DE2714689A1

DE2714689A1 - Komponentenanordnung in einer rakete

Info

Publication number: DE2714689A1
Application number: DE19772714689
Authority: DE
Inventors: Gunnar Jacobson; Per-Erik Jarnholt; Erik H Lindholm; Olof B Olsson
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1976-04-02
Filing date: 1977-04-01
Publication date: 1977-10-13
Also published as: NO771058L; IT1083737B; SE7603927L; SE397993B; US4127243A; JPS52120599A; FR2346567A1; NL7703366A

Description

Die Erfindung betrifft die Koraponentenanordnung in einer Rakete od.dgl., insbesondere die Anordnung des Rnketenmotors sowie der Steuerelemente und/oder der Nutzlast. Im Abstand zur Rückseite der Ratete ist der Raketenmotor angeordnet, deren Düse sich mittig in der Rückseite befindet; eine Druckleitung erstreckt sich zwischen dem Raketenmotor und der Düse.

Für Verteidigungszwecke werden feindliche Ziele häufig mit Hilfe von gelenkten Projektilen oder Raketen bekämpft. Gewöhnlich haben derartige Raketen eine Reichweite von weniger als beispielsweise 5 km, sind im allgemeinen

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recht klein und weisen einen Durchmesser zwischen beispielsweise 100 und 1S0 mm auf. Als Hauptbestandteile derartiger bekannter Raketen können folgende Elemente aufgeführt werden: Flügel und/oaer Flossen, ein Gefechtskopf, ein Raketenmotor, ein Gyroskop, eine Batterie, elektronische Bauelemente, Steuerelemente für die Düse sowie einen Signalempfänger oder eine Drahtspule und eine Fühlersteuerung. Bei Verwendung von Steuerelementen für die Düse ist es vorteilhaft, die Düse des Raketenmotors in dei^kitte der Rückseite anzuordnen. Um eine stabile Bewegung der Rakete in ihrer Flugbahn zu erhalten und um außerdem eine einfache Steuerung zu ermöglichen, muß das aerodynamische Druckzentrum hinter und relativ nahe dem Schwerpunkt der Ratete sein. Dies führt dazu, daß die Stabilisierungsflossen in der Nähe des Raketenschwerpunktes angeordnet sein sollten. Um zu verhindern, daß sich der Raketenschwerpunkt verschiebt, wenn die Pulverladung des Antriebsmotors abbrennt, sollte sie in der Rakete derartig angeordnet sein, daß dei/Schwerpunkt des Feststoffmotors nahe dem resultierenden Raketenschwerpunkt ist oder mit diesem übereinstimmt. Diese beiden Anforderungen, die beide gleichzeitig erfüllt sein müssen, führen dazu, daß die Stabilisierungsflossen der Rakete und die Pulverladung des Antriebsmotors in dem gleichen Teil der Rakete angeordnet sein sollten, wobei dieser Teil gewöhnlich das Mittelteil der Rakete bildet.

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Es ist zweckmäßig, vor den Antriebsmotor mit seiner Feststoffladuns solche Teile der Rakete anzuordnen, die vorzugsweise aus ßetriebserfordernissen heraus nicht an der Rückseite der Rakete angeordnet Bein müssen. Ein derartiger Teil ist der Gefechtskopf. An der Rückseite der Rakete sind die Geräte oder Komponenten angeordnet, die aufgrund der Betriebserfordernisse notv/enigerweise dort angeordnet sein müssen,, Als derartige Geräte oder Komponenten können die folgenden Bauteile erwähnt werden: Der Signalempfänger oder die Drahtspule sowie die Düsen-Steuerelemente und die Fühlersteuerung, Und in der Annahme, daß die Flügel der Rakete, der Antriebsmotor, der Gefechtskopf, die Düsen-Steuerelemente, die Fühlersteuerung sowie der Signalempfänger derartig angeordnet sind, daß der resultierende Schwerpunkt in der Mitte der Brennstoffladung ist, ergibt sich, daß die verbleibenden Geräte, das Gyroskop, die elektronischen ^einrichtungen und die Batterie irgendwo zwischen den hinteren Ende des Motors und der Rückseite der Rakete angeordnet sein müssen. In diesem Raun erstreckt sich jedoch eine Druckleitung vom hinteren Ende des Antriebsmotors zur Raketendüse, und falls dann diese Leitung in der Rakete mittig angeordnet ist, verbleibt für das Gyroskop,die elektronischen Bauteile und die Batterie lediglich ein ringförmiger Raum zwischen dem mittigen Rohr und der Innenfläche der Rakete« Falls für· die

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Außenabmessung der Druckleitung einschließlich ihrer Isolation ein Durchmesser von 25 mm angenommen wird, so betragen die minimalen Abmessungen für den Raum für das Gyroskop, die elektronischen Bauelemente und die Batterie etwa 30 bis 35 mm. Ss ist möglich, die elektronischen Bauelemente und die Batterie so auszubilden, daß sie in einem derartigen Zwischenraum angeordnet werden können, jedoch ist es wesentlich schwieriger, ein Gyroskop in einem derartigen Schwischenraum anzuordnen, das in radialer Richtung begrenzt ist. Die im Handel erhältlichen Miniatur-Gyroskope weisen üblicherweise einen minimalen Durchmesser zwischen 50 und 60 mm auf ο Es ist natürlich möglich, ein Gyroskop herzustellen, das in dem zur Verfügung stehenden ringförmigen Raum angeordnet v/erden kann, jedoch sind die Kosten eines derartigen Gyroskops um ein vielfaches höher als die Kosten für ein konventionelles Miniatur-Gyroskop.

