DE1266142B - Jump start device for missiles - Google Patents

Description

Starthilfevorrichtung für Flugkörper Die Erfindung betrifft eine Starthilfevorrichtung für Flugkörper mit einem auf einer Schiene gleitenden Trägerschlitten, der mit Schaufeln ausgerüstet ist, die durch hochgespannte Strömungsmittel beaufschlagt werden.Starting aid device for missiles The invention relates to a starting aid device for missiles with a carrier carriage sliding on a rail, the one with blades is equipped, which are acted upon by high-tension fluids.

Bei einer bekannten Starthilfevorrichtung für Flugkörper ist ein Trägerschlitten vorgesehen, der durch hochgespannte Druckmittelströme, die auf längs der Startbahn angeordnete Turbinenschaufeln einwirken, antreibbar ist. Die Energiequelle wird dort in Form eines Druckbehälters mitgeführt. Hierdurch muß aber das Gewicht des Druckbehälters.mitbeschleunigt und nach Verlassen des Flugkörpers abgebremst werden, was einen hohen zusätzlichen Energieverbrauch mit sich bringt. Außerdem ist eine hohe Zahl von Turbinenschaufeln bei längeren Startbahnen erforderlich.In a known starting aid device for missiles is a carrier slide provided by high-tension pressure medium flows, which on along the runway arranged turbine blades act, is drivable. The energy source will carried there in the form of a pressure vessel. However, this must reduce the weight of the Pressure vessel. Are accelerated and decelerated after leaving the missile, which entails a high additional energy consumption. Also is a high number of turbine blades required for longer runways.

Eine weitere bekannte Ausführungsform vermeidet zwar eine höhere Gewichtsbelastung des Trägerschlittens, benötigt aber eine Vielzahl von auf der Startbahn angeordneten Turbinenschaufeln. Die Gewichtsersparnis beim Trägerschlitten wird dort dadurch erreicht, daß eine alleinige stationäre Düse am Anfang der Startbahn angeordnet ist deren Schubstrahlen auf eine Umlenkeinrichtung am Trägerschlitten wirken und von dort auf die Turbinenschaufeln gelenkt werden.Another known embodiment avoids a higher weight load of the carrier carriage, but requires a large number of arranged on the runway Turbine blades. The weight saving in the case of the carrier carriage is thereby achieved there achieved that a single stationary nozzle placed at the beginning of the runway is whose thrust jets act on a deflection device on the carriage and from there are directed onto the turbine blades.

Eine solche Ausführungsform ist nur bei kurzen Startrampen anwendbar, da die Strahlverluste mit zunehmender Entfernung des Schlittens von der Düse anwachsen.Such an embodiment can only be used for short launch ramps, since the jet losses increase as the distance between the slide and the nozzle increases.

Weiterhin ist eine Ausführungsform bekannt, bei der die die Schubkräfte erzeugenden Mittel nicht auf dem Schlitten selbst mitgeführt werden. Dort sind entlang der Führungsbahn aufeinanderfolgende, gegen den vorbeigleitenden Schlitten geöffnete Zellen angeordnet, die zur Aufnahme von Treibladungen dienen, wobei die Zündung der einzelnen Ladungen vom Schlitten ausgelöst werden. Die sich stark ausdehnenden Gase gelangen in eine gegenüber den Zellen offene Kammer, die am Schlitten angeordnet und mit einer rückwärtigen Schubdüse versehen ist, wobei die Verbrennungsgase beim Austritt aus der Schubdüse die notwendige Schubleistung erzeugen. Es handelt sich also um eine abgewandelte Raketenbrennkammer mit ortsfest angeordneten Treibsätzen. Diese Ausführungsform ist insofern von Nachteil, als bei langen Startbahnen, wie sie zur Erzielung von überschallgeschwindigkeit erforderlich sind, eine Vielzahl von Zellen mit den entsprechenden Treibladungen notwendig wird, deren Anbringung vor jedem Start einen großen Arbeitsaufwand erfordert.Furthermore, an embodiment is known in which the thrust forces generating means are not carried on the slide itself. There are along the guideway successive, open against the sliding carriage Arranged cells that serve to hold propellant charges, with the ignition of the individual charges are released from the carriage. The expanding ones Gases enter a chamber that is open to the cells and is located on the slide and is provided with a rear exhaust nozzle, the combustion gases at Generate the necessary thrust output from the thrust nozzle. It is about So a modified rocket combustion chamber with fixed propellants. This embodiment is disadvantageous in that long runways, such as a large number of them are required to achieve supersonic speeds of cells with the corresponding propellant charges is necessary, their attachment requires a lot of work before each start.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Starthilfevorrichtung für Flugkörper zu schaffen, deren Aufbau einen möglichst geringen Energieverbrauch für die Starthilfe ermöglicht.The invention has therefore set itself the task of providing a starting aid device for missiles to create the construction of the lowest possible energy consumption for jump start.

