfaktor ved at afbalancere dørene på den beskrevne måde.There is also another advantage of balancing the doors 40 and 15 42 to the closed position under static condition, although the station 10 is not subjected to any tilt. In practice, although doors 40 and 42 will function properly, even when they hang almost vertically open under static condition, it is not immediately obvious that this will be the result. For example, it is not apparent that the pressure in the manifold will close the open hanging doors of non-fired stations. Therefore, the system appears more functional if the doors 40 and 42 are balanced to be closed under static condition. However, since a mechanical failure could conceivably prevent doors 40 and 42 from turning to the closed position under static condition from an open hanging position, a safety factor is obtained by balancing the doors in the manner described.

I visse tilfælde vil dørene 40 og 42 ved affyring af en oven-liggende raket 22 som nærmere beskrevet nedenfor tvinges af 30 udstødsgastrykket til en delvis åben ligevægtsstilling som vist på station nr. 1 på fig. 2. Ved andre ligevægtstilstande vil dørene 40 og 42 blive tvunget til fuldstændig åben stand, i hvilken de hælder bort fra i stedet for hen imod lodret (station nr. 3 på fig. 2). For at muliggøre en sådan helt åben 143371 7 stand er overgangssektionen 26 profileret i trapezform med de nederste partier af overgangssektionens endevægge 72 og 74 hældende udad fra lodret langs grenrørets akse, som vist på fig. 1 og 2. For at dørene 40 og 42 kan åbnes fuldstændigt med 5 deres yderflader henholdsvis 76 og 78 i berøring med de til svarende inderflader henholdsvis 80 og 82 af endevæggene henholdsvis 72 og 74, er endevæggenes øvérste partier 90 og 92 forkrøppet udefter til at skabe frigang for vægtene henholdsvis 58 og 60.In some cases, when firing an overhead rocket 22, as described below, the doors 40 and 42 will be forced by the exhaust gas pressure to a partially open equilibrium position as shown at station # 1 in FIG. 2. In other equilibrium states, the doors 40 and 42 will be forced into a fully open position in which they are inclined away from instead of vertically (station # 3 in Fig. 2). To enable such a fully open stand, the transition section 26 is profiled in trapezoidal with the lower portions of the end walls 72 and 74 of the transition section inclined outwardly vertically along the axis of the manifold, as shown in FIG. 1 and 2. In order that the doors 40 and 42 can be completely opened with their outer surfaces 76 and 78 respectively in contact with the corresponding inner surfaces 80 and 82 of the end walls respectively 72 and 74, the upper portions 90 and 92 of the end walls are curved outwards to create clearance for the weights 58 and 60 respectively.

10 En kanttæt lukning af dørene 40 og 42 for at forhindre en udsivning af udstødsgas imellem dørkanterne er tilvejebragt ved hjælp af en højtemperaturgastætning 94, der er fastgjort langs den ene eller begge de nederste dørkanter 64 og 66 (fig. 1).An edge tight closure of doors 40 and 42 to prevent exhaust gas leakage between the door edges is provided by a high temperature gas seal 94 secured along one or both of the lower door edges 64 and 66 (Fig. 1).

Da siden 70 af overgangssektionen 26 normalt hælder indad 15 (fig. 5 °g 8 og som nærmere beskrevet nedenfor), og da dørene 40 og 42 ikke er nøjagtigt rektangulære, er der tilvejebragt fleksible eller forskydelige højtemperaturtætninger 96 langs dørenes sidekanter 98. Tætningerne 96, som berører inderfla-deme 100 af siderne 70, bøjes eller glider indad langs dørene 20 40 og 42 og tilvejebringer en tætlukning af sidekanteme nan set dørstillingeme.Since the side 70 of the transition section 26 is normally inclined inwardly 15 (Fig. 5 ° g 8 and as further described below), and as the doors 40 and 42 are not exactly rectangular, flexible or displaceable high temperature seals 96 are provided along the side edges 98 of the doors. which touches the inner surfaces 100 of the sides 70, bends or slides inwardly along the doors 20 40 and 42 and provides a close closure of the side edges of the door positions.

