SE439685B - Anordning for avfyrning av ett flertal reaktionsdrivna farkoster - Google Patents

Description

l0 l5 20 25 30 35 40 7905675-0 2 den öppna yttre änden. Detta i sin tur skulle kunna förorsaka kraftiga värmeskador pâ intilliggande installationer.

För att förhindra detta har olika typer av säkerhetsdörrar och gasventiler tidigare föreslagits. Dessa installeras vanligen antingen vid utloppsöppningen hos varje torpedrör eller i förbindelseledningen till plenumkammaren. Om en raket oav- siktligt eller avsiktligt antändes bringas tillhörande säkerhetsdörr eller ventil att öppnas, vilket vanligen sker i beroende av avgaserna. Härigenom utsläppes avgaser- na till plenumkammaren eller avgasledningen. Dörrarna och ventilerna tillhörande de andra torpedrören hâlles stängda för att förhindra cirkulation av avgaserna därigenom.

Ett exempel på tidigare känd teknik utgöres av kvarhâllningsdörrar för varje torpedrör, som består av en envägs klaffventil med tvâ klaffar. Fjädrar är anordnade för att hålla klaffarna stängda. Raketavgaserna som avges från en antänd raket öppnar klaffventilen.

En annan tidigare känd raketavgasreglerapparat utgöres av strömningsregler- dörrar, som är svängbart anordnade och försedda med motvikter så att de normalt är stängda och kan öppnas under inverkan av trycket från en antänd raket. Det ökade trycket i avgasledningen bibehåller dörrarna stängda hos andra torpedrör med oan- tända raketer.

En annan typ av en tidigare känd bakre dörr för ett raketavfyrningsrör ut- göres av en dörr som är fasthakad i upprätt läge och normalt förblir öppen tills raketen avfyrats. En skyddande tätning eller ett sönderbrytbart lock kan normalt stänga av torpedröret tills roboten har avfyrats. Dörren kan utlösas av en sensor när roboten lämnar torpedröret. Gaserna från den avfyrade raketen driver dörren till stängt läge. Slutligen läses eller fasthakas dörren på plats, varigenom torpedröret avtätas från intilliggande plenumkammare.

Enligt föreliggande uppfinning àstadkommes en apparat för att avstänga en ände av ett torpedrör för att avge drivna föremål, såsom en raket eller robot.

Apparaten är utformad för att öppna änden av ett avfyrningsrör i beroende av avgaskonen.

Föreliggande uppfinning åstadkommer en apparat för att normalt avstänga en ände av ett torpedrör för avgasdrivna föremål och för att öppna änden av torpedröret i beroende av föremâlets avgaskon, varvid apparaten innefattar ett avfyrningsrör eller torpedrör; en ledning belägen intill avfyrningsröret för att leda bort avgaserna från föremålet; och ett lock för att normalt förhindra förbindelse mellan avfyrnings- röret och nämnda ledning, vilket lock har åtminstone ett brytbart centralt parti, som kan sönderbrytas i beroende av trycket hos avgaskonen hos föremålet, varigenom âstadkommes förbindelse mellan avfyrningsröret och nämnda ledning.

I stället för att åstadkomma bakre dörrar, såsom föreslagits enligt tidigare känd teknik, så är enligt föreliggande uppfinning avfyrningsröret eller torpedröret för en raket eller liknande stängd vid sin nedre ände av ett brytbart lock. Locket l0 l5 20 25 30 35 40 3 7905675-0 är utformat att sönderbrytas i beroende av avgaskonen hos raketen, som har avfyrats, antingen detta skedde avsiktligt eller inte. När en raket lämnar avfyrningsröret ökar dess avgaskon i diameter vid avfyrningsrörets bakre ände. Denna ökning i avgas- konen medför företrädesvis att ytterligare partier av locket brytes bort.

Få detta sätt blir förbindelsen mellan avfyrningsröret och ledningen eller plenumkammaren för att leda bort avgaserna från föremålet större allteftersom.

