DE2318307A1

DE2318307A1 - Auswurfkopf mit wirkkoerpern fuer raketen

Info

Publication number: DE2318307A1
Application number: DE2318307A
Authority: DE
Inventors: Kurt Zwicker
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1973-04-12
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1974-10-31
Also published as: DE2318307C2; BE813531A; FR2225714B1; GB1461686A; US3943854A; IT1004195B; FR2225714A1

Description

Troisdorf, den 10. April 1973 73 037 KG/Ko

DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln

"Auswurfkopf mit Wirkkörpern für Raketen"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Auswurfkopf .für Raketen mit ringförmig auf einer mit Fallschirm ausgerüsteten Trägerplatte um einen vorgegebenen Winkel spreizbar befestigte,Wirkkörper enthaltende Auswerferrohre.

Es sind Auswurfköpfe bekannt, bei denen die auszustoßenden Wirkkörper aus nur einem Rohr ausgeworfen werden, indem beim freien Fallen des Rohres z.B. mittels pyrotechnischer Ladungen das Rohr geöffnet wird und damit die Ladung zum Ausstreuen gebracht wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß ein ungerichtetes Abstoßen und eine nicht vorherbestimmbare Verteilung der Wirkkörper am Boden erfolgt.

Weiter ist es auch bekannt, die Ladung in Gestalt von Wirkkörpern direkt ohne Container in einem Raketenkopf unterzubringen, so daß bei Abstoßen der Raketenhülle sofort die Verteilung der Vrirkkörper, d.h. das Ausstreuen, beginnt. Auch hier ist die Verteilung'der vrirkkörper am Boden dem Zufall überlassen.

Weiterhin ist bereits ein Auswurfkopf für Raketen vorgeschlagen worden, bei dem mehrere zusammengehaltene Ausstoßrohre, in

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denen die auszustoßenden Körper untergebracht sind, auf einer Trägerplatte beweglich angeordnet und um einen vorgegebenen Winkel gleichzeitig auseinanderspreizbar sind. Die Ausstoßrohre sind dabei über Scharniere bewegbar, wobei ein mechanisch vor Abschuß der Rakete einstellbarer Begrenzungsring den Aufspreizwinkel der Ausstoßrohre bestimmt, d.h. begrenzt. Darüber hinaus ist noch eine zusätzliche Führung für die Ausstoßrohre in Gestalt von über die Ausstoßrohre geschobenen und gleitbeweglichen miteinander durch Gelenke verbundenen Rohrschellen : vorgesehen. Bei einem solchen Auswurfkopf ist die Ladekapazi- ^! tat beschränkt, da der Spreizmechanismus sowie die Führung der ₍ Ausstoßrohre rein mechanisch arbeiten. j

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Auswurfkopf zur Aufnahme von Wirkkörpern zu schaffen, der neben einer hohen gegebenenfalls variablen Ladekapazität das Ausstreuen der Wirk- ; körper am Boden in definierten, reproduzierbaren und vorbestimmbaren Verteilungsbildern ermöglicht.

Dies wird mit einem Auswurfkopf erreicht, der dadurch gekennzeichnet ist, daß ein druckgaserzeugendes pyrotechnisches Element zum Auslösen einer Verriegelungseinrichtung und der Spreizvorrichtung für die Auswerferrohre vorgesehen ist. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kopplung des Entriegeins und des Spreizens der Auswerferrohre ist ein 'einwandfreies Funktionieren sowie die Erreichung des gewünschten Spreizwinkels jederzeit gewährleistet. Darüber hinaus ist die Spreizvorrichtung so gestaltet, daß sie in einer gewünschten Endposition, d.h.