I det mindste inderflademe 102 og 104 (fig. 1) af dørene henholdsvis 40 og 42 er isoleret med et ikke-vist overtrækslag af et varmeisolerende materiale til beskyttelse af dørene imod 25 højtemperaturvirkninger ved anslag af raketudstødsgasser. Tykkelsen af det isolerende lag afhænger som bekendt af den maksimale udstødsgashastighed og den totale udstødsgasmængde. Alternativt kan i det mindste de indvendige døroverflader 102 og 104 overtrækkes med et passende forhudningsmateriale.At least the inner surfaces 102 and 104 (Fig. 1) of the doors 40 and 42, respectively, are insulated with a non-coated coating layer of a heat insulating material to protect the doors against 25 high temperature effects in the impact of rocket exhaust gases. As is well known, the thickness of the insulating layer depends on the maximum exhaust gas velocity and the total exhaust gas volume. Alternatively, at least the interior door surfaces 102 and 104 may be coated with a suitable coating material.

30 Hængslerne 46 og 52 er beskyttet imod temperaturvirkningerne af udstødsgassen ved anbringelse uden for udstødsgasstrømmen og ved en afskærmning ved nedadragende flanger henholdsvis 110 og 112, som er udformet på overgangssektionens kantpartier henholdsvis 48 og 54. En ekstra varmebeskyttelse kan 143371 8 eksempelvis tilvejebringes ved at overtrække eller pakke hængselsområdet med konventionelle varmeisolerende materialer.The hinges 46 and 52 are protected against the temperature effects of the exhaust gas by application outside the exhaust gas flow and by a shielding at downwardly extending flanges 110 and 112, respectively, formed on the edge portions of the transition section 48 and 54, respectively. An additional heat protection can be provided, for example, by or wrap the hinge area with conventional heat insulating materials.

Især når diameteren af grenrøret 28 er lille i sammenligning med overlysbølgelængden af udstødsgasstrømmen 56, kan de ned-5 adgående udstødsgasser, der anslår bunden af grenrøret 28 i- gennem grenrørsindgangsåbningen 34, skabe så høje tryk, at gasserne skifter retning og strømmer opad langs grenrørets indervægge 114 og tilbage til overgangssektionen 26. Langstrakte aksialt forløbende strømafledere 116 er fastgjort langs 10 modstående sider af grenrørsvæggen 114 i området ved indløbs åbningen 34 for at forhindre en sådan returstrømning, idet de modstående ender af aflederne 116 strækker sig forbi de ak-siale ender af indløbsåbningen 34. Antages indløbsåbningen 34 at ligge i det væsentlige vandret, er aflederne 116 anbragt 15 med deres nedre krumme overflader 118 i et vandret plan, der går igennem selve centret af grenrøret 28 (fig. 6). Overfladerne 118, der er konkave og rager udad fra aflederne 116 til væggen 114, afleder de udstødsgasser, der strømmer opad langs væggen, og bringer dem til at strømme aksialt lange grenrøret 20 28 i stedet for opad til åbningen 34.In particular, when the diameter of the manifold 28 is small in comparison to the overhead wavelength of the exhaust gas stream 56, the downstream exhaust gases which strike the bottom of the manifold 28 through the manifold inlet opening 34 can create such high pressures that the gases shift direction and flow upwardly along the manifold. inner walls 114 and back to the transition section 26. Elongated axially extending current conductors 116 are secured along 10 opposite sides of the manifold wall 114 in the region of inlet opening 34 to prevent such return flow as the opposite ends of the deflectors 116 extend past the axial ends. of the inlet opening 34. The inlet opening 34 is assumed to be substantially horizontal, the deflectors 116 are disposed 15 with their lower curved surfaces 118 in a horizontal plane passing through the very center of the manifold 28 (Fig. 6). The surfaces 118, which are concave and protrude outwardly from the deflectors 116 to the wall 114, divert the exhaust gases which flow upwardly along the wall and cause them to flow axially long manifold 20 28 rather than upwardly to the opening 34.