Detta i sin tur medför att avgaserna möter en allt större utloppsöppning, varigenom tillförsäkras att avgaserna strömmar in i avgasledningen. Härigenom bibehàlles också trycket i avfyrningsröret väsentligen konstant vid eller under atmosfärstrycket.

Företrädesvis har locket ett centralt, huvudsakligen cirkulärt parti, och ett flertal huvudsakligen ringformade koncentriska partier. Dessa partier är anordna- de att brytas bort successivt såsom förklarats här ovan.Ett. sådant bakre rör för avfyrningsröret är betydligt enklare att utforma och billigare än de tidigare före- slagna olika dörrkonstruktionerna. Pâ grund av dess enkelhet är det mindre risk att den apparat som försluter avfyrningsröret erhåller en felfunktion pá grund av mekanis- ka fel och liknande.

A andra sidan så snart det brytbara locket enligt uppfinningen har sönder- brutits förblir förbindelsen mellan avgasröret och torpedröret öppen. Om detta skulle utgöra ett problem kan den dörr som beskrives i patentansökan nr7904958-1 användas tillsammans med det brytbara locket enligt föreliggande uppfinning.

De nya särdrag som kännetecknar föreliggande uppfinning anges i bifogade patentkrav. Uppfinningens uppbyggnad och funktionssätt samt ytterligare särdrag och fördelar med denna framgår mer i detalj av nedanstående beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen under hänvisning till bifogade ritningar. Därvid är fig. l en schematisk sidovy som visar ett flertal avfyrningsrör med raketer, varvid ett av rören visar en lagrad raket, ett av rören visar en kvarhállen första raket och de andra avfyrningsrören visar avfyrade raketer i olika höjdlägen. Fig. 2 är en ändvy över det bytbara locket enligt uppfinningen. Fig. 3 är en tvärsnittsvy tagen utmed linjen 3-3 i fig. 2 och visar ett flertal spar anordnade i locket för att bilda olika bortbrytbara partier. Fig. 4, 5 och 6 är ändvyer liknande fig. 2 och visar locket med successivt större partier av locket bortbrutna av det ökade trycket och den ökade diametern hos raketens avgaskon.

Med hänvisning speciellt till fig. l visas schematiskt en raketavfyrnings- installation. Installationen innefattar ett flertal avfyrningsrör l0, ll, l2 och l3.

Det inses att antalet avfyrningsrör är godtyckligt och att fler eller färre rör kan anordnas. Awyrningsrören eller torpedrören är förbundna med en gemensam ledning eller plenumkammare l5 för att leda bort avgaserna som alstras av en raket som avfyras från avfyrningsrören 10 - l3. Det inses naturligtvis att i stället för raketer kan robotar eller andra avgasdrivna föremål användas.

Avfyrningsröret 10 har en raket l6 belägen däri. Raketen kan fasthàllas av en l0 l5 20 25 30 35 40 7905675-0 4 lämplig nedhållningsanordning (ej visad), vilka anordningar är välkända för en fackman. Raketen l6 är försedd med ett avgasmunstycke l7, genom vilket de varma avgaserna avges.

Bottnen av avfyrningsröret l0 är stängd enligt uppfinningen medelst ett bryt- bart lock 20, som visas mer i detalj i fig. 2 och 3. Locket 20 är fäst vid väggarna Zl hos avfyrningsröret l0 på något lämpligt sätt, exempelvis genom svetsning eller genom lämpliga fästorgan. Såsom visas speciellt i fig. 2 kan locket 20 bestå av ett centralt, väsentligen cirkulärt parti 23 och ett flertal omgivande, väsentligen ringformade partier 24 och 25. Det inses emellertid att i stället för ett centralt cirkulärt parti 23 och omgivande ringformiga partier 24 och 25 kan andra former an- vändas, såsom ett kvadratiskt eller rektangulärt centralt parti och omgivande par- tier med motsvarande form. Även endast ett brytbart centralt parti kan anordnas.

Locket 20 kan även vara försett med brytbara hörnpartier 26.