Um dieses Problem zu lösen, ist vorgeschlagen worden, den Durchmesser der Rakete zu erhöhen, was jedoch ebenfalls erhöhte Kosten verursacht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die den Einbau beispielsweise eines üblichen Gyroskops in einer Rakete mit einem optimal kleinen Durchmesser ermöglicht. Die Erfindung zeichnet

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sich nun dadurch aus, daß die Druckleitung vom Motor aus exzentrisch verläuft und sich von diesem aus mit einem ersten Abschnitt erstreckt, der im wesentlichen parallel und im bestimmten Abstand der Längsachse der Rakete angeordnet ist, wobei am hinteren Teil der Rakete die Druckleitung einen zweiten Abschnitt mit zwei Krümmern aufweist, da* die Verbindung zur Düse herstellt, die in der Rückseite der Rakete mittig angeordnet ist.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäß aufgebauten Rakete und

Fig. 2 einen Längsschnitt im vergrößerten Maß-■ stab der erfindungswesentlichen Bauteile

und deren Anordnung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Rakete 1 dargestellt, wobei lediglich zwei Flügel 2 gezeigt sind. Im Mittelteil der Rakete ist ein Antriebsmotor 3 für festen Brennstoff angeordnet. In einem Raum vor dem Antriebsmotor weist die Rakete einen Gefechtskopf 4 auf. Die Rakete weist außerdem einen oder mehrere Düsen-Spoiler 5 auf, die

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an der Rückseite der Rakete angeordnet sind und die den antreibenden Gasstrom, der aus der Rückseite der Rakete austritt, in Abhängigkeit von Steuerwirkungen der Düsensteuerung 6 beeinflussen, die in einer Einheit angeordnet ist, die die Rückwand der Rakete bildet. In der Mitte dieser abschließenden Rückwand ist öie Düse 7 der Rakete des Antriebsmotors angeordnete Zwischen dem hinteren Abschnitt 8 des Antriebsmotors und der Düse 7 erstreckt sich eine Druckleitung mit einem ersten Abschnitt 9 und einem zweiten Abschnitt

10. Dieser erste Abschnitt 9 erstreckt sich exzentrisch in dem Raum zwischen den hinteren Teilen des Motors und den hinteren Teilen der Rakete, so daß das Miniatur-Gyroskop 11 üblichen Aufbau? das einen radialen Raum erfordert, in diesem Zwischenraum angeordnet werden kann, in dem sich ebenfalls eine Batterie 12 und elektronische Bauteile 13 befinden. An der Außenseite der Trennwand der Rakete und hinter den Flügeln befindet sich außerdem eine Drahtspule 14.

Außerdem ist Leuchtspurmunition 15 vorgesehen.

Abgesehen von der besonderen Anordnung der Druckleitung 9, 10 sind diese Bauteile an sich bekannt, wobei jedoch die Anordnung der Komponenten dazu führt, daß der Raketenschwerpunkt sich am Punkt Tp und der Druckmittelpunkt hinter diesem Schwerpunkt bei Tc befindet.

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Gemäß Fig. 2 ist am hinteren Ende 8 des Antriebsmotors eine bohrung 16 als Aussparung für die Druckleitung exzentrisch zur Längsachse 17 der Rakete vorgesehen. Von dieser bohrung 16 erstreckt sich der erste Abschnitt 9 in Form eines geraden ersten Rohrs nach hinten und parallel zu der erwähnten Achse 17 der Rakete. Die Längsachse 18 des ersten Rohrstücks ist außerdem im radialen Abstand r angeordnet, der im vorliegenden Fall etwa die ilälfte des Radius i der Innenabmessung der Rakete in diesem Raketenteil beträgt. Diese Beziehung zwischen den Größen r und R stellt den Idealfall dar, jedoch kann sie unter anderem in Abhängigkeit vom gesamten Außendurchmesser der Druckleitung variiert werden. In jedem Fall sollte die Größe r zwisehen 0,2 und 0,8 der Größe R betragene Im Prinzip kann jedoch das erste Rohrstück nach an der Innenseite des Flugkörpers angeordnet sein.

Das erste Rohrstück 9a weist eine innere Isolation 9b auf. An dem Vorderende ist das erste Rohrstück 9a gegen den Auslaßflansch 8a über eine Dichtung 19 abgedichtet, die den unerwünschten Austritt von Antriebsgas verhindert. Die Isolation 9b des Rohrs ist mit der Isolation 8b verbunden, die an der Innenwand des hinteren Abschnitts 8 vorgesehen ist.