Die Starthilfevorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Reihe von seitlich oder am Boden des Trägerschlittens angeordneten Schaufeln, die ihr Strömungsmittel aus den Düsen von entlang der Startbahn ortsfest angeordneten Druckmittelerzeugern erhalten.According to the invention, the starting aid device is characterized by a series of paddles on the side or bottom of the carriage, their fluid from the nozzles from stationarily arranged along the runway Receive pressure medium generators.

Als Druckmittelerzeuger sind Heißwasserraketen vorgesehen, wobei der Abstand zwischen den Druckmitteldüsen zumindest der Länge einer Schaufelreihe des Trägerschlittens entspricht. Für ein zeitgerechtes Öffnen der Düsen der Druckmittelerzeuger sorgen vom Schlitten ausgelöste Kontakte. Ein zeitgerechtes Öffnen kann aber auch programmgesteuert werden.Hot water rockets are provided as pressure medium generators, the Distance between the pressure medium nozzles at least the length of a row of blades Carrier carriage corresponds. For timely opening of the nozzles of the pressure medium generator ensure contacts triggered by the slide. Timely opening can also be programmatically.

Zur Erzeugung eines Luftpolsters zwischen Schlitten und Schiene sind in der Schiene Preßluftdüsen angeordnet, die durch ein zentrales Rohrsystem mit Preßluft versorgt werden. Die Erzeugung des Luftpolsters auf den einzelnen Schienenabschnitten kann zeitlich nacheinander erfolgen, wobei die Öffnung der Preßluftdüsen in ähnlicher Weise gesteuert wird wie bei den Druckmitteldüsen.To create an air cushion between the slide and the rail Compressed air nozzles arranged in the rail, which are connected through a central pipe system Compressed air are supplied. The creation of the air cushion on the individual rail sections can take place one after the other, with the opening of the compressed air nozzles in a similar manner It is controlled in the same way as with the hydraulic nozzles.

Ein Ausführungsbeispiel der Starthilfevorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Startrampe, F i g. 2 eine Seitenansicht eines Startrampenabschnittes, F i g. 3 eine perspektivische Darstellung der Laufschiene der Startrampe mit einem Teil des Trägerschlittens.An embodiment of the starting aid device is shown in the drawing shown. It shows F i g. 1 is a perspective view of a launch pad, F i g. 2 shows a side view of a launch ramp section, FIG. 3 a perspective Representation of the running rail of the launch ramp with part of the carrier carriage.