De olika partierna 23 - 26 är bortbrytbara, dvs. de är anordnade att brytas bort i beroende av inverkan av avgaskonen hos raketen. Detta kan exempelvis ske såsom framgår ur fig. 3. Det centrala partiet 23 omges av ett lämpligt spår 28, som kan vara cirkulärt såsom visas i fig. 2. De ringformade partierna 24och 25 bildas eller avskiljes från varandra av motsvarande spàr 30 och 3l. Företrädesvis har det spår 28 som omger det centrala partiet 23 ett större djup så att detta parti bortbrytes först under det minsta trycket. De nästa tvâ spåren 30 och 3l kan ha successivt.mindre,djup såsom visas, så att de omgivande partierna 24 och 25 bortbrytes successivt det ena efter det andra. Emellertid inses att partierna 23 - 25 kan vara anordnade att bortbrytas på något annat sätt.

Om det är önskvärt att hörnpartierna 26 skall bortbrytas kan lämpliga spår vara anordnade i de rätlinjiga eller kvadratiska kanterna omkring hörnpartierna 26, såsom visas med streckade linjer vid 33 ifig. 6. Spåren motsvarande de streckade linjerna 33 kan ha även mindre djup än spåren 30 och 3l så att hörnpartierna 26 bortbrytes sist, dvs efter det att partierna 24 och 25 har brutits bort.

Locket 20 består av ett material som kan motstå värmet hos avgaserna och trycket i avgasledningen l5. Antag att rakeen 35 i fig. l, med tillhörande mun- stycke 36 har oavsiktligt avfyrats. Eftersom raketen hålles av en kvarhållningsanord- ningen kan den inte förflytta sig uppåt i avfyrningsröret ll. I vilket fall som helst brytes locket 20 åtminstone vid dess centrala parti 23 av avgaskonen.

Således kan avgaserna intränga i plenumkammaren eller avgasledningen l5 och avgaserna strömma i pilarnas 37 riktning. f Utformningen av ett typiskt brytbart lock 20 erfordrar hänsynstagande till följande parametrar, nämligen raketmotorns ballistiska värden, vilket inkluderar trycket i avfyrningsröret l0, strömningshastigheten, förbränningstemperaturen och mynningsdiametern. Vidare måste hänsyn tagas till strömningsytan i avfyrningsröret l0, maximalt tryck i avfyrningsröret under en normal avfyrning, strömningsytan i l0 15 20 25 30 35 40 5 79os67s~o grenröret l5, trycket i grenröret som härrör från maximal avgasströmning, och en teoretisk eller experimentell modell av avgasströmningsfältet som en funktion av tiden i axiell och radiell riktning. I detta fallet är de erforderliga strömnings- elementen pitottrycket, det statiska trycket eller lokala omgivningstrycket (PAMB), det statiska trycket, hastigheten, mach-talet, gaskonstanten och specifika värme- förhållandet.

Dimensioneringen sker ungefär på följande sätt. Placeringen av locket 20 och dimensionerna hos de brytbara partierna 23 - 26 bestämmes av änddimensionerna hos avfyrningsröret l0 och/eller avfyrningsrörets strömningsyta. Om avfyrningsröret inte har cirkulärt tvärsnitt göres en omvandling till rätlinjiga dimensioner. Dimensioner- na hos partierna 23 - 26 bestämes av kravet att öppningen genom locket 20 måste fullständigt utfyllas av avgaspitottrycket, dvs. åtminstone så stor som det statiska trycket i grenröret 15. Vilket som helst valt tvärsnitt hos avgasströmmen eller strömningsfältet, såsom 38, 42 eller 44, kan i huvudsak beskrivas som en serie koncentriska tryckringar. Trycket ökar mot axeln hos avgasflödet 38, 42 eller 44 varvid det inre centrala trycket är större än trycket hos nästföljande intilliggande ringformade ring, vilket i sin tur är större än nästföljande yttre tryckringar. Den yttre tryckringen har ett tryck lika med (PAMB). Det statiska trycket i grenröret l5 bestämmas på ett konventionellt och välkänt sätt från masströmningshastigheten och de statiska egenskaperna hos avgaserna och ur grenrörets tvärsnittsyta.

