DE1942367U - Treibsatz fuer feststoffrakete. - Google Patents

Description

Düsseldorf, 2, 6. 1966

_Di/r

RA.291287*-3.6.BB

tireibeate für Feststoffrakete

(fttiohworti

(H 24-429/4% Gbm)

Hol Anfeuerun^ «Ines Feototoffraketentreiboatßea aufl 4« naoh Größe dor Pulveroberfläolie» der Ladediohte und der Pulvoreigonseh&ften eine beati&sate Mindeetw&naeseage zur Irreiohung der Stindteraperatur ssur Verfugung etehen· Dleee Wärmemenge wird durch Verbrennen «Iner Beiladung frelüe-

die ilireraeite den gleichen Stdinguag«& lainelohtliob unterworfen lot*

!torch liatersohiediiche AuÜentenperaturen» die der tuxverbranat· trreiboats und die Beiledung annimmt» wird ein* &al der WäraobÄdarf aur Brreiohung der gewünechten Sündver« eugaseitt während der der ^lrmeauetaueoh »wiaohen Anfeue« rung und Sreifeeats etattfindet« vereohieden eein» und e« wirkt eioh eudem nooh die untoreohiedliohe Abbrandgeeohwindlßkeit deo IuIvor8» die eine funktion voa Druck in der Brennkasamer und der Sreiboatstemperatur ist_f ungünetig aus· roiroh Überlagerung der beiden letatgen&nnten Wirkungen «teilt eioh bei niedrigeren Temperaturen aie die Bezugeteaperatur eine langsamere Verbrennung des freiboatssea bei niedrigeren Brennkaas&erdruek und längerer Brennseit ein« Eierdurch wird der eraielbare Itapule auch niedriger» Bei höheren Seapereturen als die Besugotemperatur ergibt eioh eine entgegenge·· eetste Wirkung! sehnellere Verbrennuagt hoher Brennkasmer* druok und kurae Brennseite

llnwols: Diese Unterlage (Beschreibung und Schutzanspr.) Ist die zulsfzt eingereichte; sie weicht von der Wert» «· 2 ^m

issung dsr ursprünglich ei^q5i£i"hi?.i Untertigsi ab. Die. recHüch* Bedeutung d'r A'wolchung Ist nicht geprüft, ie ursprüngücii ;i.igo^r;.^:t τ---η U.'.'..r!';ocn birindün sir'i in dsfi A.-.!is.;kr?n. Sie kö.!r.;:n JHClferifclt ohna Nachweis nes rschtlichsn Interesses gehüiirerifroi eingesehen werden. Auf Antrag warden hiervon auch Fotokopien oder Film· sgative zu den üblichen Preisen geliefert. DeuHches Patentamt, Gobrauchsmusterstalle,

Diese Auswirkung doe Temperaturgradienton iet «ehr unerwünscht, da die Brennkammer festigkeitsmässig für den Druck bei höchetei Äueeentemperatur ausgelegt werden muss und die Rakete damit bei niedrigeren Ausaentemperaturon ein ungünstigeres Kassen» verhältnio alo erforderlich aufholet und zudem einen kleineren Impuls entwickelt« Bei Kurssbrennraketen kommt oft noch die er* sohwerende Auslegungebedingung begrenzter maxlamler Brennaeit hin&u·

Bei einer bekannten Feststoffrakete hat man zur Erzielung einer konstanten Brennzeit bei unterschiedlichen Auasentemperaturen der Austrittsdüse ein Bimetall-Element zugeordnet, _; durch welches der Düsenquerschnitt selbettätig» in Abhängig* keit von der Aussentemperatur verändert wird«

Ferner ist es bekannt» dem Haupttreibsatz einer Feststoffrakete eine oder mehrere» unabhängig voneinander oder gleioheeitig Kündbare Bilfstreibaätee eusuordnen, um die Rakete verschiedenen Forderungen anzupassen, beispielsweise um eine Änderung der Reichweite herbeizuführen· Die erforde&ohen Einstellungen müssen hierbei jeweils vor dem Abfeuern von Band oder durch eine Fernsteuerung vorgenommen werden«

Sohliesslioh ist eine Feststoffrakete bekannt» bei der ssweoks Begelung der Brenngeschwindigkeit oder des Druckes ausser einem in einer Hauptbrennkammer angeordneten Haupttreibsatz eine in einer Zusatzbrennkammer angeordnete» aus einem "kalten Pulver" bestehende Zusataladung vorgesehen ist· Beide Ladungen brennen stets gleichseitig ab» wobei der Einfluss der abbrennenden Zusatzladung auf die Vorgänge in der Hauptbrennkammer in Ab* hängigkeit des in dieser vorhandenen Druckea über einen Gaadruoksohalter gesteuert wird· Diese Bakete ist jedoch baulich sehr aufwendig» so dass sioh ein ungünstiges Maeeenverhältnie f|| uböV damit hohes speaiiisehes Baugewicht ergibt» J«..^.«

