ES2616262T3 - Contenedor para misiles - Google Patents

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ES2616262T3 ES11745574.1T ES11745574T ES2616262T3 ES 2616262 T3 ES2616262 T3 ES 2616262T3 ES 11745574 T ES11745574 T ES 11745574T ES 2616262 T3 ES2616262 T3 ES 2616262T3
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Bryan Bowen
Anthony Machell
Terence Edward Kavanagh
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    • F41F3/00—Rocket or torpedo launchers
    • F41F3/04—Rocket or torpedo launchers for rockets
    • F41F3/042—Rocket or torpedo launchers for rockets the launching apparatus being used also as a transport container for the rocket
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B39/00—Packaging or storage of ammunition or explosive charges; Safety features thereof; Cartridge belts or bags
    • F42B39/14—Explosion or fire protection arrangements on packages or ammunition

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
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Abstract

Contenedor (10) para misiles destinado a alojar un misil (20) a lo largo de un eje longitudinal del contenedor, comprendiendo el contenedor una pluralidad de partes (14) de pared longitudinales en general planas, unidas entre sí para formar un recipiente tubular con una sección transversal poligonal, caracterizado por que las partes de interconexión (16) entre secciones de pared son en general flexibles, de manera que, cuando se lanza un misil (20), el momento de flexión en las partes de interconexión (16) generado por el aumento de la presión en el recipiente es bastante menor que el momento de flexión generado en las partes (14) de pared, comprendiendo las partes de interconexión (16) una sección de pared delgada en relación con el espesor de las partes (14) de pared.

Description

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DESCRIPCION
Contenedor para misiles
Esta invencion se refiere a un contenedor para misiles.
Los contenedores para misiles se utilizan para alojar misiles durante un transito con el fin de proporcionarles proteccion. Los misiles tambien pueden desplegarse en contenedores para misiles listos para el lanzamiento y pueden apilarse juntos en un sistema de misiles multicontenedor.
El estado actual de la tecnica para el lanzamiento de misiles se divide en general en dos categonas, concretamente el lanzamiento en caliente y el lanzamiento en fno.
En un sistema de lanzamiento en caliente, el motor del misil se enciende mientras el misil se halla en un contenedor de lanzamiento de misiles. Este planteamiento requiere una considerable gestion del chorro, debido a las fuerzas y los desechos producidos como consecuencia de permitir que el motor de lanzamiento principal del misil sea encendido dentro del tubo de lanzamiento. En un sistema de lanzamiento de este tipo, el misil acelera rapidamente y efectua una rotacion con una elevada componente de velocidad vertical.
En un sistema de lanzamiento en fno, el motor cohete del misil no se enciende hasta despues de haber sido “empujado” este ultimo fuera de su contenedor y en algunos casos despues de haberse orientado el mismo hacia su trayectoria de vuelo deseada. Los sistemas de lanzamiento en fno incluyen un aparato en el tubo de lanzamiento para expulsar un misil del tubo.
Los sistemas de lanzamiento en caliente y en fno requieren contenedores para misiles destinados a alojar los misiles durante un transito y antes del lanzamiento. En los sistemas multicontenedores, una pluralidad de contenedores estan apilados juntos, unos junto a otros. Tales sistemas multicontenedores pueden emplearse para lanzar multiples misiles en un periodo relativamente corto.
Normalmente, un contenedor 100 para misiles esta formado por un recipiente cilmdrico 102 que tiene una seccion transversal circular y que aloja un misil 104 a lo largo de su eje longitudinal, como se muestra en la Figura 11. Una seccion transversal circular es muy adecuada para resistir las fuerzas causadas por las altas presiones de gas generadas durante el lanzamiento de un misil. A este respecto, la alta presion provoca por lo general un esfuerzo circunferencial en el recipiente circular y la carga se reparte por lo general uniformemente alrededor de la circunferencia sin causar puntos de esfuerzo importantes. Por lo tanto, es posible fabricar contenedores para misiles de un material metalico que resulten relativamente faciles de producir y tengan una gran resistencia a la traccion para resistir el campo de tension circunferencial.
Sin embargo, dado que un contenedor para misiles debe alojar no solo el cuerpo de un misil, sino tambien las alas o aletas 106 del misil, un contenedor circular ha de tener un radio que sea suficientemente grande para alojar la parte radialmente mas exterior del misil, lo que normalmente significa las alas o aletas. Por consiguiente, hay un volumen interno V1 relativamente grande que queda desocupado cuando se aloja un misil dentro del contenedor, lo que supone un uso ineficaz del espacio.
