SE421831B

SE421831B - Forbindningsanordning mellan raketsteg

Info

Publication number: SE421831B
Application number: SE7714509A
Authority: SE
Inventors: J G Lamic; P B Pascal; M E M Schilling; H A Zante
Original assignee: Poudres & Explosifs Ste Nale; Luchaire Sa
Priority date: 1976-12-28
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1982-02-01
Also published as: FR2376300B1; US4250705A; IT1091528B; GB1543690A; FR2376300A1; DE2757806C2; BE862427A; DE2757806A1; SE7714509L

Description

7714509-2 10 20 25 30 35 40 2 pyroteknisk laddning som antingen upphäver en temporär förbindelse mellan de båda stegen såsom beskrivas i-FR patentskriften 1 435 514, eller upphäver en sådan temporär förbindelse och effektivt skilj- ningen av de båda stegen åt enligt FR patentskriften 2 2601078.

Man kan även nämna avskiljningsanordningar som använder förbrän- ningsgaserna från det bakre stegets pyrotekniska laddning. Sådana anordningar kan antingen befinna sig i det bakre steget, såsom beskrivas i FR patentskriften 1 328 459, eller utanför detsamma enligt FR patentskriften 1 549 618. Teknikens ståndpunkt är sålunda den, att de kända raketerna är försedda med två_olika anordningar, 'varav den ena möjliggör aktivering av tändningsorganen hos stegets laddning, och den andra åtskiljandet av raketens båda steg.

Till följd av att dessa båda anordningar är anordnade var för sig blir tillverkning och inställning mycket svåra, och raketerna blir tyngre, vilket väsentligt förkortar deras bana.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att eliminera dessa olägenheter medelst en anordning för förbindelse mellan tvâ steg hos en raket, vilken är mycket enkel och samtidigt mycket effektiv. Ånordningen enligt uppfinningen innefattar organ för att åstad- komma åtskiljande av de båda stegen efter slutad förbränning av det bakre stegets pyrotekniska laddning samt organ för att åstadkomma antändning av det främre stegets pyrotekniska laddning. _ Enligt uppfinningen kännetecknas anordningen av att det främre stegets bakände och det bakre stegets framändc är hopmonterade för att kunna glida längs raketens axel, att en temporär förbindelse som är förstörbar under inverkan av det bakre stegets antändning håller ett avstånd mellan det främre stegets bakände och det bakre stegets framände, att det främre stegets bakände innefattar medel för att med en på förhand bestämd fördröjning initiera antändningen av det främre stegets pyrotekniska laddning, och att det bakre stegets fram- ände innefattar organ för utlösning av initieringsmedlen genom kon- takt med utlösnings- och initieringsmedlen efter upphävande av den temporära förbindelsen. Då den temporära förbindelsen mellan de båda stegen är förstörbar under inverkan av det bakre stegets antändning medför den accelererande skjutkraft som utövas av denna en relativ förflyttning mellan de båda stegen. Denna relativa förflyttning med- för aktivering av antändningsmedlen med fördröjning av det främre stegets pyrotekniska laddning och därefter de båda stegens åtskil- jande efter slutet av förbränningen av det bakre stegets laddning.

Anordningen enligt uppfinningen är speciellt enkel att tillverka och dessutom mycket effektiv och tillförlitlig. 10 15 20 25 '30 55 _16 7714509-2 3 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar förbindelsen mellan det främre och det bakre steget två cylindriska ytor som är införda i varandra samt låsorgan för att hindra de båda stegens inbördes rotation. Sålunda håller det bakre steget efter förstöring av de båda stegens axiella temporära förbindelse, om det är försett med vingar för sin rotation, även det främre steget i rotation tills det sistnämnda är helt fritt. Denna anordning är mycket gynnsam för stabilisering av raketens bana. Den temporära förbindelsen, som är förstörbar under inverkan av det bakre stegets antändning, kan utgöras exempelvis av en öppen bricka med brytbara organ eller av ett flertal brytpinnar, varvid brytningen sker under inverkan av antändningen.

Uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna. Fig. 1 visar en partiell längdsektion av en raket med två steg försedda med en förbindelseanordning en- ligt uppfinningen, varvid raketen är monterad på ett utskjutningsrör.

Fig. 2 är en sektion längs II-II i fig. 1. Fig. 3 visar en längd- sektion av en variant av förbindelseanordningen enligt uppfinningen.