Di« vorliegende Erfindung ermößlioht es» die Auewirkung de· Semperaturgradienten.eines Pulvere durch innorbailietisohe laaeenahmea auf elektrieohea Weg·

- 2a -

Bei einer mit eines Baupttreibeats und eines oder mehreren unabhängig voneinander oder gMehseitig Kündbaren Hilfe» treibsätssen versehenen Feststoffrakete wird dieser Ausgleich gemäeo der Erfindung daduroh herbeigeführt» dass den Hilfetreibsätsen (Ausglelohaladungen) an eich bekannte» in den Zündstromkreis eingeschaltete und in Abhängigkeit von einer Zustandsgrusse der Brennkammer oder des Baupttreibeatzes ge» eteuerte Sohaltmittel augeordnet sind« Der Treibsatz und die jeweils in Abhängigkeit von der Aussentoiappratur gezündeten '· Ausgleiohsladungen sind hierbei eo bemessen» dass der ent« stehende Geeamtimpuls aus der Verbrennung des Sreibsatsee der Bauptladung und der Ausgleiohsladungen fttr jeden Temperaturboreioh stets gleich ist·

Die Zündung der Ausgleiohsladungen erfolgt duroh einen elektrischen Schalter» der in Abhängigkeit von verschiedenen Grossen steuerbar 1st· Dies kann bei von der Aussentemperatur abhängiger Steuerung duroh einen Slmotallsohalter erfolgen» bei Steuerung in Abhängigkeit vom Brennkammerdruok duroh einen uasdruokeohalter oder bei Steuerung in Abhängigkeit vom Druckanstieg In der Brennkammer duroh einen Beeohleunigunge« eohalter·

Damit steht je aaoh Außentemperatur, Brennkasa&erdruok oder Druckanstieg eine angepaßte «änaeaeage eura Ausgleich sur Verfügung, und eo wird duroh die entweder Über einen Seil der Brenn&eit der Hauptladung oder über die geeamte Brenniseit der liauptladua^ brennende AuagXeioneXadung die PulveroberfXäohe und da&it der BrennkaEsoerdruok ia Minua·

erhöht fejsw· la PXuetesperaturgebiet ernie·

Ea kann hiermit eini&aX der EinfXtifl der PuXvertemperattur auf jDruok und Äbbraadgeaöhwindigkeit kompensiert und ferner durch Oberriüohejiabeiufun^oa der Äua^XeioheXe.dungen bei Icon-β tan tea Geseatgewiebt dee verbrennenden PuXvere der lapule und damit die BreuneonXuSgeee^windigkeit der Eaket« gehalten werden»

Xn der Seiohnung eind awei AueführungobeiapieXe a%r Er» JTindung oölaematieoh dargeateXXt und »war aeigent

Fig. 1 eine Kursbrennrakete mit swei AusgXeiohaXadungen« 2 eine Langbreonrakete alt drei AuagXeiohaXadungen» 9 da« eXektriaohe SohaXtbiXd alt einea von der Außen-

temperatur gesteuerten SimetalXeohaXtor» Fig. 4 ein eXektrieonea SehaXtbiXd HIr einen vom Oa&druok-

anstieg betätigten BeeobXeunigungaftohaXter und % den üpannun^everlaui geaäd dea SohaXtbiXd aaoh

;· 1 seigt oohest&tiaoh den Aufbau einer Eursbrennrakete· Sie Kakete f enthält aufier dem Haupttreibaats 1 die