Ademas, como se muestra en la Figura 12, los contenedores circulares para misiles son intnnsecamente inadecuados para apilarlos para el transporte y el despliegue y son relativamente inestables. Cuando se apilan, queda un volumen V2 relativamente grande sin utilizar entre los contenedores, lo que significa que los contenedores apilados tienen un impacto innecesariamente alto. Se entiende tambien que, normalmente, los contenedores de transporte 108 son rectilmeos y por lo tanto el volumen V3 puede causar tambien un uso ineficaz del espacio.
La patente suiza numero 411626 a nombre de Contraves AG describe un contenedor de transporte y lanzamiento para un misil pequeno, teniendo el contenedor una seccion transversal rectilmea que aloja un misil con las aletas plegadas.
La patente de los EE.UU. numero 5,833,782 asignada a los Estados Unidos de America, representados por el Secretario de la Armada, describe un contenedor de detonacion que tiene una estructura en forma de caja.
La presente invencion proporciona un contenedor para misiles mejorado.
Por lo tanto, la presente invencion proporciona un contenedor para misiles destinado a alojar un misil a lo largo de un eje longitudinal del contenedor, comprendiendo el contenedor una pluralidad de partes de pared longitudinal en general planas unidas entre sf para formar un recipiente tubular con una seccion transversal poligonal, siendo las partes de interconexion en general flexibles entre las secciones de pared, de manera que, cuando se lanza un misil, el momento de flexion en las partes de interconexion generado por el aumento de presion en el recipiente es bastante menor que el momento de flexion generado en las partes de pared, comprendiendo las partes de interconexion una seccion de pared delgada en relacion con el espesor de las partes de pared.
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De este modo, las esquinas se comportan de manera similar a un punto de giro alrededor del cual se reduce el momento de flexion, de forma que el esfuerzo al que se somete el contenedor lo resisten las paredes en vez de las esquinas.
Con el fin de que la presente invencion pueda entenderse claramente, a continuacion se describiran realizaciones de la misma, que se ofrecen solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 muestra un contenedor rectangular para misiles;
la Figura 2 muestra una seccion transversal del contenedor para misiles, en el que esta alojado un misil; la Figura 3 muestra una pluralidad de tales contenedores para misiles, apilados juntos;
la Figura 4 muestra una distribucion de carga tfpica a lo largo de una pared de un contenedor cuadrado para misiles;
la Figura 5 muestra un diagrama de momento de flexion simplificado para una pared de contenedor mostrada en la Figura 4;
la Figura 6A muestra una distribucion de carga tfpica para una pared de contenedor que forma parte de la invencion;
las Figuras 6B y 6C muestran diagramas de momento de flexion para una pared de contenedor que forma parte de la invencion;
la Figura 7 muestra una seccion transversal a traves del contenedor;
la Figura 8 muestra parte del contenedor con mayor detalle;
la Figura 9 muestra una estructura de material del contenedor;
las Figuras 10A y 10B muestran otro contenedor para misiles;
la Figura 11 muestra un misil alojado en un contenedor circular para misiles; y
la Figura 12 muestra una pluralidad de contenedores circulares para misiles apilados juntos.
Remitiendonos a la Figura 1, se muestra un contenedor 10 para misiles destinado a alojar un misil a lo largo de un eje longitudinal del contenedor. El contenedor comprende una pluralidad de partes 14 de pared longitudinales rectilmeas en general planas, unidas entre sf para formar un recipiente tubular 12 con una seccion transversal poligonal. Tal como se muestra en este ejemplo se forma una seccion transversal en general cuadrada, aunque, dependiendo de la configuracion del misil, pueden preferirse otras formas en seccion transversal, tales como una forma triangular, rectangular o pentagonal. Entre las secciones de pared se han previsto unas interconexiones 16. Como se describe mas abajo con mayor detalle, las interconexiones 16 son en general flexibles, de manera que, cuando se lanza un misil, el momento de flexion en las interconexiones generado por el aumento de presion en el recipiente es bastante menor que el momento de flexion generado en las partes de pared 14.