Drift Når en raket 22 på en station 10 antændes, sætter udstødsgasserne, der strømmer ind i grenrøret 28, dette under tryk. Det resulterende lukkemoment på dørene 40 og 42 ved de andre sta-25 tioner (lig med grenrørstrykket gange arealet af de udvendige døroverflader 76 og 78), svinger disse døre, såfremt de oprindeligt hænger åbne, ind i helt lukket stilling og opretholder dørene lukket, så længe grenrørstrykket er lidt større end trykket i det ovenfor liggende kammer 20.Operation When a rocket 22 at a station 10 ignites, the exhaust gases flowing into the manifold 28 pressurize it. The resulting closing moment on the doors 40 and 42 at the other stations (equal to the branch pipe pressure times the area of the exterior door surfaces 76 and 78), when initially hinged open, swings into the fully closed position and maintains the doors closed. as long as the manifold pressure is slightly greater than the pressure in the above chamber 20.

30 Før raketten 22 begynder at hæve sig op fra kammeret 20 og under en indespærret affyring (station nr. 1 på fig. 2) søger dørene 40 og 42 under dette kammer at svinge ud i åben stilling ved kraftpåvirkning fra de anslåede udstødsgasser. Såfremt vægtene 58 og 60 er større end den påkrævede vægt til 143371 lige akkurat at lukke dørene 40 og 42, må der opbygges et tryk over dørene, indtil den overskydende afbalancering er overvundet. Under dette tidsrum af trykopbygning kan de indeholdte udstødsgasser beskadige raketten 22 eller dennes omgivelser, 5 og af denne grund må en sådan overskydende afbalancering undgås. Når dørene 40 og 42 svinges ud i åben stilling, opnår de normalt en ikke helt åben ligevægtsstilling, når det åbnings- . moment, der bevirkes af anslagskræfterne af raketudstødningen på de indvendige døroverflader 102 og 104, netop udligner luk-10 kemomentet som følge af grenrørstrykket, der virker på de udven dige døroverflader 76 og 78. Når udstødsgasstrømmen varierer med tiden, eksempelvis for en udslynget raket, vil både anslagskraften og grenrørstrykket variere med tiden, og dørene 40 og 42 vil svinge kontinuert til nye ligevægtsstillinger.30 Before rocket 22 begins to rise from chamber 20 and during a confined firing (station # 1 in FIG. 2), doors 40 and 42 under this chamber seek to swing out into open position by force exerted by the estimated exhaust gases. If the weights 58 and 60 are greater than the required weight to close the doors 40 and 42 just precisely, a pressure must be built over the doors until the excess balancing is overcome. During this period of pressure build-up, the contained exhaust gases can damage the rocket 22 or its surroundings, 5 and for this reason such excess balancing must be avoided. When the doors 40 and 42 are swung out in the open position, they usually achieve a not fully open equilibrium position when it opens. torque caused by the impact forces of the rocket exhaust on the interior door surfaces 102 and 104 precisely offsets the closing torque due to the manifold pressure acting on the exterior door surfaces 76 and 78. When the exhaust gas flow varies with time, both the impact force and the manifold pressure will vary with time, and the doors 40 and 42 will swing continuously to new equilibrium positions.

15 Når en antændt raket 22 bevæger sig ud af en øverste åbning 120 i kammeret 20 (station nr. 3 på fig. 2), ekspanderer udstødsgasstrømmen 56 og udfylder fuldstændigt kammerets tvær-r snitsområde i de nedre partier. For at forhindre en begrænsning af udstødsgasstrømmen under disse betingelser skal strøm-20 ningstværsnitsarealet igennem overgangssektionen 26 og gren røret 28 være mindst lige så stort som for kammeret 20, Grenrøret 28 kan for en særskilt kammerdiameter normalt konstrueres med et sådant strømningstværsnitsareal.As an ignited rocket 22 moves out of a top opening 120 in chamber 20 (station # 3 in Fig. 2), the exhaust gas stream 56 expands and completely fills the cross-sectional area of the chamber in the lower portions. In order to prevent a limitation of the exhaust gas flow under these conditions, the flow cross sectional area through the transition section 26 and the branch pipe 28 must be at least as large as that of the chamber 20. The branch pipe 28 can normally be constructed with such a flow cross sectional area for a separate chamber diameter.

Efterhånden som raketten 22 bevæger sig bort fra åbningen 30, 25 bringer udstødsgasserne ved direkte anslag imod stedse voksende arealer af de indvendige døroverflader 102 og 104 dørene 40 og 42 til slutteligt at svinge ud i fuldt åben stilling, Det forstås, at overgangssektionen 26 i området ved dørene 40 og 42 derfor skal have et i det væsentlige jævnt strømningstvær-30 snit (imellem dørene) for at undgå en begrænset strømning.As rocket 22 moves away from aperture 30, 25, by direct impact against the ever-expanding areas of interior door surfaces 102 and 104, exits doors 40 and 42 to eventually swing out into fully open position. It is understood that the transition section 26 in the region the doors 40 and 42 must therefore have a substantially uniform flow cross-section (between the doors) to avoid a restricted flow.

