DE3412701A1

DE3412701A1 - Flugkoerper

Info

Publication number: DE3412701A1
Application number: DE19843412701
Authority: DE
Inventors: James Lorimer Langley Stevenage Hertfordshire Russell
Original assignee: British Aerospace PLC
Current assignee: MBDA UK Ltd
Priority date: 1983-04-05
Filing date: 1984-04-04
Publication date: 1984-10-11
Anticipated expiration: 2004-04-05
Also published as: DE3412701C2; FR2544020B1; US4625649A; FR2544020A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Flugkörper und insbesondere, aber nicht ausschließlich auf Mittel zur Abtrennung einer Raketentriebwerksstufe während des Fluges.

Es sind Flugkörper mit mehreren Raketentriebwerksstufen bekannt, die ein .Primärtriebwerk hinter einem Sekundärtriebwerk aufweisen, wobei die Primärstufe während des Fluges abgeworfen wird, bevor das Sekundärtriebwerk gezündet wird. Bei herkömmlichen Anordnungen wird dies durch Explosionsbolzen erreicht, die lösbar Primär-und Sekundärstufe zusammenhalten oder mittels einer Linien-Schneidladung, die am Umfang der Wand zwischen der Primär- und Sekundärstufe vorgesehen ist. Diese Einrichtungen erfordern elektrische Verbindungen und Schaltungen zusammen mit einer Pyrotechnik, was ungünstige Einflüsse auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit haben kann.

Die Erfindung geht aus von einem Flugkörper mit einem ersten Abschnitt, der ein Schubtriebwerk aufweist, welches eine Abgasschubströmung aus einem Endbereich ausstößt, mit einem zweiten Abschnitt, der benachbart zu dem Endbereich angeordnet ist, und mit einer lösbaren Befestigungsvorrichtung ,mit der der erste Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbunden ist.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Befestigungsvorrichtung eine Auftreffoberfläche aufweist, die mit mechanischen Verriegelungsmitteln gekuppelt ist, welche beweglich sind zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Freigabesteilung,

daß die lösbare Befestigungsvorrichtung derart ausgebildet ist, daß beim Wirksamwerden der Schubvorrichtung die Auftreffoberfläche durch die Schubgase versetzt wird, wodurch die Verriegelungsmittel in die Freigabestellung überführt werden und eine Trennung der ersten und zweiten Abschnitte erfolgt.

Die mechanische Verriegelung umfaßt vorzugsweise Bandstahlstreifen, die mit einer Anschlagoberfläche des ersten Abschnitts zusammenwirken. Vorzugsweise hat die Auftreffoberfläche die Gestalt einer Ablenkplatte, die gleitbar gegenüber dem zweiten Abschnitt gelagert ist.

Der Bereich der Auftreffoberfläche hat vorzugsweise die Gestalt eines Kolbenkopfes, der gleitbar in einer Bohrung des zweiten Abschnitts gelagert ist.

Zweckmäßigerweise haben die Bandstreifen Kreuzform und es sind Festlegemittel vorgesehen, um eine Bewegung des Bandes in Längsrichtung zu verhindern, jedoch eine Bewegung der Endbereiche des Bandes im radialen Sinne zuzulassen.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Abtrennvorrichtung für einen Flugkörper, durch welchen die benachbarten Abschnitte des Flugkörpers getrennt werden können. Hierbei wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß eine Auftref foberf lache gleitbar in dem einen Abschnitt gelagert ist, daß eine mechanische Verriegelungsvorrich-

I Z /U

tung mit der Auftreffoberfläche gekuppelt ist und mit entsprechenden Anschlägen zusammenwirkt, die auf der benachbarten Stufe angeordnet sind, daß die mechanische Verriegelungseinrichtung zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Freigabestellung beweglich ist, und daß die Vorrichtung derart angeordnet ist, daß durch die Arbeitsweise des benachbarten Triebwerks die Auftreffoberfläche versetzt wird, wodurch die Verriegelungsvorrichtung aus der Verriegelungsstellung in die Freigabestellung überführt wird.