La Figura 2 muestra un misil 20 alojado en el contenedor para misiles 10. Dado que el contenedor tiene una seccion transversal cuadrada, las cuatro aletas 22 del misil son recibidas en las esquinas formadas por las interconexiones 16 entre las partes de pared 14. A este respecto, la distancia lateral del recipiente desde el eje longitudinal central L del contenedor es mayor en la esquina, que coincide con las partes radialmente mas exteriores del misil. Las partes 14 de pared del recipiente estan mas cerca del eje L y, por lo tanto, el volumen desocupado o vacfo V4 del contenedor es menor que el hueco V1 mostrado en la Figura 11. Por consiguiente, el contenedor utiliza el espacio mas eficazmente. Otras configuraciones de misil, por ejemplo con, digamos, tres o cinco aletas, requerinan un contenedor con una seccion transversal triangular o pentagonal.
Adicionalmente, como se muestra en la Figura 3, los contenedores 10 pueden apilarse juntos de un modo mas eficaz para el transporte y el despliegue, utilizando asf eficazmente el espacio dentro de un contenedor de transporte 24 o a la hora de desplegarlos en, por ejemplo, un vehfculo o un buque. A este respecto, el volumen V5 entre los contenedores es casi igual a cero y el volumen V6 entre la pila y un contenedor de transporte puede ser tambien relativamente pequeno.
En la Figura 4 se muestra una vista en seccion transversal de parte de un contenedor cuadrado tfpico. Se muestra una esquina C que interconecta dos partes de pared W adyacentes. Durante el uso de un misil alojado en el contenedor, se generan dentro del contenedor altas presiones de gas, que provocan una deformacion considerable de las partes de pared en direccion al exterior D. Las esquinas C son ngidas y, por lo tanto, las deformaciones provocan un gran momento de flexion y por consiguiente esfuerzos en las esquinas. Los mayores esfuerzos de flexion se generan en las regiones R, en las partes de interconexion cercanas a las esquinas.
La Figura 5 aproxima los momentos de flexion en una parte de pared W de un contenedor que se extiende entre dos esquinas ngidas C. La fuerza aplicada por la presion de gas se muestra por una carga L distribuida uniformemente.
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Se entiende que la carga exacta ejercida sobre el contenedor es algo mas complicada que la representada en la Figura 5, pero la Figura es suficiente para explicar el comportamiento del contenedor en uso.
El momento de flexion Bw en el centro de la parte W de pared es menor que el momento de flexion -Bc en las esquinas. El momento de flexion en el centro de la parte de pared es positivo, mientras que el momento de flexion en las esquinas es negativo, produciendose la inflexion donde el momento de flexion es cero, en B0. Esta distribucion del momento de flexion es causada porque las esquinas son ngidas y resisten al movimiento angular relativo de las partes de pared adyacentes en las esquinas. El gran esfuerzo de flexion en las esquinas del contenedor puede ser resistido reforzando las esquinas, bien aumentando el espesor del contenedor o bien previendo tirantes de refuerzo que se extiendan entre partes de pared adyacentes en la esquina. Estas dos soluciones complican ambas la construccion del contenedor y aumentan el coste. Ademas, los tirantes de refuerzo ocupan espacio que de otro modo podna estar ocupado por las aletas del misil y, por lo tanto, requieren un aumento de tamano del contenedor.
Las realizaciones de la presente invencion vencen los considerables esfuerzos que se producen en las esquinas del contenedor para misiles no mediante un aumento de la resistencia en las partes de esquina, sino en vez de ello debilitando las interconexiones entre las partes de pared. Las esquinas debilitadas son flexibles y permiten el movimiento entre partes de pared adyacentes en la esquina. Por lo tanto, el momento de flexion en las esquinas se reduce de tal manera que es bastante menor que el momento de flexion en la parte de pared.
En la Figura 6 se muestra una aproximacion de los momentos de flexion generados en realizaciones de la invencion. La Figura 6A es una parte 14 de pared que se extiende entre interconexiones 16. Las fuerzas producidas por la alta presion de gas generada durante el uso del contenedor se muestran por una carga L distribuida uniformemente. Las interconexiones 16 estan representadas por simples soportes que, por definicion, son puntos de giro perfectos alrededor de los cuales el momento de flexion es cero. En esta configuracion, la distribucion de los momentos de flexion se muestra en la Figura 6B, en la que el momento de flexion B16 en las interconexiones es cero y el momento de flexion B14 en el centro de la parte 15 de pared es relativamente grande. Por lo tanto, el esfuerzo de flexion en las esquinas es considerablemente reducido en comparacion con un contenedor cuadrado tfpico.