Fig. 4 är en sektion längs IV-IV i fig. 5.

Vid den i fig. 1 visade utföringsformen innefattar raketen, som är införd i utskjutningsröret 1, ett bakre steg 2, accelera- tionssteg, och ett främre steg 3, marschfartsteg. Det bakre stegets 2 framände innefattar en metallfläns 4 med en axiell borrning 5, i vilken en axiell stång 6 är fäst. Stângens 6 fasthållning i flän- sen 4 åstadkommas dels genom att den refflade delen 6a hos stången med kraft är införd i borrníngen 5, dels genom en mutter 7 som är pàskruvad stångens 6 främre ände. Vid sin bakre ände uppbär stången 6 en kupol 8 som bildar ett ringformigt munstycke 9 i kombination med utskjutningsrörets 1 inneryta. Kupolen 8 är med kraft påsatt på en refflad del 6b av stången 6 och fixering sker dessutom medelst en mutter 10. Kupolen 8 är försedd med vingar ll. Det bakre stegets pyrotekniska laddning utgöres av ett stort antal rörformiga proper- golstänger l2 anordnade parallellt med raketens axel, varvid proper- golstängernas 12 främre ände är införd i en platta 13 av plast- material, vilken är tryckt mot flänsen 4. Propergolstängerna 12 kan exempelvis framställas genom strängpressning av propergol på dubbelbas utan lösningsmedel och med en teoretisk förbränninge- hastighet av 35 mm/s under ett tryck av 250 bar. Sålunda kan proper- golstängernas 12 tjocklek anpassas för en sammanlagd förbränninge- tid för laddningen mellan 5 och 10 ms. Det främre steget 3 eller 10 'D15 20 25 35 40 77145 09-2 _ 4 marschfartsteget har en cylindrisk yttervägg 14 som uppbär yttre stabiliseringsvingar 15. Det främre stegets 3 bakände har en botten 16 med en axiell borrning 17, i vilken ett munstycke 18 är fäst. 2 Bottnen 16 uppbär dessutom en pyroteknisk laddning 19 som vid den visade utföringsformen utgöres av ett propergolblock med en axiell kanal 20, vilken har stjärnformad tvärsektion eller liknande sådan att propergolblocket l9 har i huvudsak konstant förbränningsyta som funktion av förbränningens fortskridande. g 2 Enligt uppfinningen är det främre stegets 3 bakände 3a och det bakre stegets 2 framände 2a hopmonterade för att kunna glida I ' axiellt. Vid den i fig. 1 visade utföringsformen âstadkommes denna montering medelst två cylindriska hylsor 3a och 2a, vilka är införda i varandra och fast förbundna med det främre stegets 3 vägg 14 resp; det bakre stegets 2 fläns 4. Dessutom består en förbindelse av en eller flera brytpinnar 21, vilka är fördelade kring hylsan 3a och radiellt införda i hylsorna Ba och 2a, vilka upprätthåller ett av- stånd g mellan det bakre stegets 2 framände 2a och det främre ste- dgets 3 bakände 3a. Pinnarna 21 kan avskjuvas under inverkan av den tryckkraft som uppstår vid antändningen av det bakre stegets 2 pyro- 2 tekniska laddning 12, såsom beskrivas mera i detalj i samband med beskrivningen av driften av anordntngen enligt uppfinningen.

Enligt ett annat kännetecken.hos uppfinningen innefattar det. främre stegets 5 bakände 3a medel för att med på förhand bestämd fördröjning initiera antändningen av det främre stegets 3 pyrotekniska laddning. Dessa medel utgöres enligt fig. 1 av en tändkapsel 22 som när ansluten till en pyroteknisk stubin 23 med relativt snabbrinnande krut. Dessutom är den pyrotekniska stubinen 23 och tändkapseln 22 _vid den visade utföringsformen fästa i munstyckets 18 axel medelst en krage 24 som med en.ring 25 kvarhâlles på munstyckets 18 nedre ände.

