NO131480B - - Google Patents

Description

Rakett med tilbaketrekkbart sprenghode.

Foreliggende oppfinnelse angår en rakett hvor nytteladningen eller sprenghodet kan trekkes tilbake og inn i det indre av fremdriftsdelen etter forbrenning av rakett-brennstoffet. Oppfinnelsen muliggjor således at man på en enkel og billig måte, etter bruk av fremdriftslegemet, kan fragmentere eller sprenge istykker dette i en rakett, hvis nytteladning omfatter et sprenghode. Fragmenteringen kan ved hjelp av de splinter som derved frembringes, enten oke effektiviteten av raketten, særlig dens destruktive evne, eller tillate at sprenghodets fragmenter-bare mantel gjores lettere. Dessuten bevirkes på denne måte

at en eventuell nedfelling av fremdriftslegemet ikke er farlig for personer og materiell på bakken.

For visse militære anvendelser soker man en destruksjonseffekt

ved utsendelse av splinter som er mer eller mindre tunge eller mer eller mindre tallrike. Imidlertid deltar rakettens fremdriftsdel bare lite eller overhodet ikke i dannelsen av disse splinter på grunn av det faktum at sprengladningen er anordnet i forholdsvis stor avstand fra fremdriftsdelen. Det er da nodvendig omkring sprengladningen å anbringe en temmelig massiv mantel hvis eneste oppgave er å produsere splintene. Hvis fremdriftsdelen kunne anvendes for dette formål, kunne denne mantel reduseres, hvilket ville tillate enten en okning av sprengladningen og dermed av dennes destruerende effekt, eller en okning av rakettens hastighet eller sogar gjore raketten lettere i vekt ved de samme ytelser.

Ved andre anvendelser, såsom de som er av betydning for meteorologien og lignende, er det nodvendig at rakettens nedfalling eller tilbakevenden til jorden ikke må bevirke skade på personer eller materiell. En vel kjent losning på dette problem består i å forsyne raketten med en fallskjerm selv om landingen av en temmelig tung gjenstand på visse steder kan ha alvorlige ulemper ved denne fremgangsmåte.

Når anvendelsen av raketten ikke omfatter sprengning, er fallskjermen likevel en forholdsvis ukomplisert losning som dog krever en utskytningsinnretning.

Når derimot raketten inneholder en sprengladning, særlig for spredning av midler som skal bevirke krystallisering av under-kjolte vanndråper, er det helt selvfolgelig å anvende detonering for destruksjon av rakettiegemet. Anvendelse av en fallskjerm ville nemlig være for komplisert ut fra nødvendigheten av i et egnet dyeblikk å fraskille den del som man ikke vil skal utsettes for eksplosjonen.

Sålenge rakettene av denne type bare har en lett konstruksjon

av papp eller plast, nødvendiggjor odeleggelsen av rakettiegemet under virkningen av sprengningen ingen som helst spesielle foranstaltninger så meget mer som dannelsen av store fragmenter kan tåles. Ytelsene av slike raketter er imidlertid meget begrenset og det er derfor nodvendig å gå over til metaller, tunge og sterke materialer for å virkeliggjore raketter med storre effekt som lofter seg til storre hoyder. Det oppstår

da problemer med destrueringen av rakettens fremdriftsdel.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er således uten kompliserte organer å muliggjore fullstendig destruering av rakettens fremdrifsdel ved hjélp av den sprengladning som er anordnet for rakettens vanlige formål.

Den foreliggende oppfinnelse vedrorer således en rakett med sprenghode omfattende en fremdriftsdel som inneholder et rakett-brennstoff, idet hodet inneholder en sprengladning og er montert foran den nevnte fremdriftsdel og det særegne ved rakette' ifolge oppfinnelsen er at sprenghodet er innrettet til å trekkes eller fores tilbake og inn i det indre av fremdriftsdelen etter avsluttet fremdriftsfase, det vil si etter fullstendig forbrenning av rakett-brennstoffet.

Det særegne ved en foretrukket utforelsesform for raketten i henhold til oppfinnelsen er at den forreste ende av fremdriftsdelen er lukket med en bevegelig bunn som danner et ventillegeme og kan forskyves i det indre av fremdriftsdelen og er fast forbundet med sprenghodet slik at bunnen eller ventillegemet sammen med hodet forskyves inn i det indre av fremdriftsdelen når fremdriftsladningen er oppbrukt, slik at sprengladningen ved sin detonering fremtvinger fragmentering av også den omgivende fremdri f tskapsling.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene.