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Der zweite Abschnitt 10 der Druckleitung weist ein zweites gerades Rohrstück 10a auf, das sich im wesentlichen rechtv/inkelig zur Längsachse 18 des ersten Rohrstücks erstreckt. Das zweite Rohrstück weist ebenfalls eine innere Isolation 10b auf. Das zweite Rohrstück ist versehen mit einer rohrförmigen ersten Bohrung 10c, in der das erste gerade Rohrstück mit seinem hinteren Ende gehaltex-t ist, und außerdem weist das zweite Rohrstück eine zweite rohrförmige Bohrung 10d auf, in der die Düse 7 gehaltert ist.

An der ersten Bohrung 10c ist die Isolation des zweiten Rohrstücks mit einer ersten Aussparung 10e versehen, die den Durchtritt von Gas in das zweite Rohrstück und zur Düse gestattet. An der zweiten Aussparung 1Od der Isolation des zweiten Rohrstücks ist eine weitere Bohrung 1Of vorgesehen, in der die Düse 7 angeordnet ist. Das zweite Rohrstück ist mit einer Abdeckung 10g versehen, die gegen die Innenwand des Rohrs mit Hilfs eines Dichtrings 20 abgedichtet ist. Das zweite Rohrstück ist an der Wand befestigt, die durch die Einheit 6 gebilde1?wird. Die Abdeckung 10g ermöglicht ein einfaches Anbringen der Isolation des zweiten Rohrs und der Teile der Düse. Das erste Rohrstück 9a ist in entsprechender Weise gegenüber der Bohrung 10c des zweiten Rohrstücks

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mit Hilfe eines Dichtrin£;s 21 abgedichtet. Die Düse weist ein metallisches äußeres Teil 7a sowie ein inneres Teil 7b aus Graphit auf. Die Isolation des zweiten Rohrstücks ist mit dem erwähnten inneren Teil 7b verbunden.

In dem vorliegenden Fall wird die Verbindung des ersten Rohrstücks 9a mit der Düse 7 durch zwei 90 -Krümmer erhalten, deren Ausbildung jedoch verändert werden kann. Das Material der Druckleitungs-Abschnitte und der Isolation sowie die dargestellte Anordnung der Druckleitungsteile gestattet eine Lösung der ütrömungs- und Temperaturprobleme in der Druckleitung. Dabei sei darauf hingewiesen, daß die Temperatur des in der Druckleitung strömenden Gases etwa 2.000 C beträgt und daß die Gasgeschv/indigkeit etwa 20 Ά oder mehr der Schallgeschwindigkeit betragen kann. Das Material der Rohrteil 9a und 10a besteht beispielsweise aus Spezialstahl oder Leichtmetall-Legierungen, die in diesem Zusammenhang an sich bekannt sind, und das gleiche gilt für diodsolationen, die aus Asbest oder dgl. bestehen können.

Der Innendurchmesser der Rakete in dem in Frage stehenden Raum beträgt zwischen 100 und 150 mm, und das erste Rohrstück mit Isolation weist einen Außen-

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durchmesser von etwa 25 mm auf.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Druckleitung gestattet eine wirtschaftliche Herstellung der Rakete, Das am hinteren Ende des Motors verwendete Material sowie seine Isolation sind ebenfalls an sich bekannt.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

1 . Koinponenlenanordnung in einer Rakete oo. .d^l. mit einem Antriebsmotor, der im Abstand zur Rückseite der Kakete angeordnet ist, einer in der Rückseite mittig angeordneten Düse und mit einer Druckleitung zwischen dem Motor und der Düse, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckleitung (9, 10) vom Motor (3) aus sich exzentrisch erstreckt, wobei ein erster Abschnitt im Farallelabstand zur Länrsachse (13) der Rakete angeordnet ist, und daß an den hinteren Abschnitten der Rakete die Druckleitung einen zweiten Abschnitt (10) mit zwei Krümmern zum Anschluß der Düse (?) aufweist, so daß für Geräte una/oder Komponenten in Raaialrichtung ein freier Bereich zur Verfügung steht unabhängig von einem relativ beschränkten Durchmesser der Rakete.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Krümmer als 90 -Krümmer ausgebildet sind.

?. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Abschnitt ein d erstes gerades Rohrstück (9a) und der zweite Abschnitt ein zweites gerades Rohr stück (10a) auf v/eist, das sich rechtwinklig zum ersten Rohrstück (9a) und parallel zur

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Endfläche der Rakete erstreckt, daß das zweite Rührstück (1Oa) an seinem ersten Ende eine erste Bohrung (10c) aufweist, an der das erste Rohrstück (9a) mit seinem hinteren Ende befestigt ist, daß das zweite Rohrstück (10a) an seinem zweiten Ende eine zweite Bohrung (1Od) aufweist, in der die Düse (7) angeordnet ist, und daß das zweite Rohr stück (10a) an seiner¹ ersten Bohrung (10c) mit einer Abdeckung (10g) versehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Längsachse (18) des ersten Rohrstücks (9a) im radialen Abstand (r) zur Längsachse der Rakete angeordnet ist, der etwa 0,2 bis 0,G^vorzugsweise das 0,5-fache des inneren flaketenradius (R) beträgt.

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