Die Startrampe (F i g. 1) besteht aus einer rechteckigen Schiene 1, die aus armierten Spannbetonteilen zusammengesetzt ist, auf denen metallische Gleitflächen angebracht sind. Die Schiene 1 wird von Stützen 6 getragen, die entsprechend dem Startwinkel in der Höhe abgestuft sind und der Rampe auf einer Strecke von mindestens 4 km die erforderliche Steigung geben. Auf der Schiene 1 gleitet ein Startschlitten 2, der einen Flugkörper =l trägt. Seitlich oder am Boden des Schlittens 2 sind einstellbare Schaufeln 5 angebracht. Im Abstand von etwa 50 m links und rechts der Startschiene 1 sind elektrisch beheizte Heißwasserhochdruckkessel 3 angeordnet, die mit Lavaldüsen sowie entsprechenden Verschlüssen mit Spreng- oder Magnetventilen ausgerüstet sind.The launch pad (Fig. 1) consists of a rectangular rail 1, which is composed of reinforced pre-stressed concrete parts on which metallic sliding surfaces are attached. The rail 1 is supported by supports 6 worn that are graduated in height according to the starting angle and the ramp is on a Give the required gradient for a distance of at least 4 km. On the rail 1 A launch slide 2, which carries a missile = 1, slides. On the side or on the floor of the carriage 2 adjustable blades 5 are attached. At a distance of about 50 On the left and right of the starting rail 1 are electrically heated high-pressure hot water boilers 3 arranged with Laval nozzles and corresponding closures with explosive or Solenoid valves are equipped.

Beim Start steht der Schlitten 2 mit dem Flugkörper 4 am Anfang der Startrampe. Die Wasserdampfstrahlen des ersten Paares der Hochdruckkessel 3 beaufschlagen nach öffnen der Ventile oder Absperrung von Verschlüssen die vorderen Schaufeln 5 (F i-. 3) des Schlittens 2 und bewegen den Schlitten 2 mit dem Flugkörper 4 vorwärts, bis der vordere Teil des Schlittens 2 ein (nicht dargestelltes) Auslösesystem erreicht, das die Ventile des zweiten Paares der Hochdruckkessel 3 öffnet.When taking off, the carriage 2 with the missile 4 is at the beginning of the launch pad. The water vapor jets of the first pair of high-pressure vessels 3 pressurize the front blades 5 (F i-. 3) of the slide 2 after opening the valves or shutting off closures and move the slide 2 with the missile 4 forward until the front part of the slide 2 is in Reached the release system (not shown), which opens the valves of the second pair of high-pressure vessels 3.

Als Ventile werden bekannte Überdruckventile verwendet, die keine großen Kräfte zum öffnen benötigen. Die Freigabe des Dampfes wird durch Maanet- oder Lichtschranken ausgelöst.Known pressure relief valves are used as valves, but none need great forces to open. The steam is released by Maanet or light barriers triggered.

So werden. nacheinander die Schubstrahlen der Düsen der paarweise angeordneten Hochdruckkessel 3 den Schlitten 2 zum Ende der Startbahn schieben und dabei immer mehr beschleunigen. Da während der letzten Phase des Katapultstartes die möglichen Einwirkzeiten der Dampfstrahlen auf die Schaufeln 5 des Schlittens 2 sehr kurz sind, können die Abmessungen der am Ende der Startbahn befindlichen Hochdruckkessel 3 entsprechend klein gehalten werden. Es kann daher mit erhöhtem Druck gearbeitet werden.Be like that. one after the other the thrust jets of the nozzles in pairs arranged high pressure vessel 3 push the carriage 2 to the end of the runway and accelerate more and more. Because during the last phase of the catapult launch the possible exposure times of the steam jets on the blades 5 of the carriage 2 are very short, the dimensions of the one located at the end of the runway can be High pressure boiler 3 are kept correspondingly small. It can therefore be increased with Pressure to be worked.

Die beschriebene Anordnung der Druckkessel 3 ermöglicht eine weitgehende Variation der Anordnung der Schubdüsen. An Stelle der paarweisen Anordnung können auch jeweils mehrere kleine Düsen, z. B. je 6 Stück, mit höherem Betriebsdruck auf jeder Seite angeordnet werden. Die dadurch bedingten kleineren Düsenöffnungen ermöglichen den Einsatz günstiger Ventile.The described arrangement of the pressure vessel 3 enables extensive Variation in the arrangement of the thrusters. Instead of the pairwise arrangement you can also several small nozzles, e.g. B. 6 pieces each, with a higher operating pressure arranged on each side. The resulting smaller nozzle openings allow the use of inexpensive valves.