Alt etter tilfellet kan den således oppnådde endelige fragmentering gjore nedfallet av denne del ufarlig eller den kan også produsere en splintmasse som er storre enn den som fremkommer ved fragmentering bare av det nevnte sprenghode.

Forovrig oppnåes tetningen av bunnen eller ventillegemet ved hjelp av en ndyaktig tilpasning mot ventilsetet med en innskutt tetningspakning i form av et plastisk og vanskelig brennbart belegg.

Dette ventillegeme er i lukket stilling når fremdriftsdelen utover sin drivende kraft. For dette formål blir ved rakettens sammensetning fremdriftsdelen satt under et svakt overtrykk, f.eks. på omkring en halv bar, slik at ventillegemet under lagring og frem til avfyring skal holdes trykket mot sitt sete, slik at tetningspakningen ikke losner.

Det er likeledes nodvendig at utblåsningsroret er lukket tett ved hjelp av en plugg.

Videre kan en sikringsstift være anordnet for å hindre enhver relativ bevegelse mellom hodet og fremdriftsdelen som kunne oppstå til tross for det opprettede trykk, på grunn av stot under lagring eller transport. Denne sikringsstift trekkes ut for utskytningen.

Under fremdriftsfasen med aksellerasjon er det trykk som

utvikles i forbrenningskammeret stort sett tilstrekkelig til å fastholde den bevegelige bunn eller ventillegemet mot sitt sete til tross for den motsatt rettede kraft som skyldes tregheten for hodet (og også for blokken av rakett-brennstoffet hvis dette er festet til ventillegemet) såvel som luftmotstanden som virker på hodet.

Ved slutten av fremdriftsfasen synker trykket i forbrenningskammeret til samme verdi som det omgivende trykk, ventillegemet trykkes ikke lenger mot sitt sete og hodet kan gli inn i det • indre av fremdriftsdelen. For at tilbaketrekningen skal kunne finne sted er det imidlertid nodvendig at retardasjonen av sprenghodet skal være storre enn for fremdriftsdelen som er tomt for sin ladning av brennstoff og 'folgelig at forholdet mellom luftmotstanden og massen skal være storre for hodet enn for fremdriftsdelen, slik at hodet bremser kraftigere enn fremdriftsdelen.

I det ganske hyppige tilfelle hvor massene for det fyllte hodet og den tomte fremdriftsdel ligger nær hverandre er det da tilstrekkelig å sammenligne den luftmotstand som utoves på hodet og på fremdriftsdelen.

For hodet er denne motstand hovedsakelig proposjonal med tverr-snittsarealet og avhengig av formen av dets ende.

Forfremdriftsdelen er motstanden hovedsakelig en funksjon av differansen mellom dens tverrsnitt og hodets tverrsnitt og subsidiært også av den bremsing som bevirkes av styrefinnene.

Når hodets diameter bare er litt mindre enn diameteren av fremdriftsdelen, går tilbaketrekningen av seg selv. Det tverrsnittsareal som kommer i betraktning for hodet, kan forovrig okes kunstig ved å forsyne hodet med en utoverragende hette med diameter hoyst lik den for fremdriftsdelen (for ikke å medfore en unormal stor bremsing).

Hvis forholdet mellom massene for hodet og for fremdriftsdelen eller hvis bremsingen av styrefinnene er slik at det ikke er tilstrekkelig å forstorre hetten til fremdriftsdelens diameter for å oppnå tilbaketrekningen, består et meget effektivt middel i å forlenge hetten med en lett hylse som slutter sag til fremdriftsdelen og vil dekke denne ved tilbaketrekning. Den aerodynamiske motstand mot fremdriftsdelen vil da i virkeligheten praktisk talt være redusert til bremsingen som skyldes styrefinnene.

Man kan også ty til anvendelsen av en trykkfjær som ved frigjoring understotter tilbaketrekningen av sprenghodet. En skrueformet fjær kan f.eks. være trykket sammen mellom bunnen av hodet og toppen av fremdriftsdelen. Ved at denne fjær frigjores når forbrenningstrykket synker, vil den sette igang en tilbaketrekningsbevegelse.