Under en affyring vil luft og gasser over dørene 40 og 42 ved affyrings stationen medrives ind i udstøds strømmen 56 og derved nedsætte trykket i kammeret 20 og trække luft fra omgivelserne ind igennem den øverste åbning 120 af kammeret (station nr. 1 35 på fig. 2). Er den øverste ende af kammeret 20 lukket, vil der opstå delvis vakuum i kammeret.During a firing, air and gases above the doors 40 and 42 at the firing station will be entrained in the exhaust stream 56, thereby reducing the pressure in the chamber 20 and drawing air from the surroundings through the upper opening 120 of the chamber (station # 1 35 in FIG. 2). If the upper end of chamber 20 is closed, partial vacuum will occur in the chamber.

143371 10143371 10

Udformningen af dørene 40 og 42 og overgangssektionen 26 kræver hensyntagen til følgende parametre: De ballistiske værdier af raketmotoren (inclusive kammertryk, strømningshastighed, forbrændingstemperatur og strubediameter), strømnings-5 tværsnitsarealet af kammeret 20, det maksimale kammertryk under en normal affyring, strømningstværsnitsarealet af grenrøret 28, trykket i grenrøret som følge af den maksimale udstødsgasstrømshastighed, den tilladelige højde af overgangssektionen og en teoretisk eller eksperimentel beskrivelse af raketud-10 stødningens strømningsfelt som en funktion af tiden og de ak- siale og radiale retninger (de udkrævede strømningselementer er: Pitot-trykket, det statiske tryk eller det lokale omgivende tryk den statiske temperatur, den totale temperatur, has tigheden, Mach-tallet, gaskonstanten og varmefyldeforholdet).The design of the doors 40 and 42 and the transition section 26 requires the following parameters: The ballistic values of the rocket engine (including chamber pressure, flow rate, combustion temperature and throttle diameter), the flow cross-sectional area of the chamber 20, the maximum chamber pressure of the griddle space flow, 28, the pressure in the manifold due to the maximum exhaust gas flow rate, the allowable height of the transition section and a theoretical or experimental description of the rocket ejection flow field as a function of time and the axial and radial directions (the required flow elements are: pressure, static pressure, or local ambient pressure, static temperature, total temperature, velocity, Mach number, gas constant, and heat density ratio).

15 Formgivningen sker normalt på følgende måde:The design is usually done as follows:

Topdimensionerne af dørene 40 og 42 og af overgangssektionen 26 er bestemt ved endedimensionerne af kammeret 20 og/eller kammerets strømningsareal. Såfremt kammerets tværsnit er cirkulært, foretages en omsætning til rektangulære dimensioner.The top dimensions of the doors 40 and 42 and of the transition section 26 are determined by the end dimensions of the chamber 20 and / or the flow area of the chamber. If the cross-section of the chamber is circular, a reaction is made to rectangular dimensions.

20 Dimensionerne af de nederste dørkanter 64 og 66 er bestemt af kravet til, at åbningen imellem disse kanter skal være helt opslugt af udstødsgasstrømmens Pitot-tryk, PR> dvs. mindst lige så stort som det statiske tryk i grenrøret 28. Ethvert særskilt tværsnit igennem udstødsstrømmen (eller strømningsfeltet) 25 56 kan i det væsentlige beskrives som en række koncentriskeThe dimensions of the lower door edges 64 and 66 are determined by the requirement that the opening between these edges must be completely engulfed by the Pitot pressure of the exhaust gas stream, ie> at least as large as the static pressure in the manifold 28. Any separate cross-section through the exhaust stream (or flow field) 25 56 can be essentially described as a series of concentric