El diagrama de momento de flexion teorico mostrado en la Figura 6B puede no ser alcanzable en la practica, debido a los requisitos adicionales de un contenedor para misiles. Por ejemplo, una interconexion 16 puede formarse mediante una articulacion que haga las veces de un simple soporte. Sin embargo, existe tambien la necesidad de que el contenedor contenga gas a alta presion sin dejar que el gas se escape. Por lo tanto, la configuracion de una articulacion puede no ser adecuada para el uso en un contenedor para misiles.
En una realizacion preferida de la presente invencion mostrada en las Figuras 7 y 8, unas partes delgadas 26 de pared forman las interconexiones 16 entre partes 14 de pared. Las partes delgadas 26 de pared estan configuradas para disminuir el momento de flexion en la interconexion 16 de tal manera que sea bastante menor que el momento de flexion en las partes de pared. El momento de flexion en las interconexiones no es cero, porque la parte de pared delgada tiene algo de rigidez. Sin embargo, el espesor de las partes de pared delgadas se ha seleccionado de manera que se genere una fuerza de compresion radial, o lateral, relativamente pequena en la parte de pared delgada, que de lo contrario resistina al movimiento relativo entre partes 14 de pared adyacentes. A este respecto, la relacion del espesor t de la parte de pared delgada con respecto a la distancia radial o lateral R entre el eje longitudinal y la esquina es preferiblemente igual o menor que 1:10 y mas preferiblemente menor que 1:20.
El espesor de esquina “t” y el espesor de pared “T” dependen del tamano espedfico y las exigencias impuestas por los requisitos del sistema, es decir espacio disponible y calibre del misil. Un ejemplo de relacion de dimensiones de t:T es 5/18 (es decir 0,28), pero esto podna variar segun la presion de trabajo por ejemplo entre 0,28 +/- 0,5.
De este modo, el diagrama de momento de flexion para una parte 14 de pared del contenedor para misiles mostrado en las Figuras 7 y 8 es como se muestra en la Figura 6C. En esta ultima Figura, el momento de flexion -B16 en las interconexiones 16 es bastante menor que el momento de flexion B14 en el centro de las partes de pared 14. Sin embargo, dado que las partes de pared delgadas 26 tienen cierta rigidez interna, se produce una inflexion en B0, donde el momento de flexion en la parte de pared es cero. Sin embargo, en comparacion con la Figura 5, los puntos de inflexion se producen relativamente cerca de la esquina y el momento de flexion B16 es bastante menor que el momento de flexion B14.
Las partes de pared estan configuradas para resistir cargas de compresion y de traccion y esfuerzos cortantes a traves de la pared. En una disposicion mostrada en la Figura 9, el recipiente esta construido de un material compuesto que se comporta de manera similar a una viga en doble T. Las partes 14 de pared comprenden un revestimiento 28 que cubre un nucleo 30. Las cargas de traccion y compresion son soportadas por el revestimiento, de manera similar al ala de una viga en doble T, mientras que los esfuerzos cortantes son soportados por el nucleo, como el alma de una viga en doble T. El revestimiento puede estar compuesto de plasticos reforzados con fibra de carbono, mientras que el nucleo puede comprender una configuracion teselada, tal como un panal, que tiene una gran resistencia a la compresion. Las partes de interconexion 16 pueden comprender un revestimiento 28 de gran resistencia a la traccion que cubra un nucleo flexible 32 de baja compresion, que puede ser un material de espuma de baja densidad. El revestimiento 28 puede extenderse alrededor de toda la periferia de las partes 14 de pared y
las partes de interconexion 16 del contenedor. Pueden preverse elementos o insertos de refuerzo adicionales para unir piezas tales como un cierrre o culata, recuperadores o conexiones del misil. Los elementos de refuerzo proporcionan una resistencia adicional dispersando sobre el material compuesto la carga aplicada.