Det i fremdriftsdelen inntil utskytningsoyeblikket kunstig opprettholdte trykk må da ha en tilstrekkelig hoyde til at fjæren ikke frigjores i det oyeblikk hvor man trekker ut sikringsstiften.

Endelig kan en meget enkel innretning være anordnet for å låse hodet i det indre av fremdriftsdelen når tilbaketrekningen er fullfort.

Rakettbrennstoffladningen kan enten være av typen med sentral forbrenning som ved slutten av forbrenningen bare etterlater en forbrenningshemmende hylse anbragt mot fremdriftsdelens vegg (det er i dette tilfellet onskelig å klebe hylsen fast ved sitt forreste parti for at den skal forbli på plass etter forbrenningen og sikre fri passering for hodet), eller av andre typer ( ett eller flere ror, blokk med ytre forbrenning) på betingelse av at det ikke blir tilbake noen som helst sperrende innretning som stenger inngangen til forbrenningskammeret.

Oppfinnelsen skal i det folgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et lengdesnitt av raketten med tilbaketrekkbart hode i uttrukket tilstand for utskytningen. Fig. 2 er et tilsvarende riss av den samme rakett i tilbaketrukket tilstand etter forbrenning av rakett-brenn-stof f et og fig. 3 og 4 viser en modifisert utforelsesform av raketten vist på fig. 1 og 2.

Med spesiell henvisning til fig. 1 og 2 omfatter en rakett med tilbaketrekkbart hode ifolge oppfinnelsen en fremdriftsdel 1 dannet av en hovedsakelig sylinderisk hylse som for det forste er forlenget bakover med et utblåsningsror 2 og har stabiliserings-styrefinner 3, og for det annet er lukket ved den forreste ende med en bevegelig bunn 4 som danner en ventilinnretning og er fast forbundet med sprenghodet 5. Denne bunn eller ventilinnretning samvirker med et sete 6 anordnet i det forreste parti av fremdriftsdelen og på ventilinnretninger og setet er det anbragt et tettende belegg 7. Hodét og ventil-innretningen er forovrig under sin forskyvning styrt ved hjelp av en stumpkjegleformet hette 3 som danner en fortsettelse av setet 6 og hvori hodet 5 kan forskyves.

Videre er der anordnet en trykkfjær 9 som er sammentrykket mellom toppen av hetten S på fremdriftsdelen og bunnen 4 av hodet 5

for å fremme tilbaketrekningen av hodet 5 til det indre av fremdrifsdelen 1.

Fremdriftsdelen inneholder en rakettbrennstoff-blokk 10, f.eks.

en sentripetalforbrenningsblokk festet til ventillegemet 4 ved klebning og likeledes understottet ved sin bakre ende av en fjær 11 som ikke vil hindre tilbaketrekningen av hodet, og av termkapselen 12 som forsvinner ved forbrenningen.

Hodet 5 inneholder en sprengladning 13 og er ved sin ytre ende lukket ved hjelp av en konisk utoverragende hette 14, hvis storste diameter hovedsakelig er lik diameteren for fremdriftsdelen slik at luftmotstanden vil bevirke en storre bremsing av hodet enn av fremdriftsdelen.

Videre kan man for det forste anordne en plugg (ikke vist) i utblåsningsroret for å opprettholde et tilstrekkelig trykk i det indre av fremdriftsdelen helt til utskytningsoyeblikket for anordningen og for det annet av sikkerhetshensyn en sikringsstift 15 for å sperre hodet i ut-trukket stilling og hindre dets tilbaketrekning for utskytningen i det uheldige tilfelle hvor dette trykk ikke skulle være tilstrekkelig. Denne sikrings-stif t fjernes for utskytningen.

Når tilbaketrekningen er fullfort, vil en låseknast 16 festet under den utoverragende hette 14 sikre låsing av hodet i det indre av fremdriftsdelen-ved samvirke med en sperrehake 3a anordnet i det indre av hetten 8 på fremdriftsdelen. Denne låseknast er delvis inntrykket under sin-passering til det indre av hetten 8 og kan likeledes tjene til utlosning av tenn-innretningen 17 for sprengladningen.