Trycket inuti en speciell öppning i locket 20, såsom visas i fig. 4-6 under speciella avfyrningsförhållanden måste vara åtminstone så stort som det statiska trycket i grenröret eller plenumkamaren för att förhindra att gaserna i plenum- kammaren strömmar tillbaka upp i avfyrningsröret l0.

Om raketmotorns ballistik varierar med tiden så gör det avgivna avgastrycket sammalunda likaväl som trycket i plenumkammaren l5 för en bestämd tvärsnittsström- ningsyta. Den ursprungliga utformningen baseras på den maximalt förväntade raket- strömningshastigheten och ballistiken. Den kontrolleras vid lägre strömningshastig- heter för att tillförsäkra att trycket i plenumkammaren inte överskrider avgaspitot- trycket vid den nya jämviktsöppningen i locket 20. Om så är fallet måste dimensioner- na hos öppningen göras mindre, för att förhindra en backströmning, så att ett högre avgaspitottryck resulterar vid bottenöppningen hos locket 20.

I beroende av storleken på avgaskonen 38, dvs i beroende av dess diameter, kommer fler eller färre brytbara partier 23, 24 och 25 eller 26 att bortbrytas.

Exempelvis visas i fig. 4 att det centrala partiet 23 har brutits bort kvarlämnande partierna 24 och 25 samt hörnpartierna 26.

Således skall locket 20 hos ett avfyrningsrör vara tillräckligt starkt för att motstå den värme och det tryck i avgasröret l5 som uppstår när en raket i ett annat avfyrningsrör avfyras avsiktligt eller av misstag.

Antag nu att en raket avfyras avsiktligt; såsom raketen 40 med avgasmunstycket 10 15 20 25 30 35 40 7905675-0 5 41 i avfyrningsröret 12. Allteftersom raketen rör sig ut ur avfyrningsröret ökar dess avgaskon 42 i storlek från att ha en relativt liten diameter 42 i avfyrnings- röret 12. Betrakta samma raket 40 i avfyrningsröret 13, som rört sig ut ett väsent- ligt avstånd, varvid framgår att raketkonen 44 har större diameter. Således kommer successiva partier av locket 20 att brytas bort, såsom partierna 23, 24 och 25 eller 26. Partierna bortbrytes på grund av den ökade diametern hos raketkonen, vil- ket i sin tur innebär ökat tryck på en större yta av locket 20. Detta resulterar i en allt större öppning mellan resp. avfyrningsrör 12 eller 13 och avgasledningen 15.

Resultatet av detta är att någon väsentlig ökning i trycket i avgasröret inte sker.

Såsom visas med pilarna 47 i avfyrningsrören 12 och 13 kan eventuellt omgivande luften intränga i avgasströmningen i avfyrningsröret och blanda sig med avgaserna.

Ytterligare ett resultat av den allt större öppningen av locket 20 är att alla avgaser- na strömmar i endast en riktning, dvs nedåt såsom anges med pilarna 37 och strömmar därefter in i avgasledningen 15. Således àstadkommes effektiv strömningskontroll.

Vad som beskrivits hittills i samband med fig. 1-5 är en raket som har en avgaskon 42 eller 44 med väsentligen cirkulärt tvärsnitt. Om exempelvis avfyrnings- röret har formen av en kanister är det också lämpligt att hörnen 26 hos locket 20 såsom visas i fig. 6, göres brytbara såsom förklaras häri och kan bortbrytas. Därför bildas en väsentligen kvadratisk eller rektangulär öppning för avgasströmningen.

