DE102014001866B3

DE102014001866B3 - Aus der Kartusche eines Infrarot-Täuschkörpers ausstoßbarer Wirkkörper

Info

Publication number: DE102014001866B3
Application number: DE102014001866.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Rybol Martin De
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2015-07-02
Anticipated expiration: 2034-02-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen aus der Kartusche eines Infrarot-Täuschkörpers ausstoßbaren Wirkkörper (1) mit einer Infrarot-Strahlung erzeugenden Wirkmasse (3). Um zu ermöglichen, dass die Strahlungsleistung des Wirkkörpers (1) weitgehend unabhängig von der relativ starken und häufig schwankenden Luftströmung (12) ist, schlägt die Erfindung vor, die Wirkmasse (3) des Wirkkörpers (1) umfangsseitig durch eine Außenhülle (9) aus einem mit offenen Poren (10) versehenen Material zu umschließen, wobei die Poren (10) derart gewählt sind, dass sie die beim Abbrand der Wirkmasse (3) entstehenden Verbrennungsprodukte (8) durchlassen und die beim Ausstoßen des Wirkkörpers (1) auf die äußere Oberfläche (11) der Wirkmasse (3) wirkende Luftströmung (12) derart verringern, dass der Abbrand der Wirkmasse (3) nicht, oder nicht wesentlich, beeinflusst wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen aus der Kartusche eines Infrarot-Täuschkörpers ausstoßbaren Wirkkörper mit einer Infrarot-Strahlung erzeugenden Wirkmasse.
Derartige Wirkkörper sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 43 27 976 C1 und DE 10 2004 043 991 B4 bekannt. Sie sollen in der Regel mit einem Suchkopf versehene, zielsuchende Lenkflugkörper von ihrem Ziel ablenken, indem sie von der Wärmestrahlung des Zieles auf die Wärmestrahlung des Wirkkörpers gelenkt werden. Bei den Zielen kann es sich sowohl um Luftfahrzeuge (Flugzeuge, Drohnen etc.) als auch um Land- oder Seefahrzeuge handeln.
Üblicherweise werden die Wirkkörper im Bedarfsfalle mit Hilfe eines Täuschkörperwerfers aus dem entsprechenden Ziel ausgestoßen. Dabei wird eine feste Wirkmasse entzündet und brennt unter Abgabe der Wärmestrahlung ab.
Um die Wirkmasse des jeweiligen Wirkkörpers vor Umwelteinflüssen, Belastungen durch den Ausstoßvorgang und/oder vor dem Herausrieseln feiner Wirkmassenpartikel zu schützen, ist es bekannt, die Wirkmasse beispielsweise durch eine Aluminiumklebefolie oder ein ähnliches Schutzelement zu umhüllen. Dieses Schutzelement schützt die Wirkmasse bis zu seiner Zündung nach dem Ausstoßen des Wirkkörpers aus der Kartusche des entsprechenden IR-Täuschkörpers. Anschließend löst sich die Umhüllung von der Wirkmasse ab oder verbrennt.
In der Regel ist der Wirkkörper derart aufgebaut, dass seine Wirkmasse ausschließlich auf ihrer Außenseite abbrennt. Um die zur Verfügung stehende Abbrandoberfläche zu vergrößern und somit ein intensiveres Infrarotsignal zu erzeugen, kann die Oberfläche der Wirkmasse allerdings zusätzlich mit Rillen versehen sein.
Es sind ferner Wirkkörper bekannt, bei denen die Wirkmasse jeweils als Hohlkörper ausgeformt ist, so dass im Inneren der Wirkmasse zusätzliche Abbrandoberflächen zur Verfügung stehen (Innenbrenner). Die Verbrennungsprodukte der innenseitig abbrennenden Wirkmassenbereiche verlassen die Wirkmasse dann über mit dem Innenraum verbundene, umfangsseitige Öffnungen der Wirkmasse und entfalten anschließend ihre Strahlungswirkung.
Als nachteilig hat sich bei Verwendung der bekannten Wirkkörper erwiesen, dass das Abbrandverhalten der Wirkmasse negativ durch die hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Luftströmung beeinflusst wird, die beim oder nach dem Ausstoßen des Wirkkörpers auf diesen wirkt. So können die Verbrennungsreaktionen an den direkt von der Luftströmung angeströmten Reaktionsoberflächen teilweise oder vollständig erlöschen und die Strahlungsleistung des Wirkkörpers wesentlich herabsetzen. Dieses gilt auch für die Verbrennungsreaktionen an den Innenflächen von als Innenbrenner konzipierten Wirkkörpern, da deren Ausströmöffnungen auch der Luftströmung die Möglichkeit bieten, den Innenraum zu durchströmen und dadurch das Abbrandverhalten zu beeinflussen bzw. sogar zum Erliegen zu bringen.