Som et rent eksempel kan nevnes at en rakett av denne type og med folgende dimensjoner:

med total vekt 3750 g, hvorav 900 g sprengladning og 1000 g rakett-brennstoff med en praktisk spesifikk fremdriftsimpuls på 205 s som brenner i lopet av 0,5 s, får en maksimal hastighet på 630 m/s etter å ha gjennomlopt en bane på 130 m og kulminerer ved ca. 6000 m (hoyden avhenger av lufttemperaturen). Differansen mellom retardasjonen for fremdriftsdelen og hodet (det er denne differanse som bevirker tilbaketrekningen) er ca. 4 G når hodehettens diameter er på 5 cm. Den vil bli så å si null når denne diameter reduseres til 4,5 cm.

Disse raketter kan tilpasses ethvert drivmiddel. I det viste tilfellet anvendte man blokkformet rakett-brennstoff hvor forbrenningshastigheten var stabilisert på 17 mm/s ved 180 bar. Diameteren av utblåsningsrorets krave for den valgte for-brenningsvarighet er 17 mm.

På fig. 3 og 4 er vist en utforelsesform, hvor hetten 14 på hodet er forlenget med en hylse 18 som er forbundet med fremdriftsdelen og har en diameter akkurat tilstrekkelig til å kunne gli langs denne del ved tilbaketrekningen.

Denne variant kommer i betraktning når retardasjonen for hodet - uten særlige foranstaltninger - er mindre enn for fremdriftsdelen.

Claims (9)

1. Rakett med sprenghode (5) omfattende en fremdriftsdel (1) som inneholder et rakett-brennstoff (10), idet hodet (5) inneholder en sprengladning og er montert foran den nevnte fremdriftsdel (1), karakterisert ved at sprenghodet (5) er innrettet til å trekkes eller fores tilbake og inn i det indre av fremdriftsdelen (1) etter avsluttet fremdriftsfase, det vil si etter fullstendig forbrenning av rakett-brennstoffet (10).

2. Rakett som angitt i krav 1, karakterisert ved at den forreste ende av fremdriftsdelen (1) er lukket med en bevegelig bunn (4) som danner et ventillegeme og kan forskyves i dét indre av fremdriftsdelen (1) og er fast forbundet med sprenghodet (5) slik at bunnen eller ventillegemet sammen med hodet (5) forskyves inn i det indre av fremdriftsdelen (1) når fremdriftsladningen er oppbrukt, slik at sprengladningen (13) ved sin detonering fremtvinger fragmentering av også den omgivende fremdrifts-kapsling (1).

3. Rakett som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at for anvendelsen og til utskytningsoyeblikket holdes raketten i ut-trukket stilling ved hjelp av en sperreinnretning, særlig en sikringsstift (15).

4. Rakett som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at fra sammensetning av raketten og frem til oyeblikket for antennelse av rakett-brennstof f et (10) holdes sprenghodet (5) i ut-trukket stilling ved hjelp av et overtrykk opprettet i forbrenningskammeret som inneholder rakett-brennstoffet (10) og som er lukket ved hjelp av en plugg i utblåsningsroret (2).

5. Rakett som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at hodet (5) og frem-drif tsdelen (1) er dimensjonert slik at hodet avbremses sterkere slik at hodet (5) skryves eller trykkes inn i fremdriftsdelen (1) som folge av den nevnte forskjellen i bremsingen mellom hodet (5) og fremdriftsdelen (1).

6. Rakett som angitt i krav 5, karakterisert ved at for å oke denne forskjell i bremsingen har hodet (5) en utoverragende hette (14), idet diameteren av denne hette (14) hoyst er lik diameteren for fremdriftsdelen (1).

7. Rakett som angitt i krav 6, karakterisert ved at den utoverragende hette (14) er forlenget med en hylse (18) (Fig. 3 og 4) med hovedsakelig samme innvendige diameter som den utvendige diameter av fremdriftsdelen (1), slik at fremdriftsdelen (1) av raketten avbremses svakere og ved tilbaketrekningen vil denne hylse (18) dekke fremdriftsdelen (1).

8. Rakett som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at fremdriftsdelen (1) er forlenget med en stumpkjegleformet hette (8) for styring av tilbaketrekningen av hodet (5), idet en trykkfjær (9) er anbragt i det indre av denne hette (8) og sammentrykket mellom hetten (8) og bunnen (4) av hodet (5) for å sette igang tilbaketrekningen av hodedelen (5) med bunnen (4) inn i fremdriftsdelen (1).

9. Rakett som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at en låseknast (16) er anordnet for å sikre låsing av hodet (5) i det indre av fremdriftsdelen (1) etter tilbaketrekningen av hodet (5) inn i fremdriftsdelen (1).