In der Beschreibung beziehen sich die Ausdrücke "vorn" und "hinten" bzw. "rückwärts" auf die Bewegungsrichtung des Flugkörpers, und der Ausdruck "Flugkörper" soll Geschosse sowie Startfahrzeuge zum Starten von Personal und/oder Ausrüstung in den Weltraum umfassen.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt benachbarter Endbereiche von vorderem und hinterem Abschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flugkörpers ;

Fig. 2 eine Stirnansicht des hinteren Abschnitts des Flugkörpers nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Mittelteils einer zweiten Ausführungsform eines Flugkörpers, teilweise im Schnitt,

wobei die Abwurfvorrichtung ersichtlich ist.

In den Figuren 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Flugkörpers dargestellt, welcher einen hinteren Abschnitt 10 aufweist, der an seinem vorderen Ende über einen Verstärkungs-Trennmechanismus versehen ist, der allgemein mit dem Bezugszeichen 11 versehen ist, welcher den rückwärtigen Abschnitt 10 mit einem vorderen Abschnitt 12 lösbar verbindet, der eine Ausströmvorrichtung 13 für die austretenden Schubgase aufweist, die durch eine nicht dargestellte Schubvorrichtung erzeugt werden. Der Abtrenn-Mechanismus weist einen Ringkörper 14 auf, der am vorderen Endbereich des hinteren Abschnitts 10 festgelegt ist und eine Bohrung 15 und mehrere, querverlaufende öffnungen 16 aufweist, die hiermit in Verbindung stehen. Eine Ablenkplatte 17 ist längsverschieblich durch eine Stange 18 und ein Lager 19 angeordnet, und die Ablenkplatte wird mit Spiel innerhalb der Bohrung 15 gehalten. Die Platte 17 ist kegelstumpfförmig und an ihrer oberen Oberfläche mit Bolzen an einem kreuzförmig gestalteten Verriegelungsbauteil 20 festgelegt, welches von Bandstahlstreifen gebildet wird (Fig. 2). Die Arme 21 des Verriegelungsgliedes 20 verlaufen jeweils durch einen radialen Kanal 22, der in den ringförmigen Körper 14 eingeschlossen und gegen Längsbewegung mittels eines innen mit Gewinde versehenen Halterings 23 gehindert ist, der auf ein entsprechendes Außengewinde des ringförmigen Bauteils 14 aufgeschraubt ist. Jedoch ermöglicht

J 4 117 U

der Ring 23 eine Radialbewegung der Enden der Arme 21 des Verriegelungskörpers bei der Längsversetzung der Ablenkplatte 17. Die radialen Kanäle 22 sind, wie bei 24 dargestellt, kegelförmig gestaltet, um eine solche Radialbewegung zu unterstützen.

Der vordere Abschnitt ist mit einem rückwärtigen Endbereich versehen, der eine Anschlagoberfläche 25 aufweist, die gegen eine entsprechende Oberfläche 26 des ringförmigen Körpers anliegt, wenn Vorderabschnitt und Hinterabschnitt miteinander verbunden sind, und außerdem weist der vordere Abschnitt eine Innennut 27 auf, in der die freien Enden der Arme 21 des Verriegelungsgliedes eingreifen, wenn die Ablenkplatte in einer Gleichgewichtsstellung gemäß Fig. 1 und 2 befindlich ist, um Vorderabschnitt und rückwärtigen Abschnitt in dieser Stellung gegeneinander zu verriegeln.