2 sowie die gegen dea f erbrennun^eraua

deckten Aueglelehel&dungen 3 und 4· Di« Bakete ist fttr «in· bestimmte Temperatur» di· l'oraaltcmporetur H, ausgelegt. Wird die Bakete in diesen femperaturberoioh abgefeuert» dann vor· den die Beiladung 2, dl« Ausgleicheladung 3 sowie der Haupt· trolbeats 1 gesundet· Bei Abfeuerung der Bakete bei höherer Seaperatur (P) wird der B&upttreibaatn lediglieh duroh die Beiladung 2 gesundet· Wird die Rakete dagegen bei niedrigerer Seoperatur W fcle der >iorEaItemperatur I abgeoohoeuen· dann isUndea die Beiladung 2» die Ausgleiehsladungen 3 und 4 oowie der Eaupttreibaatss 1· 2?ie Auegleiahaladungen sind gegenein«· ander oo abgedeckt, dau ein« Anfeuerung der nioht Stufen duroh dia JMlvergase verhindert wird· Bie nioht sendeten Aussleiehaladun^en verbleiben ttnverbrannt in ά*τ kete· Su diese» 2weck_t und um die auftretenden Druck- und Seoohleuniguagekräfte aufsunehaen» iat die Auegleiohaladun^ ait einer geeigneten Abdeekoase· versehen» bzw· bei pulverföraiger Auaftthrung sind di· Auogleioiialödungebehälter sweokmädig aus abgedecktem· «laatiocheo Eatorial (z.B. Abdeekstasee ia Verbindung mit äeidengasso« Kunststoff» @laefaeor oder Guiami) her/j;eeteilt, di· tauroh eine Halterung aa Brennkaomerboden befeetigt werden« Bie Beiladung oowie di· Atiegleieneladungen beaitssen jeweila ein «i^en«· Sdndffiitt·! 6 (Sündpill·» Sund· eohraube oder dgl»)·

Pie .Uingbrennraketo qq&$.Q Fig· 2 let entspreohend bildet· Si· weint ebenfall· einen Haupttreibaats 1 auf· doa •in· abgestuft· Beiladung 2 eowi« di· Ausgloioheladungen 3» 4 und $ au^eordnat sind· Die 3imensionierun@ der dun^en «rfolgt jewoil» naoh der geteilten Forderung·

opieleweioo WkQh konstanter Brennseit oder konot&ntefa Ibpule bsw· Brennaonluflseeoiiwindigkeit odor dgl· · Ausgleicheladunge&en&e» Pulvorart» Pulvertor© tosw· Gröfle und Fora dor Pulverelecsonte dor einzelnen ütufen können Jo n&oh Verwendungszweck» gewUmto&ter Itta^asmeaaraktorietiic und turberelch unteroohiedliob euegoführt werden.

3 eolgt olno elektrl&ohe Stindeohaltung, dio in Ab-* hängigkeit von der AuSento&poratur ßoeteuert wird· Mo Sohaltung erfolgt; ttber einen £ißetailcoh&lter 7* Wio Fig· 3 or» können IMt₉ befindet eioh dor Soh&lter la dor Pluetenpera- , tur-lichaltetellun^; α, in der dureh den ZÜndeohalter Z nur dor Stroakreio I ^esciiloacen wird· Hinkt dio AuSontoisperatur ab, oo otrookt eich der Bimstallatreifen 7* und eciiließt Über den Federkontakt % den Stroakrei« XI parallel su Stro&kroio X· Bieee Stellxiag entapricht der Hörsaal- bsw. Bosugetemperatur 9· Beim Absinken auf Hinueteaperatur krüumt eich der Bimetallstreifen naon der anderen Seite und oohlioSt über &%& Federkontakt ο auch aooii den Stroakroio XiX po.reO.lol aw X und XX· Ib «Stroakroio X liegt boiepieloweieo die Sündpiilo 6 der Beiladung, oo a&ä la Pluoteiaperaturgobiot nur dio Beiladung 2 und dor Haupttroibeats 1 (Fig· 1 und 2) ββzündet worden· In den Strottkreieen XX und XXX liegt 3«weil« dio 2imdpille einer

dio entweder &it der Beiladung

oder Über eine Vor&ögorungaoinriehtung musholnandor worden»

Kontakte to und ο oind einotellbar» oo dad in gewioeen Grenaen Abatufungen dor Seiaperiiturßebiete aöglich sind«

Grundsätzlich 1st di« Schaltung so aufgebaut» daß Stroia· kreis I über den Sundsehalter auch bei Vers&gea irgendeines Bauteils in Stromkreis ΙΣ oder X2I sicher geschlossen wird· Al« Energiequelle let «In §to%enerator B vorgesehen·

;. 4 »eißt das Schaltbild für eine la

Oasdruakanatleg In der Brennkammer gesteuerte Sundeohal· tung durch einen Beschleunlgungevertgebsr 9· Sua besseren Verständnis des Schaltbildes sind la Fig· S la dea Kurven a bis e die Sp&nnungsverhält&leee aa dea wichtigen Punkten der Schaltung dargestellt*