Die gesamte Startzeit beträgt im Ausführungsbeispiel 16 Sekunden. Da die Beschleunigung und der Geschwindigkeitsablauf während der Katapultierung vorher zu errechnen und zu ermitteln sind, könnten die Schubdüsen an den feststehenden Hochdruckbehältern auch nacheinander nach einem vorher festgelegten Zeitprogramm geöffnet werden, wobei eine Überdimensionierung und damit ein zeitlich längerer Betrieb der einzelnen Düsen ohne besondere wirtschaftliche Nachteile möglich wäre. Im Programm könnten die erforderlichen öffnungszeiten mit entsprechender zeitlicher Sicherheit jeweils berücksichtigt werden.The total start time is 16 seconds in the exemplary embodiment. As the acceleration and the speed sequence during catapulting to be calculated and determined beforehand, the thrust nozzles on the fixed High-pressure tanks also one after the other according to a predetermined time program be opened, whereby an oversizing and thus a longer time Operation of the individual nozzles would be possible without any particular economic disadvantages. In the program, the required opening times could be set with a corresponding time Security must be taken into account.

Die beschriebene Anordnung der Heißwasserdruckkessel 3 ermöglicht, da der gesamte notwendige Schub aus vielen kleinen Kesseln abgegeben wird, höhere Drücke und damit höhere Austrittsgeschwindigkeiten des Wasserdampfes. Für die stationäre Anlage spielt das Gewicht der Kessel nur eine untergeordnete Rolle. Man ist daher in der Wahl der Wandstärken nicht beschränkt und kann den Sicherheitsbelangen voll Rechnung tragen.The described arrangement of the hot water pressure boiler 3 enables since the entire necessary thrust is delivered from many small boilers, higher Pressures and thus higher exit velocities of the water vapor. For the stationary The weight of the boiler plays only a minor role in the system. One is therefore Not limited in the choice of wall thicknesses and can fully address security issues Take into account.

An die Stelle der Heißwasserkessel mit Düsen, die xon allen bekannten Möglichkeiten am wirtschaftlichsten wären, können auch andere Strömungsmittelerzeuger treten, z. B. bietet sich auch die Möglichkeit an, die in Raketentriebwerken zum Antrieb der Turbinen zur Kraftförderung benutzt wird. Hierbei wird hochprozentiges Wasserstoffsuperoxyd durch direkten Kontakt mit Katalysatoren zu Wasserdampf zersetzt. Die Reaktionszeiten sind sehr kurz und die möglichen Drücke sehr hoch. Ein solches System wird z. B. zum Betreiben der Steuerdüsen von Luftfahrzeugen im luftleeren Raum verwendet. Auch bei der Verwendung von elektrisch gezündeten Pulverraketen zum Antrieb des Schlittens wären technisch keine Schwierigkeiten zu erwarten, da die Zündung derartiger Raketen zeitlich sehr genau festgelegt werden kann.In place of the hot water boiler with nozzles, which xon all known Options would be the most economical, other fluid generators can also kick, e.g. B. also offers the possibility of being used in rocket engines Drive the turbines is used to deliver power. Here is high proof Hydrogen peroxide decomposes to water vapor through direct contact with catalysts. The reaction times are very short and the possible pressures are very high. One such System is z. B. to operate the control nozzles of aircraft in a vacuum Space used. Even when using electrically ignited powder rockets Technically no difficulties would be expected to drive the slide, because the ignition of such missiles can be precisely timed.