Aus dem Dokument DE 316 128 A ist ein Rauchgeschoss zum Beschießen von Flugzeugen u. dgl. bekannt. In dem heckseitigen Bereich des Rauchgeschosses ist eine Bodenkammer angeordnet, in der sich eine Rauch erzeugende Masse (Rauchsatz) befindet. Beim Abschuss des Geschosses wird der Rauchsatz entzündet und der durch seinen Abbrand entstehende Rauch entweicht durch umfangsseitige in den Außenwänden der Bodenkammer angeordneten Rauchabzugslöchern, so dass eine Zielverfolgung des Geschosses erfolgen kann.
Aus den Dokumenten DE 10 2009 030 869 A1 und DE 10 2004 043 991 A1 sind Zusammensetzungen der Wirkmassen von Wirkkörpern unterschiedlicher Tauschkörper zur Scheinzielerzeugung bekannt. Über die Ausgestaltung des Wirkkörpers zur Verringerung des Einflusses der Luftströmung nach dem Ausstoßen des Wirkkörpers aus einem Flugzeug lässt sich diesen Dokumenten keine Einzelheiten entnehmen.
Aus dem Dokument FR 833 309 A ist eine Bombe bekannt, die nach dem Abwurf aus einem Flugzeug beim Auftreffen auf die Erde einen farbigen Tarnnebel erzeugt.
Ferner beschreibt das Dokument DE 659 189 A eine Schwelkerze, deren Schwelmasse in einer zylinderförmigen perforierten Hülle oder einem Drahtnetz angeordnet ist. Dabei verbrennt die Schwelmasse nach ihrer Entzündung von einem ihren beiden stirnseitigen Ende in axialer Richtung ab.
Schließlich wird in dem Dokument US 5 929 369 A eine Vorrichtung für die optische Markierung der Flugbahn von durch Triebwerke beschleunigten Flugkörpern beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wirkkörper anzugeben, dessen Strahlungsleistung weitgehend unabhängig von der relativ starken und häufig schwankenden Luftströmung ist, die beim oder nach dem Ausstoßen des Wirkkörpers auf diesen wirkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, die als Innenbrenner ausgebildete Wirkmasse des Wirkkörpers umfangsseitig durch eine Außenhülle aus einem mit offenen Poren versehenen Material zu umschließen, wobei die Poren derart gewählt sind, dass sie die beim Abbrand der Wirkmasse entstehenden Verbrennungsprodukte durchlassen und die beim oder nach dem Ausstoßen des Wirkkörpers auf die äußere Oberfläche der Wirkmasse wirkende Luftströmung derart verringern, dass der Abbrand der Wirkmasse nicht, oder nicht wesentlich, beeinflusst wird.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem mit Poren versehenen Material um ein Gewebe aus einem Metalldraht, vorzugsweise aus Stahl, oder um ein gelochtes Blech aus Metall oder Kunststoff.
Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Größe der Poren der Außenhülle etwa zwischen 0,05 mm und 5 mm liegen, um die Beeinflussung des Abbrandes der Wirkmasse durch die Außenströmung gering zu halten und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Außenhülle der Temperatur und dem Druck der Verbrennung ausreichend lange genug standhält.
Dabei hat sich gezeigt, dass bei Verwendung eines Metalldrahtgewebes als Außenhülle die Größe der Poren (d. h. die Maschenweite) etwa im Bereich zwischen 0,05 und 0,1 mm und bei Verwendung eines gelochten Bleches als Außenhülle im Bereich zwischen 1 und 5 mm liegen sollten.
Die Außenhülle sollte einen gewissen Abstand von der Oberfläche der Wirkmasse aufweisen, damit sich die Verbrennungsprodukte um die Wirkmasse herum verteilen können und sich keine lokalen Druckspitzen bilden. Dabei hat sich, abhängig von der Form der Wirkmasse, ein Abstand von 0,25 bis 5 mm als zweckmäßig erwiesen.
Als vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, wenn bei dem erfindungsgemäßen Wirkkörper die Wirkmasse oder die Außenhülle durch eine Aluminiumklebefolie oder einem ähnlichen Schutzelement umhüllt ist, um den Wirkkörper bis zu seiner Zündung vor Umwelteinflüssen, Belastungen durch den Ausstoßvorgang oder vor dem Herausrieseln feiner Wirkmassenpartikel zu schützen.
Die Poren der Außenhülle sind hinsichtlich ihrer Größe und Anzahl derart zu wählen, dass es zu einem reduzierten Luftstrom von außen nach innen kommt, so dass der Abbrand der Wirkmasse nicht oder nicht wesentlich beeinflusst wird. Dieses hängt von der Auslegung der Wirkmasse hinsichtlich Material und Abbrandoberfläche -und somit von der Menge produzierter Verbrennungsgase pro Zeiteinheit- ab.