Enligt ett tredje kännetecken.hos uppfinningen innefattar det bakre stegets 2 framände medel för att utlösa antändningen av tänd- kapseln 22 genom kontakt med denna. Dessa medel utgöres enligt fig. T av ett slagstift 26 som är fäst i ett i kragen 24 anordnat rum 27 mittför tändkapseln 22. Slagstiftet 26 är fäst i rummet 27 medelst en sprint 26 med liten diameter. Vid den i fig. 1 visade utförings- formen uppbär dessutom framänden av det bakre stegets-2 axiella stång 6 ett tryckorgan 29 som är anordnat mittför och på kort avstånd från slagstiftet-26, vilket avstånd är mycket mindre än avståndet 3 mellan det bakre stegets 2 framände 2a och det främre stegets 3 bakände 3a, så att tryokorganet kan bringa slagstíftet 26 att slå mot tändkapseln 22 efter upphävandct av avståndet 5. 10 20 25 30 35 40 77145 09-2 5 Vid utföringsformen enligt fig. 1 och 2 finnes dessutom medel för att låsa de båda stegen 2 och 3, så att de icke vrids inbördes.

Dessa medel utgöres av tappar 30 som är fast förbundna med det bakre stegets 2 framände 2a och införda i borrningar 31 i det främre ste- gets 3 botten 16. Såsom framgår av fig. 2 är tapparna 30 tre till antalet, jämnt fördelade kring hylsans 2a ände.

Utföringsformen enligt fig. 3 och 4 skiljer sig på följande sätt från den som visas i fig. 1 och 2. Slagstiftet 26a är i stället för att tillhöra det främre steget 3, såsom är fallet i fig. 1, skruvat i den vägg 32 som begränsar det bakre stegets 2 framände och skjuter därvid mittför tändkapseln 22a ut från väggens 32 ytteryta 32a. Denna anordning är lika effektiv som anordningen enligt fig. 1 men er- bjuder något mindre säkerhet speciellt vid monteringen av det främre steget 3 på det bakre steget 2. Dessutom uppvisar det bakre stegets 2 framvägg 32 två diametrala korsande lister 33 (fig. 4). Listernas 33 ände har fingrar 34 införda i gafflar 35, vilka är anordnade på det främre stegets 3 bakände under stegets botten 36. Gafflarna 35 bildar anslag på ömse sidor om fingrarna 34. Därigenom låses det bakre ste- get 2 mot vridning gentemot det främre steget 3. Vid utföringsformen enligt fig. 3 och 4 åstadkommas den förstörbara förbindelsen genom antändning av det bakre stegets 2 pyrotekniska laddning 12 såsom vid utföringsformen enligt fig. 1 och 2, dvs. medelst brytpinnar 2la som sträcker sig radiellt genom det främre stegets 3 sidovägg 14a och fingrarna 34 hos det bakre stegets 2 framvägg 32. Brytpinnarna 21a bestämmer ett avstånd e1 mellan det främre stegets 3 botten 36 och överänden av det bakre stegets 2 fingrar 34. Vid denna utföringsform är den pyrotekniska stubinen 23a och tändkapseln 22a, vilken befinner sig mittför slagstiftet 26a, fästa i munstyckets 37 axel medelst en krage 38 som är skruvad kring munstyckets 37 nedre kantparti.

Förbindelseanordningen mellan det bakre steget 2 och det främre steget 3 hos raketen enligt fig. 1 fungerar på följande sätt: Vid antändningen av det bakre stegets 2 laddning 12 driver den av laddningen alstrade accelererande tryckkraften det bakre steget framåt. Denna tryckkraft skjuvar av pinnarna 21, och därigenom för- flyttar sig det bakre stegets 2 framände 2a mot det främre stegets 3 vägg l6. Denna förflyttning sträckan å medför samtidigt en för- flyttning av tryckorganet 29 mot slagstiftet 26. Vid denna förflytt- ning bryter tryckorganet 29 pinnen 28, så att slagstiftet 26 slår mot tändkapseln 22 och på så sätt utlöser antändningen av den pyro- tekniska stubinen 23. Alla de ovan beskrivna momenten sker på mycket elO 15 20 25 'Bo 7714509-2 I i 6 a kort tid och praktiskt taget samtidigt som antändningen av det bakre stegets 2 laddning 12. Efter antändningen hålles det bakre steget 2 lmot det främre steget 3 tack vare accelerationen av den tryckkraft som utövas genom laddningens 12 förbränning. Tapparna 30 införda i borrningarna 31 förenar de båda stegen 2 och 3 i rotation, varigenom hela raketen kan bringas i rotation. Stubinens 23 brinntid kan instäl- las på basis av stubinens längd och av krutets förbränningshastighet.