Da der Transportschlitten 2 ohne Strömungsmittelträger verhältnismäßig leicht gebaut werden kann. wäre eine Abbrernsung desselben am Ende der Startbahn durch eine Wasserrinne möglich, z. B. in der Weise, daß einzelne Schotten durch dünne Plastikwände untereinander abgeteilt werden, die beim Durchbrechen durch den Schlitten ein Ansteigen des Wassers in der Rinne bewirken. Die Bremsung, die auch magnetisch erfolgen könnte, begünstigt die Trennung des Flugkörpers vom Schlitten. Das Ablösen des Flugkörpers vom Schlitten kann als Signal zur Zündun<c der Schubdüsen des Flugkörpers benutzt werden.Since the transport carriage 2 is relatively without a fluid carrier can be easily built. would be a burn of the same at the end of the runway possible through a gully, e.g. B. in such a way that individual bulkheads through thin plastic walls are separated from each other, which when breaking through the Slide cause the water to rise in the channel. The braking, that too could be done magnetically, favors the separation of the missile from the slide. The detachment of the missile from the slide can be used as a signal to ignite the thrusters of the missile.

Die durch das hohe Gewicht des Raumflugzeuges und das Gewicht des Trägerschlittens 2 zwischen Startschiene 1 und den Schlittenkufen (Räder können bei den auftretenden Geschwindigkeiten nicht eingesetzt werden) auftretende starke Reibung kann durch ein Luftpolster vermindert werden. Zu diesem Zweck wäre es ungünstig, die Ausströmdüsen (im Durchmesser von ].bis 2 mm) für die Preßluft im Trägerschlitten selbst anzubringen, da zur Erzeugung des Preßluftdruckes verhältnismäßig schwere Aggregate oder größere Preßluftflaschen vom Trägerschlitten transportiert werden müßten. Es wird daher vorgeschlagen, in der Startschiene 1 Preßluftrohrleitungen einzubauen, die über elektromagnetische Ventile mit verschiedenen Di.isengruppen verbunden sind. Der Trägerschlitten würde beim Gleiten auf der Startschiene 1 ähnlich wie bei der Betätigung der Düsen der Heißwasserdampfhochdruckbehälter 3 durch Fotozellen, Hallgeneratoren oder elektrische Kontakte, die zum Tragen des Trägerschlittens 2 notwendigen Magnetventilgruppen der Preßluftdüsen öffnen und dafür sorgen, daß der Startschlitten 2 immer auf einem Luftpolster gleitet. Die Preßluftdüsenöffnungen können auch an den Seitenflächen der Startschienen 1 angebracht werden und so jede Reibung zwischen Trägerschlitten 2 und Startschiene 1 verhindern. Der durch die Preßluft geschaffene Luftspalt würde in Abhängigkeit vom Preßluftdruck, Düsendurchmesser und Düsenabstand untereinander je nach Notwendigkeit und erreichbarer Präzision der Startschiene 1 einige zehntel Millimeter betragen. Ähnliche Luftlagerungen wurden schon im Maschinenbau bei großen Elektromagneten und bei Gleiteisenbahnen eingesetzt. Der durch die reibungsfreie Lagerung erzielbare geringere Reibungswiderstand für den Trägerschlitten läßt den erforderlichen Aufwand als gerechtfertigt erscheinen.The heavy friction caused by the heavy weight of the spacecraft and the weight of the carrier slide 2 between the launch rail 1 and the slide runners (wheels cannot be used at the speeds that occur) can be reduced by an air cushion. For this purpose it would be unfavorable to mount the discharge nozzles (with a diameter of ]. To 2 mm) for the compressed air in the carrier carriage itself, since relatively heavy units or larger compressed air bottles would have to be transported from the carrier carriage to generate the compressed air pressure. It is therefore proposed to install compressed air pipelines in the starting rail 1 , which are connected to various iron groups via electromagnetic valves. When sliding on the starting rail 1, the carrier carriage would open the magnetic valve groups of the compressed air nozzles necessary for carrying the carrier carriage 2, similar to the actuation of the nozzles of the high-pressure steam tank 3 by photocells, Hall generators or electrical contacts and ensure that the starting carriage 2 is always on an air cushion slides. The compressed air nozzle openings can also be attached to the side surfaces of the starter rails 1 and thus prevent any friction between the carrier carriage 2 and the starter rail 1. The air gap created by the compressed air would amount to a few tenths of a millimeter depending on the compressed air pressure, nozzle diameter and nozzle spacing from one another, depending on the necessity and the achievable precision of the starting rail 1. Similar air bearings have already been used in mechanical engineering for large electromagnets and slide railways. The lower frictional resistance for the carrier carriage that can be achieved by the frictionless storage makes the required effort appear justified.