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Spreizstellung, arretierbar ist. Dies geschieht beispielsweise erfindungsgemäß dadurch, daß zum Spreizen der Auswerferrohre ein zentrisch im Bereich zwischen der Trägerplatte und den Enden der daran schwenkbar befestigten Auswerferrohre angeordneter mit dem druckgaserzeugenden pyrotechnischen Element steuerbarer ringförmiger Schieber vorgesehen ist. Die Entriegelungseinrichtung ist erfindungsgemäß so gestaltet, daß die Auswerferrohre um ein axiales zentrales Halterohr mit im Innern geführter von dem druckgaserzeugenden pyrotechnischen Element bewegbarer Schubstange angeordnet sind. Dabei sind die Auswerferrohre über eine durch die Schubstange verschiebbare auf dem Halterohr angeordnete mit in die Auswerferrohre eingreifenden Klauen ausgebildete Hülse verriegelt. Es ist auch denkbar, die Verriegelung durch andere Elemente, die am Auswerferrohr bzw. am stirnseitigen Ende des Auswerferrohres angreifen, zu bewerkstelligen. Bei Zünden des druckgaserzeugenden pyrotechnischen Elementes wird also erfindungsgemäß einerseits die Schubstange verschoben, wodurch die die Auswerferrohre festhaltende Hülse ausgeklinkt wird und andererseits der Schieber und damit die Auswerferrohre in ihre Winkelstellung bewegt.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die mit Auswerferrohren bestückte Trägerplatte mehrfach axial hintereinander anzuordnen und zu trennbaren Auswurfabschnitten zu verbinden. Auf diese Weise ist nicht nur eine höhere Ladekapazität erzielbar, sondern ein vorgegebenes Zielgebiet in gleichmäßigen Abständen mit einer höheren Trefferdichte zu belegen.

Die Trennung der Auswurfabschnitte erfolgt beispielsweise über

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eine pyrotechnisch zerstörbare Sollbruchstelle, die zu gegebener Zeit nach Abwurf der Raketenkopfhülle ausgelöst v/erden kann. Es wird vorgeschlagen, die Sollbruchstelle am hohlen, eine pyrotechnische Ladung aufnehmenden Schaft einer mit der Kopfplatte an der Trägerplatte befestigten und mit dem Schaftteil mit dem Halterohr für die Auswerferrohre verschraubten Flanschschraube auszubilden. Dabei stellt die Flanschschraube das mechanische Verbindungsglied zwischen den Auswurfabschnitten dar, das nach Durchtrennung den getrennten Abstoß jeder _Auswurfeinheit gestattet.

Um eine möglichst hohe Packungsdichte der Wirkkörper in den ; Auswerferrohren zu erreichen, wird in Weiterbildung der Erfin- ! dung vorgeschlagen, das Auswerferrohr im Querschnitt betrach- ' tet als etwa gleichseitiges Dreieck mit abgerundeten bzw. abgestumpften Ecken auszubilden. Auf diese Weise ist ein relativ geschlossener und dicht gepackter Kreisring von Wirkkörpern erzielbar. Das Ausstoßen der Wirkkörper aus den einzelnen Auswerferrohren geschieht in Weiterbildung der Erfindung beispielsweise in der Weise, daß am bodenseitigen, an der Trägerplatte schwenkbar befestigten Teil des Auswerferrohres mindestens ein Druckgasgenerator in einer von einem Treibspiegel gebildeten Grube angeordnet ist. Dieser Druckgasgenerator wird dann zu gegebener Zeit gezündet. Je nach Gestalt der verwendeten Wirkkörper kann der Druckgasgenerator nicht zentrisch zum Querschnitt des Auswerferrohres angeordnet werden.

Weitere Einzelheiten der Ausbildung des erfindungsgemäßen Ausv/urfkopfes v/erden in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel ■

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näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 scheinatisch eine Rakete mit Auswurf kopf,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Auswurfabschnitt,

Fig. 3 den Spreizmechanismus des Auswurfabschnittes nach Fig. 2,

Fig. 4 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Auswerferrohr, Fig. 5 einen Querschnitt durch das Auswerferrohr nach Fig. 4,

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Auswurfabschnitt nach Fig. 2.

Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Rakete weist die in der Hülle 35 untergebrachten Auswurfabschnitte 40 auf, die an der Vorderseite mit der Raketenspitze 36 abgedeckt sind. Dieser, auch als Auswurfkopf bzw. Raketenkopf bezeichnete Teil ist mit dem Raketenmotor 37 fest jedoch trennbar verbunden. Nach Abschuß der Rakete werden über einem vorherbestimmten Zielgebiet der Auswurfkopf der Rakete durch Abschieben der Raketenkopfhülle freigegeben und vom Raketenmotor, d.h. von der Restrakete, getrennt. Sind mehrere Auswurfabschnitte vorhanden, so werden diese auch untereinander getrennt. Zur Stabilisierung der Auswurfabschnitte dient ein Fallschirm, der dafür sorgt, daß die Öffnungen der Auswerferrohre senkrecht nach unten gerichtet werden. Nachdem die Auswurfabschnitte mittels Fallschirm stabilisiert sinken, wird die Entriegelungs- und Spreizvorrichtung der Auswerferrohre ausgelöst und die Ausv/erferrohre spreizen aus und stoßen die Wirkkörper aus. Die zu bestreuende Bodenflä-

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ehe wird einerseits durch den Spreizwinkel der Auswerferrohre, andererseits aber auch durch die Konstruktion der Fallschirme beeinflußt. Der Aufbau der Trenneinrichtung der einzelnen Auswurfabschnitte voneinander bzw. von der Restrakete sowie der Spreizmechanismus und die Entriegelungseinrichgung der Auswerferrohre eines Abschnittes sowie die Packung der Wirkkörper in einem Auswerferrohr und deren Ausstoß sind in den nachfolgenden Figuren im einzelnen näher dargestellt. _;

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Auswurfabschnitt 40 sind die Auswerferrohre 19 auf einem Kreisring angeordnet. Die Auswerferrohre sind an ihrem bodenseitigen Ende mit der Aufhängegabel 42 ausgebildet, mit der sie an Gelenkbolzen 41 an der Trä- \ gerplatte 3 schwenkbeweglich befestigt sind. Die Verbindung der Auswurfabschnitte untereinander und mit dem Raketenmotor geschieht mittels der Flanschschraube 1. Die Kopfplatte der Flanschschraube 1 ist über Schrauben 2 mit der Trägerplatte 3 des einen Auswerferabschnittes 40 oder mit dem Raketenmotor verbunden. Der Gewindeteil 4 des hohlen Flanschschaftes dieser _: Flanschschraube ist in das Halterohr 5, das zentral axial zwischen den Auswerferrohren 19 angeordnet ist und zum nächsten Auswerferabschnitt gehört, geschraubt. Nachdem die Raketenkopfhülle 35 abgezogen ist und die Abschnitte 40 freiliegen, wird über ein elektronisches, mechanisches oder pyrotechnisches Glied zeitverzögert die Ladung 34 gezündet, die sich im Schaft 4 der Flanschschraube 1 befindet. Die Ladung 34 ist so definiert, daß die Expansion der Verbrennungsgase den Schaft der Flanschschraube 1 an der Sollbruchstelle 6 trennt. ^!

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Zwischen den einzelnen Auswurfabschnitten befindet sich jeweils der Stabilisierungsfallschirin 7, der an der Trägerplatte 3 befestigt ist. Damit bei der Trennung keine heißen Gasoder Metallpartikel den Fallschirm 7 beschädigen können, umschließt die elastische Hülle 8, z.B. aus Polyäthylen, die Sollbruchstelle 6.

Nach der Trennung der Sollbruchstelle 6 verbleibt von der Flanschschraube 1 die Kopfplatte mit Schaft 4 bis zur Trennstelle 6 an dem einen Auswurfabschnitt bzw. an dem Raketenmotor, das Schaftteil 4 mit Gewindeteil bis Trennstelle 6 an dem anderen Auswurfsystem.

