NO171331B - Kurskorreksjonsenhet - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en kurskorreksjonsenhet, omfattende et forbrenningskammer som inneholder et drivstoff som i bruk frigjør gass, et avsmalnende ventilelement som har skrå sideflater, og brytbare festemidler for å holde ventilelementet i lukkende stilling inntil et forutbestemt kammergasstrykk er nådd.

Et spinnstabilisert prosjektil skytes gjerne ut langs en siktelinje mot et mål. Ved bruk av f.eks. en stråle-styringsanordning kan prosjektilet bestemme sin posisjon innenfor et synsfelt og om nødvendig foreta korreksjon av sin kurs for å treffe målet.

Et problem eksisterer ved kurskorreksjon for relativt små prosjektiler. For å korrigere kursen, må det skapes tilstrekkelig impulsmoment til å bevirke den nødvendige avbøyning. Dette impulsmoment kan vanligvis dannes ved hjelp av en strømningsmengde av gass gjennom en åpning eller dyse. Strømningsmengden er direkte proporsjonal med trykket av gassen og arealet av åpningen eller dysen. I et lite prosjektil er det grenser for hvor meget arealet av åpningen kan økes. For å øke strømningsmengden, må derfor trykket økes. Det er ofte meget vanskelig å tilveiebringe og kontrollere de høye trykk som er nødvendige, og å bevirke åpning av dysen i det øyeblikk trykket befinner seg på det nødvendige nivå og dysen "peker" i den riktige retning. Det er også vanskelig å holde dysen eller åpningen lukket under de høye trykk som kan dannes.

En måte å oppnå kurskorreksjon på er ved å avfyre såkalte bonker-stråler som er plassert stort sett periferisk rundt prosjektilets hovedlegeme. Det foreligger imidlertid et problem ved kurskorreksjon på denne måte på grunn av det faktum at ved høye spinnhastigheter kan bonker-strålene stråle i opptil en hel omdreining av prosjektilet. Dette vil naturligvis ikke gi noen kurskorreksjon.

En kurskorreksjonsenhet av den innledningsvis nevnte type er kjent fra US 3.316.719. Her er det avsmalnende ventilelement plassert i en konisk dyse, og utblåsningstrykket reguleres ved å tilpasse ventilelementets presspasning i dysen. Utblåsningstrykket, som virker mot hele ventilelementets bunnflate, vil være avhengig av en rekke faktorer, såsom fremstillingstoleranser for ventilelementet og dets sete med hensyn til konisitet og variasjoner i friksjonsko-effisienten mellom disse deler på grunn av materialenes hårdhet og deloverflåtenes finish og renhet. Man må derfor forvente en ganske stor spredning i utblåsningstrykket for ellers tilsynelatende like ventilelementer.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er således å tilveiebringe en kurskorreksjonsenhet som ikke bare kan skape en høy skyvkraft i løpet av en liten rotasjonsvinkel, men som også gir stor nøyaktighet med hensyn til dens utløsningstrykk.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en kurskorreksjonsenhet av den innledningsvis nevnte type, hvor det karakteristiske er at ventilelementet er plassert i det minste delvis i kammeret med de skrå sideflater eksponert til gassen som frigjøres når forbrenning av drivstoffet begynner slik at festemidlene brister og ventilelementet åpner kun på grunn av den kraftkomponent av drivgasstrykket som virker aksialt mot ventilelementets skrå sideflater.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav.

Den unøyaktighet eller usikkerhet med hensyn til utblåsningstrykket man må forvente f.eks. ved kurskorrek-sjonsenheten ifølge US 3.316.719, unngås ifølge oppfinnelsen ved at man stort sett baserer seg kun på fremstillingstoleranser og egenskaper hos ett eneste element, f.eks. en brytepinne. Videre kan det utløsende gasstrykk lett varieres ved å variere helningsvinkelen av ventilelementets sidevegger fordi det kun er aksialkomponentene av gasstrykket mot disse sidevegger som utgjør utløsningskraften.

Det skal så henvises til de utførelseseksempler som er vist på vedføyede tegninger, hvor

fig. 1 er et perspektivisk riss av et utførelsesek-sempel på en motor med kortvarig høy skyvkraft (KHS) ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 er et perspektivisk riss av et andre utførelses-eksempel på en lignende KHS-motor, og

fig. 3 er et snitt gjennom motoren på fig. 1.

Den viste KHS-motor, generelt betegnet med 1, omfatter et hus 2 som danner to drivstoffkamre 3 og en avsmalnende ventil 4. Ventilen 4 er massiv, bortsett fra flere tversgående passasjer 5 som hjelper til å utligne trykket i de to kamre 3, og holdes på plass av f.eks. en skjærpinne 6. Skjærpinnen 6 er konstruert til å ha et bristpunkt ved et bestemt trykk.