Durch die Außenhülle des erfindungsgemäßen Wirkkörpers stellt sich dann ein Gleichgewicht zwischen dem sich durch den Abbrand im Inneren der Wirkmasse ergebenden Innendruck und dem durch die Luftströmung bewirkten Staudruck ein.
Bei erfindungsgemäßen Wirkkörpern, deren Wirkmassen als Innenbrenner ausgelegt sind, haben sich weitere Vorteile ergeben. So wird durch die jeweilige Außenhülle die Strömung der Verbrennungsprodukte nach Passieren der Ausströmöffnungen der Wirkmasse auf eine breitere Fläche verteilt als bei Wirkkörpern ohne Außenhülle. Dieses setzt die lokale Ausströmgeschwindigkeit der Verbrennungsprodukte herab und begünstigt dadurch die Flammbildung.
Weiterhin kommt es durch die Außenhülle zu einer stärkeren Beteiligung der äußeren Wirkkörperflächen an der Reaktion. Durch die Außenhülle wird somit aus dem reinen Innenbrenner eine Innen-Außen-Brenner-Konfiguration mit dadurch gesteigerter Leistung.
Schließlich bewirkt die erfindungsgemäße Umhüllung eine mechanisch stabilisierende Wirkung. Dieses eröffnet die Möglichkeit, anstelle eines einzelnen Wirkmassenkörpers viele einzelne Wirkmassenblöcke in systematischer Anordnung oder chaotischer Anordnung (wie Schüttgut) zu verwenden. Diese Wirkmassenblöcke können dann jeweils hinsichtlich ihrer Abbrandcharakteristik oder hinsichtlich ihrer Fertigung optimiert werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1 den Längsschnitt durch einen nur schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Wirkkörper mit einer Außenhülle;
2 die Seitenansicht des in 1 dargestellten Wirkkörpers mit einer Außenhülle aus einem gelochten Blech;
3 und 4 Querschnitte eines bekannten Wirkkörpers beim Abbrennen der Wirkmasse ohne Luftströmung (3) und mit Luftströmung (4);
5 den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Wirkkörpers beim Abbrennen der Wirkmasse bei vorhandener Luftströmung;
6 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wirkkörpers mit einer Außenhülle aus einem Drahtgewebe; und
7 den Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Wirkkörper, bei dem sich die Wirkmasse aus einer Vielzahl von Wirkmassenblöcken in chaotischer Anordnung zusammensetzt.
In 1 ist mit 1 ein Wirkkörper bezeichnet, wie er beispielsweise aus dem Täuschkörperwerfer eines Kampfflugzeuges ausgestoßen werden kann.
Der Wirkkörper 1 umfasst im Wesentlichen eine Anzünd- und Sicherungsvorrichtung 2 (hier nur schematisch angedeutet) und eine Infrarot-Strahlung erzeugende Wirkmasse 3.
Die Wirkmasse 3 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Innenbrenner ausgebildet und besitzt daher einen sich axial erstreckenden Innenraum 5, in den ein Anzündelement 6 hineinragt.
Der Innenraum 5 der Wirkmasse 3 ist mit mehreren Austrittsöffnungen 7 verbunden, über welche beim Abbrennen der Wirkmasse 3 die Verbrennungsprodukte 8 (in den 3–5 als Pfeile mit durchgezogenen Linien angedeutet) nach außen gelangen.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Wirkmasse 3 umfangsseitig durch eine Außenhülle 9 aus einem mit offenen Poren 10 versehenen Material umschlossen ist, wobei die Poren 10 derart gewählt sind, dass sie die beim Abbrand der Wirkmasse 3 entstehenden Verbrennungsprodukte 8 durchlassen und die beim Ausstoßen des Wirkkörpers 1 auf die äußere Oberfläche 11 der Wirkmasse 3 auftreffende Luftströmung 12 (in den 3–5 mit Pfeilen mit strichpunktierter Linien angedeutet) derart verringern, dass der Abbrand der Wirkmasse 3 nicht oder nicht wesentlich beeinflusst wird. Bei den in den 1, 2 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem mit Poren 10 versehenen Material um ein gelochtes Blech aus Edelstahl, wobei der Durchmesser der Löcher 10 beispielsweise jeweils 5 mm beträgt.
Im Folgenden wird mit Hilfe der 3 bis 5 die Wirkungsweise der Außenhülle 9 beim Abbrand der Wirkmasse 3 näher erläutert.
3 zeigt das Abbrandverhalten der Wirkmasse 3 beim Fehlen einer Außenhülle 9 sowie beim Fehlen einer Luftströmung 12. In diesem Fall brennt die Wirkmasse 3 im Wesentlichen in dem Innenraum 5 ab, und die Verbrennungsprodukte 8 verlassen durch die radialen Austrittsöffnungen 7 den Innenraum 5 und entfalten außerhalb der Wirkmasse 3 ihre Strahlungswirkung.