Die Entriegelung und Spreizung der Auswerferrohre geschieht wie folgt: An dem einen Ende des zentral geführten Halterohres 5 ist der Druckgasgenerator 9 an der Trägerplatte 3 in dem Rohrflansch 38 angeordnet. Bis zum Zeitpunkt der Zündung des Druckgasgenerators 9 befindet sich der Auswurfabschnitt in verriegeltem Zustand. In dem Halterohr 5 ist die Schubstange 10 geführt und mit dem Halterohr 5 durch den Scherstift 12 verstiftet. Die Schubstange 10 liegt unmittelbar hinter dem Druckgasgenerator 9· Am anderen Ende ist die Schubstange 10 über den Stift 13 mit der Gleitbuchse 14 verbunden. Der Stift 13 ist gleitbar in dem Langloch 15 des Halterohres 5 gelagert. Über der Gleitbuchse 14 sitzt arretiert durch eine Schulter die Hülse 16. Nach der anderen Seite ist die Hülse 16 axial mit dem Sicherungsring 17, welcher in einer entsprechenden Nut der Gleitbuchse 14 sitzt, gesichert. Die Hülse 16 besitzt stirn-

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seitig Klauen, welche je eine in die Öse 18 der Auswerferrohre 19 greift.

Nachdem die Auswurfabschnitte voneinander getrennt und durch den Fallschirm 6 stabilisiert, d.h. die Auswerferrohre 19 mit ihrer Öffnung nach unten gerichtet sind und der Abschnitt bis zu einem gewissen Grad ausgependelt ist, zündet der Druckgasgenerator 9, z.B. elektrisch mittels eines Zeitgliedes. Das frei werdende Gas drückt die Schubstange 10 unter Abscherung des Scherstiftes 12 bis zum Anschlag an das in dem Halterohr 5 verbleibende Gewindeteil 4 der abgetrennten Flanschschraube 1. Durch die Axialbewegung der Schubstange 10 wird über den Stift :

13 die Gleitbuchse 14 mitgenommen, die wiederum die Hülse 16 \

soweit nach unten drückt, daß deren Klauen aus den Ösen 18 I der Auswerferrohre 19 gleiten. Das im Staureum 20 hinter dem Gasgenerator 9 sich ausdehnende Druckgas strömt durch die Bohrungen 21 des Halterohres 5 und drückt den Schieber 22 bis zu dem Anschlag 23 an das Halterohr 5. Der Teller 24, der einen Teil des Schiebers 22 bildet, drückt gegen den Boden der Auswerferrohre 19 und stellt diese in den durch die V/inkelflachen der Gelenkarme 43 der Trägerplatte 3 vorgegebene Spreizstellung. Dadurch, daß die Kante des Bodens der Auswerferrohre 19 über den ringförmigen Rand des sich axial verschiebenden Schiebertellers 24 gleitet und bei Auftreffen des Schiebers 22 am Anschlag 23 auf diesem verweilt, sind die Auswerferrohre 19 in ihrer Winkelstellung arretiert. Der Schieber 22 wiederum kann nicht mehr in seine Ausgangslage zurückgleiten, da im Gasstauraum 25 des Schiebers 22 der Gasdruck erhalten bleibt. Durch die

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Verwendung von Druckgasgeneratoren 9 wird erreicht, daß die relativ langsam wirkende Gasexpansion eine Beschädigung an den Auswerferrohren 19 oder an den Gelenken verhindert.

Danach erfolgt der Wirkkörperausstoß.

Um eine große Packungsdichte von Wirkkörpern 26 im Auswurfkopf zu erreichen, sind die Ausverferrohre 19 als Dreieck-Profilrohre 27 gestaltet, siehe Fig. 5 und 6.

Im bodenseitigen Teil 28 der Auswerferrohre sitzt gegen die Rohrwand abgedichtet der Treibspiegel 29. Der Treibspiegel 29 hat eine oder zwei Gruben 39 _f die in die Hülsen 44 von ein oder zwei am Treibspiegel 29 anliegenden Wirkkörpern 26 eingreifen. In den Gruben sitzt je ein Druckgasgenerator 30, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist.