Pp-ringe som vist på fig. 8, hvor PR vokser hen imod aksen af udstødstrømmen 56, så at PR1 > P^ T'Prj >Pr4’ hvilket sidste er lig med det omgivende tryk P^^g. Det statiske tryk i grenrøret 28 bestemmes på konventionel og velkendt måde ud fra massestrømningshastigheden og de statiske egenskaber af udstødningen og ud fra grenrørets tværsnitsareal. Som vist på fig. 9 må trykket PR inden for en diameter 122 som bestemt ved den åbne ligevægtsstilling af dørene 40 og 42 under en særskilt affyringsstand være mindst lige så stort som det statiske grenrørstryk for at forhindre gasser i grenrøret i at strømme tilbage til kammeret 20.PP rings as shown in FIG. 8, where PR grows toward the axis of the exhaust stream 56 such that PR1> P ^ T'Prj> Pr4 ', which last is equal to the ambient pressure P ^^ g. The static pressure in the manifold 28 is determined in conventional and well known manner from the mass flow rate and static properties of the exhaust and from the cross-sectional area of the manifold. As shown in FIG. 9, the pressure PR within a diameter 122 as determined by the open equilibrium position of the doors 40 and 42 under a separate firing position must be at least as large as the static manifold pressure to prevent gases in the manifold from flowing back to the chamber 20.

143371 11 Såfremt raketmotorens ballistik varierer med tiden, varierer også udstødningens trykfelt og derved også trykket i grenrøret 28 for et fastlagt strømningsareal af dette. Den oprindelige udformning er baseret på den maksimalt ventede ra-5 kethastighed (og -ballistik) og kontrolleres ved mindre strøm ningshastigheder for at sikre, at grenrørstrykket ikke overstiger udstødningens Pitot-tryk ved den nye ligevægtsstilling af dørene. Er dette tilfældet, skal dimensionerne af de neder ste dørkanter 64 og 66 for at forhindre en tilbagestrømning 10 gøres mindre, så at der vil opstå et større Pitot-tryk af ud stødningen ved den nederste af dørene.If the ballistics of the rocket engine vary with time, the pressure field of the exhaust also varies, and thus also the pressure in the manifold 28 for a defined flow area thereof. The original design is based on the maximum expected rocket velocity (and ballistics) and is controlled at smaller flow rates to ensure that the manifold pressure does not exceed the Pitot pressure of the exhaust at the new equilibrium position of the doors. If this is the case, the dimensions of the lower door edges 64 and 66 to prevent a backflow 10 must be reduced so that a greater Pitot pressure of the ejection will occur at the lower of the doors.

For at kunne rumme et forholdsvis stort antal kamre 20 langs grenrøret 28 minimeres længdeudstrækningeme af grenrørets indløbsåbninger 34. Da strømningsarealet inde i grenrøret skal 15 være mindst lige så stort som strømningsarealet af et kammer 20 under en normal udskydning, og når dørene svinger ud i fuld åben stilling, er det ønskeligt, at dimensionerne af de nederste dørkanter 64 og 66 gøres så store som muligt inden for de ovennævnte begrænsninger.In order to accommodate a relatively large number of chambers 20 along the manifold 28, the longitudinal extensions of the manifold inlet openings 34 are minimized. Since the flow area inside the manifold 15 must be at least as large as the flow area of a chamber 20 during a normal extension and when the doors swing out in full open position, it is desirable that the dimensions of the lower door edges 64 and 66 be made as large as possible within the above restrictions.

20 Når top- og bunddimensionerne af dørene 40 og 42 er bestemt ud fra de forannævnte kriterier, bestemmes længden (eller højden) af dørene fra ligevægtstilstanden imellem momenterne på de indvendige og udvendige døroverflader henholdsvis 102, 104 og 76, 78. Trykket i grenrøret 28 betragtes som virkende 25 i det væsentlige jævnt på de udvendige døroverflader 76 og 78 til frembringelse af et lukkemoment, der modvirkes af udstødsstrømmens ikke-jævne anslagstrykkraft integreret over de indvendige døroverflader 102 og 104. Efter at top- og bunddimen-sioneme af dørene 40 og 42 og trykket i grenrøret 28 er blevet 30 bestemt, bliver afbalanceringen af disse momenter en funktion af dørarealet, dørlængden, udstødsstrømmens anslagsvinkel i forhold til de indvendige døroverflader 102, 104 og anslagsområdet i udstødsstrømmen 56 (som bestemmer et genopretningstryk ved en særskilt underlydshastighed eller et overlyds Mach-35 tal af udstødsgasseme), idet anslaget bliver mindre kraftigt, efterhånden som dørene svinger bort fra deres lukkede stilling.20 When the top and bottom dimensions of the doors 40 and 42 are determined by the aforementioned criteria, the length (or height) of the doors from the equilibrium state is determined between the moments of the interior and exterior door surfaces 102, 104 and 76, 78 respectively. The pressure in the manifold 28 is considered to act substantially evenly on the exterior door surfaces 76 and 78 to produce a closing torque which is counteracted by the non-uniform impact thrust of the exhaust stream integrated over the interior door surfaces 102 and 104. After the top and bottom dimensions of the doors and 42 and the pressure in the manifold 28 has been determined 30, the balancing of these moments becomes a function of the door area, the length of the door, the impact angle of impact relative to the inner door surfaces 102, 104 and the impact area of the exhaust flow 56 (which determines a recovery pressure at a distinct sub-noise or overhead Mach-35 numbers of the exhaust gases) as the impact becomes less powerful as m the doors swing away from their closed position.