For å få motoren 1 til å fungere, blir drivstoffet i drivstoffkammeret 3 antent ved hjelp av hvilken som helst passende fremgangsmåte. Når drivstoffet brenner i kammeret 3, øker trykket i kammeret. Kraften som virker mot ventilen er vist på fig. 3. Da trykket virker vinkelrett på overflaten, vil det være en stor horisontal komponent 8 som virker mot ventilen i retning fra venstre mot høyre og fra høyre mot venstre fra de respektive kamre, og en liten vertikal komponent 9. Effekten av den horisontale komponent blir stort sett utlignet uansett trykkets størrelse, men når trykket øker, vil kraften som skapes av den vertikale komponent øke. Det er den vertikale komponent som ved et forutbestemt nivå bevirker at skjærpinnen 6 brister ved sin virkning mot de skrå kanter 10 av ventilen 4.

På dette punkt er trykket i kammeret ganske betydelig, og ventilen 4 tvinges ut sammen med gassen som har bygget seg opp under drivstoffets forbrenning. Hastigheten som ventilen støtes ut med kan økes ved å sikre at bunnen av den avsmalnende ventil er flat. Dette gjør det mulig for høytrykksgassen å utøve en større vertikal kraftkomponent. Dette bevirker en kortvarig høy skyvkraft som benyttes til å korrigere kursen av prosjektilet.

Man forestiller seg at flere motorer som beskrevet ovenfor vil være innlemmet i et prosjektil, med ytterflaten 11 av huset og den avsmalnende ventil liggende i flukt med prosjektilets vegger.

Alternativt kan det i prosjektilet innlemmes en rundtgående enhet (ikke vist) hvilken enhet omfatter flere segmenter. Hvert segment er adskilt fra de andre og har sin egen ventil.

Et andre utførelseseksempel, som vist på fig. 2, omfatter et sylindrisk kammer 12 og en spikerformet ventil 13. Ventilen 13 holdes i stilling av f.eks. en skjærpinne (ikke vist). Kammeret er fylt med drivstoff, som, når det antennes, skaper et gasstrykk. Når gasstrykket øker vil den vertikale komponent av kraften som dannes av trykket øke inntil kraften er tilstrekkelig til å bryte skjærpinnen. På dette punkt vil både skjærpinnen og gassen som dannes når drivstoffet forbrenner, bli støtt ut av kammeret, for derved å gi den nødvendige kurskorreksjon.

Som i det første utførelseseksempel er flere anord-ninger ifølge fig. 2 plassert periferisk rundt prosjektilet, med ytterflaten 14 i flukt med prosjektilets vegger.

I begge utførelseseksempler er det mulig å erstatte skjærpinnen med et alternativt "svakt ledd". Eksempelvis kan det benyttes en termisk anordning som brister ved en viss temperatur, for derved å frigjøre ventilen. En annen mulighet er å benytte en trykkfølsom anordning som brister ved et forutbestemt trykk. Alternativt kan en splint med en enkel eksplosiv ladning benyttes, så sant eksplosjonen er kontrollert og ikke skader kammeret.

Det vil forstås at for at de varme- eller trykk-aktiverte "svake ledd" skal virke, må leddet utsettes for gassen som dannes når drivstoffet brenner. Dette kan oppnås ved å danne en åpning mellom huset og ventilen i skjær-pinnens område.

Det vil også forstås at motoren kan gis enhver egnet form slik at den kan passe inn på ethvert tilgjengelig sted, og at anordningen kan ha enhver egnet størrelse.

Claims (4)

1. Kurskorreksjonsenhet, omfattende et forbrenningskammer (3) som inneholder et drivstoff som i bruk frigjør gass, et avsmalnende ventilelement (4) som har skrå sideflater, og brytbare festemidler (6) for å holde ventilelementet (4) i lukkende stilling inntil et forutbestemt kammergasstrykk er nådd, karakterisert ved at ventilelementet (4) er plassert i det minste delvis i kammeret (3) med de skrå sideflater eksponert til gassen som frigjøres når forbrenning av drivstoffet begynner slik at festemidlene (6) brister og ventilelementet (4) åpner kun på grunn av den kraftkomponent av drivgasstrykket som virker aksialt mot ventilelementets (4) skrå sideflater.

2. Enhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at ventilelementet (4) er forsynt med skuldre.

3. Enhet som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at festemidlene (6) er en brytepinne.

4. Enhet som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det avsmalnende ventilelement (4) er utført med trykkutjevnende hull (5) i de skrå sideflater.