Zwischen den Druckgasgeneratoren 30 und der Treibspiegelunterseite ist ein genau bemessener freier Raum 31 vorhanden, der sich aus dem Abstand der Treibspiegelunterseite und Auswerferrohrboden, sowie aus dem Raum um die Druckgasgeneratoren 30 in den Treibspiegelgruben bildet. An der Ausstoßmündung des Auswerferrohres 19 befindet sich die Haltescheibe 32, die mit Scherelementen 33 an den Auswerferrohrwänden befestigt ist. Werden nun der oder die Druckgasgeneratoren 30 gezündet, dann baut sich im Raum 31 ein Druck auf, der den Treibspiegel 29 und somit die Wirkkörper 26 unter Überwindung der Scherkraft der Scherelemente 33, isit denen die Haltescheibe 32 befestigt ist, aus den Auswerferrohren 19 stößt. Es ist auch möglich, den

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stirnseitigen Abschluß der Auswerferrohre mit der Entriegelung der Auswerferrohre zu koppeln, so daß bei Entriegeln und Spreizen derselben bereits ein öffnen der Auswerferrohre erfolgt.

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Claims

Patentansprüche

1.)Auswurfkopf für Raketen mit ringförmig auf einer mit Fallschirm ausgerüsteten Trägerplatte um einen vorgegebenen Winkel spreizbar befestigte, Wirkkörper enthaltende Auswerferrohre, dadurch gekennzeichnet, daß ein druckgaserzeugendes pyrotechnisches Element zum Auslösen einer Verriegelungseinrichtung und der Spreizvorrichtung für die Auswerferrohre vorgesehen ist. _rf

2. Auswurfkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spreizen der Auswerferrohre ein zentrisch im Bereich zwischen der Trägerplatte und den Enden der daran schwenkbar befestigten Auswerferrohre angeordneter, mit dem druck- j gaserzeugenden pyrotechnisehen Element steuerbarer ringförmiger Schieber vorgesehen ist.

3. Auswurfkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerferrohre um ein axiales zentrales Halterohr mit im Innern geführter von dem druckgaserzeugenden pyrotechnischen Element bewegbarer Schubstange angeordnet sind.

4. Auswurfkopf nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerferrohre über eine durch die Schubstange verschiebbare auf dem Halterrohr angeordnete mit in die Auswerferrohre eingreifenden Klauen ausgebildete Hülse verriegelt sind.

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5. Auswurfkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Auswerferrohren bestückte Trägerplatte mehrfach axial hintereinander angeordnet und zu trennbaren Auswurfabschnitten verbunden ist.

6. Auswurfkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswurfabschnitte über eine pyrotechnisch zerstörbare Sollbruchstelle miteinander verbunden sind.

7. Auswurfkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß \ die Sollbruchstelle am hohlen, eine pyrotechnische Ladung i aufnehmenden Schaft einer mit der Kopfplatte an der Träger- i platte befestigten und mit dem Schaftteil mit dem Halterohr j für die Auswerferrohre verschraubten Flanschschraube ausge- ! bildet ist.

8. Auswurfkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft der Flanschschraube mit einer elastischen Hülle umkleidet ist.

9. Auswurfkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswerferrohr im Querschnitt betrachtet ein etwa gleichseitiges Dreieck mit abgerundeten bzw. abgestumpften Ecken bildet.

10. Auswurfkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß am bodenseitigen, an der Trägerplatte

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schwenkbar befestigten Teil des Auswerferrohres mindestens ein Druckgasgenerator in einer von einem Treibspiegel gebildeten Grube angeordnet ist.

11. Auswurfkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasgenerator nicht zentrisch zum Querschnitt des Auswerferrohres angeordnet ist.

12. Auswurfkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswerferrohr an seinem vorderen Ende mit einer mittels Scherelementen an dem Auswerferrohr befestigten Haltescheibe abgedeckt ist.

Troisdorf, den 10. April 1973
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