Los materiales de las partes de pared pueden no ser homogeneos a lo largo de toda la extension longitudinal del 5 contenedor. Como se muestra en la Figura 10A, la parte 34 del extremo de cierre puede estar compuesta de materiales diferentes con propiedades diferentes a las de los materiales que forman la parte 36 del extremo de boca. Durante el uso, la parte 34 del extremo de cierre aloja los medios para propulsar un misil desde el contenedor, mientras que la parte 36 del extremo de boca aloja la parte delantera del misil. En un sistema de lanzamiento en caliente, la parte 34 del extremo de cierre aloja un motor cohete que se enciende para expulsar un misil del 10 contenedor. Como se muestra en la Figura 10B, en un sistema de lanzamiento en fno, la parte 34 del extremo de cierre aloja un piston 38 y un material energetico 40 que se enciende para propulsar el piston a lo largo del tubo. Este movimiento del piston expulsa un misil del contenedor. Para retener el piston en el contenedor despues del lanzamiento estan previstos unos dispositivos de retencion 42 de piston.
Se entiende que, tanto en los sistemas de lanzamiento en caliente como en los de lanzamiento en fno, se genera en 15 el lanzamiento una presion de gas mayor en la parte 34 del extremo de cierre del contenedor que en la parte 36 del extremo de boca. Por consiguiente, las propiedades del material de la parte 34 del extremo de cierre estan disenadas para resistir mayores esfuerzos que la parte del extremo de boca. Si el contenedor esta hecho de un material compuesto, el nucleo de la parte del extremo de cierre tiene una mayor resistencia a la compresion que el nucleo de la parte del extremo de boca. Por ejemplo, el nucleo de la parte del extremo de cierre puede estar 20 compuesto de una espuma de alta densidad, mientras que el nucleo de la parte del extremo de boca puede estar compuesto de una espuma de baja densidad.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
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    REIVINDICACIONES
    1. Contenedor (10) para misiles destinado a alojar un misil (20) a lo largo de un eje longitudinal del contenedor, comprendiendo el contenedor una pluralidad de partes (14) de pared longitudinales en general planas, unidas entre s^ para formar un recipiente tubular con una seccion transversal poligonal, caracterizado por que las partes de interconexion (16) entre secciones de pared son en general flexibles, de manera que, cuando se lanza un misil (20), el momento de flexion en las partes de interconexion (16) generado por el aumento de la presion en el recipiente es bastante menor que el momento de flexion generado en las partes (14) de pared, comprendiendo las partes de interconexion (16) una seccion de pared delgada en relacion con el espesor de las partes (14) de pared.
  2. 2. Contenedor (10) para misiles segun la reivindicacion 1, en el que las partes de interconexion (16) permiten una deformacion angular relativa entre partes de pared (14) adyacentes, en las partes de interconexion respectivas, cuando se lanza un misil (20).
  3. 3. Contenedor (10) para misiles segun las reivindicaciones 1 o 2, en el que las partes de interconexion (16) en general simplemente soportan entre las mismas las partes (14) de pared.
  4. 4. Contenedor para misiles segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el espesor “t” de las secciones de pared delgadas de las partes de interconexion (16) es, en relacion con el espesor “T” de las partes (14) de pared, de 0,28 +/- 0,5.
  5. 5. Contenedor para misiles (10) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las partes de interconexion (16) tienen una resistencia a la traccion relativamente alta en direccion circunferencial y una resistencia a la compresion relativamente baja en direccion radial.
  6. 6. Contenedor (10) para misiles segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las partes (14) de pared tienen una resistencia a la traccion relativamente alta en direccion circunferencial y una resistencia a la compresion relativamente alta en direccion radial.
  7. 7. Contenedor (10) para misiles segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, estando el contenedor (10) para misiles hecho de un material compuesto que tiene un revestimiento (28), que tiene una alta resistencia a la traccion en direccion circunferencial, y un nucleo (30, 32), que, en las partes (14) de pared, tiene una alta resistencia a la compresion en direccion radial y que, en las partes de interconexion (16), tiene una baja resistencia a la compresion en direccion radial.
  8. 8. Contenedor (10) para misiles segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el contenedor (10) una parte (34) de extremo de cierre y una parte (36) de extremo de boca y estando las partes (14) de pared configuradas para que tengan una resistencia mayor en la parte (34) de extremo de cierre que en la parte (36) de extremo de boca.
ES11745574.1T 2010-08-17 2011-08-15 Contenedor para misiles Active ES2616262T3 (es)

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US20130139676A1 (en) 2013-06-06
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EP2606307B1 (en) 2016-11-23
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