Im einzelnen Eöigon die Kurvenι λ) den Spannungaverlauf an dea Zündmittel 6 de· Stro&krelsee I» das bei der Zelt t sündet»

b) den Sponnungaverlauf an dem Ke&de&e&tor Ct* Die Spannung 1110 entapricht der $üadepanauag der Gliffiaröiire 10·

o) des gpannun^everlauf aa Kondensator C2· Me Spannung Ό11 eatsprleht der Sttadspaanung der Olisssiruhr· 11·

d) den Spannungeverlauf am Kondensator C3· Vi.· Spannung Q10 entspricht der Stlndepannung der GllxmrShre 10 (wie Kurve b)·

e) dea Spannungsverlauf aa Koadeasator C4· Ui* Spannung ti 12 entspricht der Süadepanauag der

re 12·

Die dargestellten Kurven beziehen eioh auf die in Fig· 4 goseiohnete iJokalteretellung· Zur Vereinfachung iet nur Je·· welle dl· Zündspannung der GliEarÖhren 1O₉ 11 und 12 dargestellt worden» ©a aind aber 41« Sündkreiee &ündfähl£ bis sub Brreiehen der Lueeh&pannung» di· um «inen beeti&mten t«rt unter dar SUndepanaunü

Aue den Kurven let eraiohtlioli, daß die iüündaittel 6* und 6*' dor Stroakreiee Xl und XZI nur über den Schalter süadot «orden können, wenn die SUndapannuaii der eugenOrig Olimröhre 11 bxsw· 12 überaohrittea wird. (Seit&feae&aitte ti · ti· und t2 - t2')

Je nach Grude der Beeohleunigun^ «erden die entepreahen« den AUüßlelciiaiadungen wie Xolgt gesundet! Wird der ele £&erßitq.uelie belopieXeweise verwendete StoS^enerator β betätigt» eo lädt er die Kondensatoren Ci und C3 ble auf die suadopannung U10 der Pühra 10 auf· (Pig· 5# Kurven b und d)· Per Sündkreio X let dabei so ausgelegt» daß dlt Beiladung ent dann über die Glisaaröhre 10 mündet« (Kurve a)» wenn die Spei« oherkondensatoren Ct und U? für die Kreise XX und XXX auf ge*» laden eind· ton diesen Speioherkondensatoren werden über Wi* deretände die Stindkondensatoren GZ und C4 derart veraögert aufgeladen» das im Gtroalireia ΧΣ nur in der Zeit t2 bio t2* (Kurve o) gekündet werden kann, und la ötrockroia XXX nur in der Zeit ti bie ti* (Kurve e) eine Zündung aögiiok ist· Da* bei iat tt < t2.

ITaoh de» Zünden dee Süadßittelo $ kann der Sruck (die Beschleunigung) unterooixiedlioh sohnell ansteigen» Kia&t

die Beschleunigung βο stark su, daß der Schalter 9 aus der Grundateilung χ - at la der Seit ti toi« ti* (Kurv· ·) dl« Stellung α erreicht, dann wird di· schwache Auegleichsla»-» dung gezündet· Hach Abkllngea des !»rucke» (der gung) geht der Sehalter über Stellung y in die zurück, wobei der Üündkreio ZI nicht anspricht» de, der Seit* bereich t2 bis t2* l&a&et übereohritten iet· I»t da^egea der Bruokaneties (die Boaohlaunlguns) βο gering» daß der Schalter die Stellung y erst nach einer Seit t2 bis t2* erreicht, dann aüa&at die starke Auegleidheladuag· Ein ß Ansprechen dea Zfindkreises 111 ist sieht Eaögllcho d* ti bis ti' bereits übertiohxittoa ist·

Claims (4)

1. Feststoffrakete mit einem Haupttreibsatz und einem oder mehreren unabhängig voneinander oder gleichzeitig zündbaren Hilfstreibsätzen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der Auswirkungen des Temperaturgradienten bei von der Bezugstemperatur unterschiedlichen Temperaturen den Hilfstreibsätzen (Ausgleichsladungen) (3, 4, 5) an sich bekannte, in den Zündstromkreis eingeschaltete und in Abhängigkeit von einer Zustandsgröße der Brennkammer oder des Haupttreibsatzes gesteuerte Schaltmittel .zugeordnet sind.

2. Feststoffrakete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Schaltmittel ein von der Außentemperatur gesteuerter Bimetallschalter (6) ist.

3. Feststoffrakete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel ein in Abhängigkeit vom Brennkammerdruck gesteuerter Gasdruckschalter ist.

4. Feststoffrakete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Schaltmittel durch einen vom Gasdruckanstieg in der Brennkammer gesteuerten Beschleunigungswertgeber (9) betätigbar ist.

2 —

Feststoffrakete nach den Ansprüolieii 1 bis 4» d a d u r e geksnazsieSisei ₉ daß des Auegleiohsladungen eigene$ imabhingige Beiladungen (Eüadladuagen) zugeordnet