DE102014001866B3 - Aus der Kartusche eines Infrarot-Täuschkörpers ausstoßbarer Wirkkörper - Google Patents
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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 undDE 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 undDE 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 - 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 in1 dargestellten Wirkkörpers mit einer Außenhülle aus einem gelochten Blech; -
3 und4 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 mit1 ein Wirkkörper bezeichnet, wie er beispielsweise aus dem Täuschkörperwerfer eines Kampfflugzeuges ausgestoßen werden kann. - Der Wirkkörper
1 umfasst im Wesentlichen eine Anzünd- und Sicherungsvorrichtung2 (hier nur schematisch angedeutet) und eine Infrarot-Strahlung erzeugende Wirkmasse3 . - Die Wirkmasse
3 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Innenbrenner ausgebildet und besitzt daher einen sich axial erstreckenden Innenraum5 , in den ein Anzündelement6 hineinragt. - Der Innenraum
5 der Wirkmasse3 ist mit mehreren Austrittsöffnungen7 verbunden, über welche beim Abbrennen der Wirkmasse3 die Verbrennungsprodukte8 (in den3 –5 als Pfeile mit durchgezogenen Linien angedeutet) nach außen gelangen. - Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Wirkmasse
3 umfangsseitig durch eine Außenhülle9 aus einem mit offenen Poren10 versehenen Material umschlossen ist, wobei die Poren10 derart gewählt sind, dass sie die beim Abbrand der Wirkmasse3 entstehenden Verbrennungsprodukte8 durchlassen und die beim Ausstoßen des Wirkkörpers1 auf die äußere Oberfläche11 der Wirkmasse3 auftreffende Luftströmung12 (in den3 –5 mit Pfeilen mit strichpunktierter Linien angedeutet) derart verringern, dass der Abbrand der Wirkmasse3 nicht oder nicht wesentlich beeinflusst wird. Bei den in den1 ,2 und5 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem mit Poren10 versehenen Material um ein gelochtes Blech aus Edelstahl, wobei der Durchmesser der Löcher10 beispielsweise jeweils 5 mm beträgt. - Im Folgenden wird mit Hilfe der
3 bis5 die Wirkungsweise der Außenhülle9 beim Abbrand der Wirkmasse3 näher erläutert. -
3 zeigt das Abbrandverhalten der Wirkmasse3 beim Fehlen einer Außenhülle9 sowie beim Fehlen einer Luftströmung12 . In diesem Fall brennt die Wirkmasse3 im Wesentlichen in dem Innenraum5 ab, und die Verbrennungsprodukte8 verlassen durch die radialen Austrittsöffnungen7 den Innenraum5 und entfalten außerhalb der Wirkmasse3 ihre Strahlungswirkung. - Sofern eine Luftströmung
12 auftritt (4 ) bietet der Innenraum5 , in dem die Verbrennung stattfindet, zwar einen von der Luftströmung12 geschützten Bereich, doch kann in der Regel nicht verhindert werden, dass die Luftströmung12 auch den Innenraum5 durchströmt und dadurch den Abbrandvorgang negativ beeinflusst oder sogar vollständig zum Erliegen bringt. - Wie nun aus
5 entnehmbar ist, bewirkt die Verwendung einer gelochten Außenhülle9 , dass die Verbrennungsprodukte8 durch die Löcher10 nach außen gelangen, die Luftströmung12 hingegen blockiert wird, so dass eine Durchströmung der Luft durch den Innenraum5 verhindert bzw. wesentlich reduziert wird. - Außerdem wird durch Verwendung der Außenhülle
9 die äußere Oberfläche11 der Wirkmasse3 vor der Luftströmung12 geschützt, so dass zusätzlich zu dem Abbrand im Innenraum5 auch ein Abbrand an der äußeren Oberfläche11 der Wirkmasse3 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 Wirkmasse3 aus einer Vielzahl von Wirkmassenblöcken3' 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 (8)
- 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.
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