Sofern eine Luftströmung 12 auftritt (4) bietet der Innenraum 5, in dem die Verbrennung stattfindet, zwar einen von der Luftströmung 12 geschützten Bereich, doch kann in der Regel nicht verhindert werden, dass die Luftströmung 12 auch den Innenraum 5 durchströmt und dadurch den Abbrandvorgang negativ beeinflusst oder sogar vollständig zum Erliegen bringt.
Wie nun aus 5 entnehmbar ist, bewirkt die Verwendung einer gelochten Außenhülle 9, dass die Verbrennungsprodukte 8 durch die Löcher 10 nach außen gelangen, die Luftströmung 12 hingegen blockiert wird, so dass eine Durchströmung der Luft durch den Innenraum 5 verhindert bzw. wesentlich reduziert wird.
Außerdem wird durch Verwendung der Außenhülle 9 die äußere Oberfläche 11 der Wirkmasse 3 vor der Luftströmung 12 geschützt, so dass zusätzlich zu dem Abbrand im Innenraum 5 auch ein Abbrand an der äußeren Oberfläche 11 der Wirkmasse 3 stattfindet.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So braucht der Wirkkörper nicht zwingend einen runden Querschnitt besitzen, sondern kann beispielsweise auch einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Ferner muss es sich bei der Außenhülle nicht zwingend um ein gelochtes Blech handeln, sondern es kann beispielsweise auch ein Metalldrahtgewebe verwendet werden. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in 6 wiedergegeben.
Schließlich muss die Wirkmasse nicht als einheitlicher Block vorliegen, sondern kann sich aus einer Vielzahl von Wirkmassenblöcken in systematischer Anordnung oder chaotischer Anordnung zusammensetzen.
7 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel, bei dem die Wirkmasse 3 aus einer Vielzahl von Wirkmassenblöcken 3' besteht, die teilweise unterschiedliche Abbrandcharakteristiken haben können.
Bezugszeichenliste

1: Wirkkörper
2: Anzünd- und Sicherungsvorrichtung
3: Wirkmasse
3': Wirkmassenblock
5: Innenraum
6: Anzündelement
7: Austrittsöffnung
8: Verbrennungsprodukt
9: Außenhülle
10: Pore, Loch
11: äußere Oberfläche
12: Luftströmung

Claims

Aus der Kartusche eines Infrarot-Täuschkörpers ausstoßbarer Wirkkörper (1) mit einer Infrarot-Strahlung erzeugenden Wirkmasse (3), mit den Merkmalen: a) die Wirkmasse (3) ist als Innenbre nner mit in den Wandbereichen der Wirkmasse (3) angeordneten Austrittsöffnungen (7) für die Verbrennungsprodukte (8) ausgebildet; b) die Wirkmasse (3) ist umfangsseitig durch eine Außenhülle (9) aus einem mit offenen Poren (10) versehenen Material umschlossen; c) die Größe der Poren (10) der Außenhülle (9) liegt zwischen ca. 0,05 und ca. 5 mm, so dass die Poren (10) die beim Abbrand der Wirkmasse (3) entstehenden Verbrennungsprodukte (8) durchlassen und die beim Ausstoßen des Wirkkörpers (1) auf die äußere Oberfläche (11) der Wirkmasse (3) wirkende Luftströmung (12) derart verringern, dass es durch die Austrittsöffnungen (7) nur zu einem reduzierten Luftstrom von außen nach innen kommt.
Wirkkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mit Poren (10) versehenen Material um ein Drahtgewebe handelt.
Wirkkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines Metalldrahtgewebes als Außenhülle (9) die Größe der Poren (10) etwa im Bereich zwischen 0,05 und 0,1 mm liegt.
Wirkkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mit Poren (10) versehenen Material um ein gelochtes Material aus Metall oder Kunststoff handelt.
Wirkkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines gelochten Bleches als Außenhülle (9) die Größe der Poren (10) etwa im Bereich zwischen 1 und 5 mm liegt.
Wirkkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülle (9) einen Abstand von der äußeren Oberfläche (11) der Wirkmasse (3) aufweist, der zwischen 0,25 bis 5 mm liegt.
Wirkkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse (3) aus mehreren einzelnen Wirkmassenblöcken zusammengesetzt ist, die in systematischer oder chaotischer Anordnung angeordnet sind.
Wirkkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse (3) oder die Außenhülle (9) durch eine Aluminiumklebefolie oder einem ähnlichen Schutzelement umhüllt ist, um den Wirkkörper (1) bis zu seiner Zündung vor Umwelteinflüssen, Belastungen durch den Ausstoßvorgang oder vor dem Herausrieseln feiner Wirkmassenpartikel zu schützen.