Det brytbara bakre locket för ett avfyrningsrör enligt uppfinningen har vissa fördelar. Det har en mycket enklare konstruktion och är därför mycket billigare än några tidigare kända anordningar som man använder dörrar. Ledmekanismen hos dörrarna kan utsättas för korrosion eller liknande av de korrosiva raketgaserna eller dess höga temperatur. Det âstadkommes ett annat sätt att erhålla samma resultat. A andra sidan, så snart det brytbara locket har sönderbrutits förblir resp. avfyrningsrör öppet. Detta kan vara användbart när endast aspiration önskas. När skydd mot oavsikt- lig avfyrning önskas kan det vara lämpligt att tillägga en normalt öppen dörr i avfyrningsröret, som stänges i beroende av avfyrningen av raketen, såsom anges i ovannämnda patentansökan.

Här ovan har beskrivits en apparat för att normalt avstänga en ände hos ett avfyrningsröret för raketer och liknande och för att öppna den bakre änden av avfyr- ningsröret i beroende av avgaskonen från raketen. Detta ástadkommes genom att till- handahålla ett brytbart lock vid bakre änden av avfyrningsröret. Locket har ett bryt- bart parti eller partier, som bortbrytes under inverkan av trycket fran avgaskonen.

När avgaskonen ökar i diameter, bortbrytes successiva partier av det brytbara locket pà grund av det ökade trycket som verkar därpå. Det brytbara locket enligt uppfinning- en för att avstänga den bakre änden av ett avfyrningsrör är enkel till sin konstruk- tion och tillförlitlig i funktion. Det åstadkommer en förbindelse mellan avfyrnings- röret och en avgasledning eller kammare med en ökande öppning i beroende av en ökad diameter hos avgaskonen. Detta kommer i sin tur att förhindra en ökning av trycket i 7 7905675-0 avfyrningsröret.

Aven om här ovan har beskrivits specifika arrangemang av ett bakre avfyrnings- rörsïock med fiera partier enligt uppfinningen med avsikt att belysa hur uppfinningen med Fórdei kan användas, inses att uppfinningen inte är begränsad därtiH. AHa modi- fikationer, variationer elïer ekvivalenta arrangemang som inses av en fackman inryms inom uppfinningens ram sådan den definieras av nedanstående patentkrav.

Claims (6)

10 15 20 25 7905675-G 8 PATENTKRAV

1. Apparat för avfyrning av ett flertal reaktionsdrivna luftfarkoster inne- fattande ett avfyrningsrör för varje sådan farkost, ett därtill anslutet avgasrör beläget intill avfyrningsröret för att mottaga avgaserna hos farkosterna, och ett öppningsbart lock anordnat mellan änden av avfyrningsröret och nämnda avgasrör för att öppnas i beroende av avgaskonen hos nämnda farkost för att etablera en förbindelse mellan avfyrningsröret och avgasröret, k ä n n e t e c k n a d av att locket innefattar en i ett stycke utformad lockplatta (20) med ett centralt parti (23) och ett flertal partiet (24, 25), som omger det centrala partiet, vilka partier är anordnade att bortbrytas successivt av avgaskonen när den ökar i dia- meter.

2. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att lockplattan (20) består av ett värmebeständigt material och har spår (28, 30, 31) anordnade däri, som är tillräckligt djupa för att partierna skall bortbrytas successivt i be- roende av den ökande diametern hos avgaskonen.

3. Apparat enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att spåret (28) som omger det centrala partiet av lockplattan är djupare än spåren mellan de omgivande partierna.

4. Apparat enligt krav 2 eller 3, (28, 30, 31) minskar i djup mot plattans yttre sida.

5. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att det centrala partiet (23) är huvudsakligen cirkulärt och att de omgivande partierna (24, 25) är huvudsakligen ringformiga och är koncentriska med det centrala partiet.

6. Apparat enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att hörnpartier (26) är anordnade utmed det yttre ringformade partiet för att ge lockplattan (20) en huvudsakligen rektangulär yttre form, varvid hörnpartierna har spår för avgräns- ning därav vilket förorsakar att de bortbrytes i beroende av en fortsatt ökning av diametern hos avgaskonen. k ä n n e t e c k n a d av att spåren