A Speciellt kan stubinene 23 brinntid anpassas till förbränningstiden för det bakre stegets 2 laddning 12. Sålunda motsvarar antändningen av det främre stegets 3 laddning 19 slutet av förbränningen av det - bakre stegets 2 laddning 12 och raketens utdrivning ur utskjutnings-- röret. Vid antändningen_av det främre stegets laddning 19 skiljer den alstrade accelerationen det främre steget 3 från det bakre steget 2, vilket icke längre framdrives. Förbränningsgasernas tryckkraft, vilken alstras vid antändningen av laddningen 19, har även till verkan att utkasta kragen 24 som är fäst vid munstyckets 18 basdel. Isär- skiljningen av de båda stegen 2 och 3 sker automatiskt omedelbart efter slutet av förbränningen av det bakre stegets 2 laddning 12 och innan det främre stegets 3 laddning 19 antändes, då det främre steget 3 har mindre luftmotstândskoefficient än det bakre stegets 2 såsom är fallet vid de visade utföringsformerna. Av beskrivningen av funktionen av anordningen enligt uppfinningen framgår att den med genkla medel gör det möjligt att dels skilja de båda stegen hos en raket efter slutet av förbränningen av det bakre stegets laddning, dels tända det främre stegets pyrotekniska laddning.

Det är givet att uppfinningen icke är begränsad till de visade och beskrivna utföringsformerna utan att detaljmodifikationer är möjliga. Sålunda kan pinnarna 21 och 2la ersättas med något annat medel för åstadkommande av temporär och förstörbar förbindelse mel- lan stegen 2 och 3, exempelvis anslag som är brytbara eller vikbara och anordnade mellan de båda stegens 2 och 3 angränsande ändar.

Claims

7714509-2 PATENTKRAV

1. Förbindelseanordning mellan två steg hos en raket, innefat- tande organ för skiljande av dessa båda steg efter avslutad förbrän- ning av det bakre stegets pyrotekniska laddning, samt organ för an- tändning av det främre stegets pyrotekniska laddning, k ä n n e- t e c k n a d av att det främre stegets bakände och det bakre ste- gets framände är hopmonterade för att kunna glida längs raketens axel, att en temporär förbindelse som är förstörbar under inverkan av det bakre stegets antändning håller ett avstånd mellan det främre stegets bakände och det bakre stegets framände, att det främre ste- gets bakände innefattar medel för att med en på förhand bestämd för- dröjning initiera antändningen av det främre stegets pyrotekniska laddning, och att det bakre stegets framände innefattar organ för utlösning av initieringsmedlen genom kontakt med utlösnings- och initieringsmedlen efter upphävande av den temporära förbindelsen, och att förbindelsen mellan de båda stegen innefattar medel för att inbördes låsa stegen mot rotation.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att förbindelsen mellan de båda stegen innefattar två samverkande cylind- riska ytor.

3. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att medlen för låsning mot rotation innefattar åtminstone en tapp som är fast förbunden med det bakre stegets framände eller det främre stegets bakände, och som är införd i det andra stegets angränsande del.

4. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den temporära förbindelsen som är förstörbar under inverkan av det bakre stegets antändning innefattar åtminstone en brytdel.

5. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att medlen för initíering av den pyrotekniska laddningens antändning utgöres av en tändkapsel som är ansluten till en pyroteknisk stubin, varvid stubinen och tändkapseln är fästa i axeln för det främre stegets munstycke.

6. Anordning enligt kravet 1 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att medlen för utlösning av initieringen utgöres av ett slag- stift anordnat att komma i kontakt med initieringsmedlen efter upp- hävande av den temporära förbindelsen och förflyttning av det bakre stegets framände mot det främre stegets bakände. 8 7714509-'2

7. Anordning enligt kravet 6, k ä n nte t e c k n a d av att slagstiftet är fäst vid basdelen av det främre stegets munstycke t och mittför tändkapseln, vanvid det bakre stegets framände inne- fattar ett tryckorgan som är anordnat att komma i kontakt med slag-

8. Stiftet. _ 8. Anordning enligt kravet 6, k ä n n e t e_c k n a d av att slagstiftet är fäst på det bakre stegets framände.

9. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c ktn a d at att det bakre stegets luftmotståndskoefficient är större än det främre stegets. ANFÛRDA PUBLIKATIONER: