DK172767B1 - Anslagstrykregulator - Google Patents

Description

i DK 172767 B1

Opfindelsen angår en trykregulator nærmere betegnet en anslagstrykregulator, som anvendes til styring af trykket i en beholder så som eksempelvis affyringsrøret til et projektil.

5 Når et projektil affyres eksempelvis fra en ka- nister tillades udstødsgasserne fra projektilet generelt at undslippe gennem toppen af kanisteren. Derved spildes en hel del energi, som, hvis den blev udnyttet, kunne øge drivtrykket på det afgående missil.

10 En alternativ form for affyrer beskrevet i GB-A-2,027,519, jf. indledningen til krav 1, tilvejebringer et dække anbragt mellem affyringsrøret og et udstødsrør, hvor dækket har en brudsektion, som brækker som følge af trykket af udstødning fra projektilet. Det 15 problem, som den i GB-A-2,027,519 beskrevne opfindelse angår, er ødelæggelse på nærliggende installationer frembragt af varm udstødning.

Det er kendt at regulere trykket i en beholder, men ofte er styring af trykket vanskelig at justere på 20 grund af et stort modtryk, som kan vise sig at være en begrænsning for regulatoren.

Et formål med opfindelsen er at tilvejebringe en trykregulator, som kan tolerere meget større åbnings-modtryk end kendte regulatorer, og i hvilken styretryk-25 ket let kan justeres, således at udstødsgasserne af eksempelvis et afgående projektil kan anvendes til at danne yderligere drivtryk.

Ifølge et første aspekt af opfindelsen er tilvejebragt et apparat til affyring af et projektil, som 30 har en dyse til udstødning af en gasstråle under affyring, hvilket apparat omfatter midler til at bære projektilet og et kammer med en åbning anbragt, så den kan modtage noget af eller hele en fra projektildysen kom- DK 172767 B1 2 mende stråle, der er ejendommelig ved, at bæremidlerne danner en tætning mellem projektilet og væggen af kammeret, hvorved diameteren af strålen, hvis hastighed er sonisk eller større, ændres som følge af trykforskellen 5 mellem stråletrykket og kammertrykket, indtil den effektive diameter af strålen er lig med den effektive diameter af åbningen ved det krævede styretryk, hvorved tilvejebringes et ekstra løft på projektilet under affyring.

10 Åbningen er fortrinsvis anbragt således, at den under brug er på linie med projektildysen.

Ifølge et andet aspekt af opfindelsen er tilvejebragt en trykregulator til styring af trykket i en beholder og omfattende en dyse, midler til at tilføre 15 en styrestråle af fluid til beholderen fra dysen, i hvilken strålen i det mindste har sonisk hastighed, og en udløbsåbning anbragt, så den kan modtage noget af eller hele strålen, hvilken åbning og dyse er udformet i modstående vægge af beholderen, hvori styrestrålen 20 under brug forsynes kontinuerligt.

Trykregulatoren er fortrinsvis udformet således, at diameteren af styrestrålen ændres som følge af forskellen mellem styrestrålens tryk og beholdertrykket indtil diameteren af styrestrålen er lig med den effek-25 tive diameter af åbningen ved et krævet styretryk.

Dysen er fortrinsvis en sonisk dyse. Alternativt kan dysen være en supersonisk dyse.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret ved hjælp af et udførelseseksempel med hen-30 visning til den skematiske tegning, på hvilken figur 1 er et billede af en anslagstrykregulator til styring af trykket i en beholder, figur 2 et billede af regulatoren i figur 1, hvori beholdertrykket er meget mindre end det krævede 35 styretryk.

DK 172767 B1 3 figur 3 et billede af regulatoren i figur 1, idet beholdertrykket øges, figur 4 et billede af regulatoren i figur 4, hvori beholdertrykket er lig med styretrykket, og 5 figur 5 et billede af et missilaffyringsrør om fattende en af anslagstrykregulatorerne i figur 1-4.

Det indre tryk i en beholder, der generelt er vist ved 1 (figur 1), styres af en anslagstrykregula-tor 2 for at opnå og vedligeholde et krævet styre-10 tryk. Regulatoren 2 omfatter en gasforsyning 3, en dyse 4 og en hulplade 5, som afgrænser en cirkulær åbning 6. Dysen 4 er valgt så den frembringer en stråle, hvis diameter reduceres, når det indre tryk i beholderen øges, og er eksempelvis en sonisk dyse, som 15 frembringer en underekspanderet stråle. Generelt går centerlinien for den af dysen frembragte stråle gennem centeret af åbningen 6.

I figur 2 vises en stråle 7, som frembringes og indføres i beholderen 1, i hvilken beholdertrykket Pv 20 er meget mindre det ønskede styretryk Pc. Strålen 7 er en supersonisk stråle, dvs at stagnationsgastrykket i strålen P0j mindst to gange det krævede styretryk pc, dvs PCj > Pc. Idet P0j er » Pv, ekspanderer strålen i beholderen 1 og rammer hulpladen 5, dvs. den 25 effektive strålediameter er større end den effektive åbningsdiameter. Dette resulterer i en øget mængde gas i beholderen, hvilket bevirker en stigning i Pv. Idet Pv stiger, mindskes stålediameteren, som vist i figur 3, og en mindre del af stålen 7 rammer på hulpladen 30 5. Beholdertrykket Pv fortsætter med at stige, ind til

Pv =» Pc, på hvilket tidspunkt den effektive diameter af strålen og diameteren af åbningen er ens, og der ikke er nogen netto massestrøm ind i beholderen 1, som vist DK 172767 B1 4 i figur 4. Dvs, noget af strålen rammer stadig pladen, men en tilsvarende mængde suges ind i strålen fra omgivelserne og føres ud af kammeret.

Hvis Pv med overlæg hæves over Pc, vil stråle-5 medrivning sikre, at Pv reduceres til Pc.

Pc kan justeres ved at ændre eksempelvis følgende regulatorparametre: 1. forholdet mellem åbningen og den effektive dysediameter (desto større forhold desto mindre bliver 10 Pc), 2. afstanden mellem hulpladen og dysen (desto større afstand desto større bliver Pc), 3. desto større gastryk Pj i strålen desto større bliver Pc, 15 Åbningsmodtrykket PB virker på den ydre over flade 8 af hulpladen. I denne art trykregulator kan PB være mindst ligeså stor som Pc uden at påvirke trykreguleringsprocessen i beholderen, og for supersoniske stråler kan PB være meget større end Pc.

20 Regulatorresponset er hastigheden af trykstig ningen i beholderen, som bestemmes af den mængde gas fra strålen 7, der rammer hulpladen, hvilken igen styres af strålens massestrømningshastighed.

Figur 5 viser et missil 10 i et affyringsrør, 25 der generelt er betegnet li. Affyringsrøret omfatter en ydre kanister 12 og en indre kanister 13, i hvilken missilet er anbragt. Missilet er omgivet af en projektilknast 14, som udgør en tætning mellem missilet 10 og kanisteren 13. Hår først drivmidlet i missilet 30 er antændt forud for affyringen stødes de ydre gasser 1 en stråle 15 fra dysen 16 ud i området 17. Strålen 15 rammer en plade 18 i bunden af kanisteren 13. Pladen 18 har en åbning 19 placeret i sig, gen- DK 172767 B1 5 nem hvilken nogle af udstødsgasserne kan uddrives. Den resterende del af strålen rammer pladen og afbøjes ind i kammeret. Dette øger gradvist trykket i området 17 på den tidligere beskrevne måde. Der er ingen netto 5 massestrøm ί området 17, når det ønskede styretryk er nået. Hvis missilet affyres, når styretrykket er opnået, gives et ekstra drivtryk (proportionalt med styretrykket) til missilet.

Som beskrevet tidligere kan styretrykket øges 10 eller sænkes til ethvert krævet niveau.

Det skal bemærkes, at i kraft af driftsmåden for regulatoren enten på sin plads i et affyringsrør eller på sin plads i en anden art beholder må gassen tilføres hele tiden under brug. I det første tilfælde opnås 15 dette ved hjælp af udstødsgasserne fra missilet.

Ved langtidsbrug ville behovet for kontinuerlig forsyning kræve enten et stort gasreservoir eller en kompressor til at recirkulere udsluppet gas.

Det skal også bemærkes, at denne regulator kan 20 anvendes i enhver passende art beholder ud over eksempelvis et missilaffyringsrør.

Det skal forstås, at åbningen i pladen kan være af enhver facon eller størrelse. Den kan eksempelvis være cirkulær, have rette kanter eller omfatte eksem-25 pelvis et net af huller af ,forskellig størrelse og/eller position i hulpladen.

Claims (9)

1. Apparat til affyring af et projektil (10), som har en dyse (16) til udstødning af en gasstråle under affyring, hvilket apparat omfatter bæremidler (14) til at bære projektilet (10) og et kammer (17) med en 5 udløbsåbning (19) anbragt, så den kan modtage noget af eller hele en fra fra projektildysen (16) kommende stråle (15), kendetegnet ved, at bæremidlerne (14) danner en tætning mellem projektilet (10) og væggen (13) af kammeret (17), hvorved diameteren af 10 strålen (15), hvis hastighed er sonisk eller større, ændres som følge af trykforskellen mellem stråletrykket og kammertrykket, indtil den effektive diameter af strålen (15) er lig med den effektive diameter af åbningen (19) ved det krævede styretryk, hvorved tilveje- 15 bringes et ekstra løft på projektilet (10) under affyring.

2. Apparat ifølge krav l, kendetegnet ved, at udløbsåbningen (19) er anbragt således, at den under brug er på linie med projektildysen (16).

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at kammeret (17) omfatter en bundplade (18), i hvilken åbningen (19) er afgrænset.

4. Apparat ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at åbningen (19) er tilve- 25 jebragt i bunden af en affyringskanister (11).

5. Trykregulator til styring af trykket i en beholder (1), kendetegnet ved en dyse (4), midler (3) til at tilføre en styrestråle (7) af fluid til beholderen (1) fra dysen (4), i hvilken strålen (7) 30. det mindste har sonisk hastighed, og en udløbsåbning DK 172767 B1 (6) anbragt, så den kan modtage noget af eller hele styrestrålen (7), hvilken åbning (6) og dyse (4) er udformet i modstående vægge af beholderen (1), hvor styrestrålen (7) under brug tilføres kontinuerligt.

6. Trykregulator ifølge krav 5, kende tegnet ved, at være udformet således, at diameteren af styrestrålen (7) ændres som følge af trykforskellen mellem styrestrålens tryk og beholdertrykket indtil den effektive diameter af styrestrålen (7) er 10 lig med den effektive diameter af åbningen (6) ved et krævet styretryk.

7. Trykregulator ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at styrestrålens tryk er mindst to gange det krævede styretryk.

8. Trykregulator Ifølge krav 5-7, kende tegnet ved, at dysen (4) er en sonisk dyse.

9. Trykregulator ifølge krav 5-7, kendetegnet ved, at dysen (4) er en supersonisk dyse.