Claims (7)

Patentansprüche: 1. Starthilfevorrichtung für Flugkörper mit einem auf einer Schiene gleitenden Trägerschlitten, der mit Schaufeln ausgerüstet ist, die durch hochgespannte Strömungsmittel beaufschlagt werden, gekennzeichnet durch eine Reihe von seitlich oder am Boden des Trägerschlittens (2) angeordneten Schaufeln (5), die ihr Strömungsmittel aus den Düsen von entlang der Startbahn ortsfest angeordneten Druckmittelerzeugern (3) erhalten. Claims: 1. Starting aid device for missiles with a Carrier carriage sliding on a rail, the one with shovels equipped, which are acted upon by high-tension fluids, marked by a number of sides or on the bottom of the carrier carriage (2) Shovels (5) that get their fluid out of the nozzles by stationary along the runway arranged pressure medium generators (3) obtained. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittelerzeuger (3) Heißwasserraketen verwendet werden. 2. Device according to claim 1, characterized in that hot water rockets are used as the pressure medium generator (3) will. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Düsen der Druckmittelerzeuger gleich der Länge der Schaufelreihe des Trägerschlittens (2) ist. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the nozzles of the pressure medium generator equal to the length of the blade row of the Carrier carriage (2) is. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zeitgerechtes Öffnen der Düsen der Druckmittelerzeuger durch vom Trägerschlitten (2) ausgelöste Kontakte erfolgt. 4. Apparatus according to claim 1, characterized in that that a timely opening of the nozzles of the pressure medium generator by the carrier carriage (2) triggered contacts takes place. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitgerechte öffnen der Düsen der Druckmittelerzeuger programmgesteuert ist. 5. Apparatus according to claim 1, characterized in that that the timely opening of the nozzles of the pressure medium generator is program-controlled is. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Luftpolsters zwischen Schlitten und Schiene in der Schiene Preßluftdüsen angeordnet sind, die durch ein zentrales Rohrsystem mit Preßluft versorgt werden. 6. Apparatus according to claim 1, characterized in that for generating a Air cushion arranged between slide and rail in the rail compressed air nozzles which are supplied with compressed air through a central pipe system. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des Luftpolsters auf den einzelnen Schienenabschnitten zeitlich nacheinander erfolgt, wobei das Öffnen der Preßluftdüsen in ähnlicher Weise gesteuert wird wie bei den Druckmitteldüsen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 973 448, 1072 104, 1082 131, 1104 355; französische Patentschrift Nr. 949 489; USA.-Patentschriften Nr. 2 799 988, 2 843 343; R u d o 1 f L u s a r : »Die deutschen Waffen und Geheimverfahren des 2. Weltkrieges und ihre Weiterentwicklung«, Verlag J. F. Lehmann, München 1956, S. 147 bis 149.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the generation of the air cushion on the individual rail sections takes place one after the other, the opening of the compressed air nozzles being controlled in a manner similar to that of the pressure medium nozzles. Considered publications: German Patent Nos. 973 448, 1072 104, 1082 131, 1 104 355; French Patent No. 949 489; U.S. Patent Nos. 2,799,988, 2,843,343; R udo 1 f Lusar: "The German weapons and secret processes of the Second World War and their further development", Verlag J. F. Lehmann, Munich 1956, pp. 147 to 149.