143371 12143371 12

Den endelige udformning, der afbalancerer momenterne, skal også være i overensstemmelse med de kriterier, der anvendes til at bestemme dimensionerne af de nederste dørkanter 64 og 66.The final design that balances the moments must also be in accordance with the criteria used to determine the dimensions of the lower door edges 64 and 66.

Er dette ikke tilfældet, foretages der gentagne tilnærmelser 5 hertil.If this is not the case, repeated approximations 5 are made.

Vinkelen af overgangssektionens sider 70 og højden af overgangssektionen 26 følger den endelige geometriske udformning af dørene 40 og 42.The angle of the sides 70 of the transition section and the height of the transition section 26 follow the final geometric design of the doors 40 and 42.

Fortrinsvis skal vinkelen imellem centerlinien af udstøds-10 strømmen 56 og dørene 40 og 42 og overgangssektionens sider 70 altid være mindre end ca. 30° for en vilkårlig ligevægtsstilling af dørene, så at normalt rettede trykstød med ledsagende høj opvarmningshastighed sandsynligvis ikke vil optræde på dørene eller sidevæggene. Såfremt denne vinkel er 15 stor, vil risikoen stige for, at nogle af udstødsgasseme slår tilbage fra det øverste parti af overgangssektionen 26 til kammeret 20.Preferably, the angle between the center line of the exhaust stream 56 and the doors 40 and 42 and the sides 70 of the transition section should always be less than approx. 30 ° for any equilibrium position of the doors, so that normally directed pressure shocks with accompanying high heating velocity are unlikely to occur on the doors or sidewalls. If this angle is large, the risk of some of the exhaust gases receding from the upper portion of the transition section 26 to the chamber 20 will increase.

Claims

Patent Claims:

A rocket magazine and launch station having at least two tubular members (20) for receiving each rocket (22) and means for regulating a flow of hot exhaust gases produced by a rocket ignition comprising a common branch pipe (28). ), a connecting member between the elements and the branch pipe having a plurality of transition sections (26) arranged for separately guiding the exhaust gases from the elements to the manifold, and a regulating means (32) for controlling the flow of the exhaust gases through the transition sections, which control means comprises pairs of doors (40, 42) and suspension means (46, 52. for pivotally swinging the doors in corresponding portions in each of the transition sections (26), characterized in that the doors (40, 42) in each door pair in the position of use only hang under the effect of gravity. at least slightly inclined towards each other and adapted to be pivoted to a fully closed position by occurring counterpressures in it to a pair of doors (40, 42). a transition section when the exhaust gas flows from any other element (20) through the transition section of this element to the branch pipe 20 (28), and which doors (40, 42) are further arranged to be pivoted to that particular degree of opening, required to prevent a backflow to the element associated with these doors as the exhaust gases flow from the element through the associated transition section into the manifold.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the cross sections (26) seen in section through both the longitudinal axis of the manifold (28) and the longitudinal axes of the tubular elements (20) are substantially trapezoidal with an opposing first and second walls (72). 74, which diverges from the elements (20) to the manifold (28) such that the distance between the door portions farthest from the elements (20) is greater than the distance between the nearest door portions when a pair of doors (40, 42) is pivoted to fully open position with the door portions lying substantially along the inside of said walls.