Der Flugkörper wird gestartet und anfänglich durch ein Raketentriebwerk angetrieben, welches innerhalb des rückwärtigen Abschnitts enthalten ist. Wenn das Raketentriebwerk sämtlichen Brennstoff oder fast den gesamten brennstoff verbraucht hat, oder wenn es aus irgendeinem anderen Grund erforderlich ist, den rückwärtigen Abschnitt abzuwerfen, dann wird die Schubvorrichtung des vorderen Abschnitts betätigt. Hierdurch wird bewirkt, daß das Schubströmungsmittel durch den Auslaß austritt und auf die obere Oberfläche der Ablenkplatte 17 gelangt, und diese in Längsrichtung von dem vorderen Abschnitt weg auslenkt. Nachdem das Strömungsmittel auf die Deflektorplatte 17 aufgetroffen ist, tritt das Strömungsmittel durch die querverlaufen-

den Öffnungen 16 aus. Die querverlaufenden öffnungen sind so dimensioniert, daß ihre wirksame Auslaßfläche immer größer ist als die Einschnürungsfläche des Auslasses, um eine Drosselwirkung der Strömung des Antriebsmittel zu verhindern. Bei der Versetzung der Ablenkplatte 17 werden die Enden der Arme 21 des Verriegelungsgliedes 20 radial nach innen gezogen, da sich das kreuzförmige Verriegelungsglied durchbiegt, und dadurch kommen die Arme aus der Nut 27 frei und auf diese Weise kommt der rückwärtige Abschnitt 10 von dem vorderen Abschnitt unter der fortgesetzten Schubströmung des Vorderabschnitts frei.

Unter normalen Start- und Flugbedingungen werden die einwirkenden Kräfte in den äußeren Gehäusen des vorderen und des rückwärtigen Abschnitts ausgehalten, die über die Anschlagoberflächen 25 und 26 glatt ineinander übergehen, und zwar bis die Abschnitte voneinander getrennt werden.

Die Verwendung eines kreuzförmigen Streifens stellt einen einfachen und wirksamen Trennmechanismus dar. Dieser einzelne Streifen kann jedoch auch ersetzt werden durch eine Reihe von Lenkern, die die Ablenkplatte mit entsprechenden Verriegelungsbolzen verbinden, wie dies bei gewissen Anwendungen zweckmäßig ist.

Nunmehr wird auf Figur 3 Bezug genommen, die ein zweites Ausführungsbeispiel aufweist, welches in gewisser Hinsicht den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 gleicht, und daher sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

3412VUl

ίο

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Krafttrennmechanismus 11 am vorderen Ende des rückwärtigen Abschnitts 10 befestigt und lösbar mit dem vorderen Abschnitt 12, wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel, verbunden. Der Mechanismus 11 weist einen zylindrischen Körper 14 auf, der eine Innenbohrung 15 und im Abstand zueinander Umfangslöcher 16 aufweist. Die Ablenkplatte 17 hat eine kegelstumpfförmige Gestalt und bildet den Kopf abschnitt eines Kolbens 30, der mittels Kolbenringen 31 aus Teflon in der Bohrung 15 gleitbar ist. Diese Art der Lagerung verhindert eine Bewegung der Platte in Querrichtung und ist somit nützlich im Hinblick auf eine Bekämpfung der Wirkung von Seitenbelastungen, wenn der Mechanismus in Verbindung mit einem Flugkörper benutzt wird, der vertikal gestartet wird und darauf in Horizontalrichtung f1iegt.

Außerdem wird das kreuzförmige Verriegelungsglied wie in der Zeichnung dargestellt, in Gleichgewichtsstellung gebogen und dies ergibt eine Federwirkung, die die Arbeitsweise des Mechanismus verbessert.

Das hintere Ende des vorderen Abschnitts 12 ist mit einer Ringlippe 32 ausgestattet, die an der Seite eine Anschlagoberfläche 25 bildet, die mit der zugeordneten Anschlagoberfläche 26 zusammenwirkt, die am rückwärtigen Abschnitt vorgesehen ist;und auf seiner anderen Seite ist eine Verriegelungsoberfläche 33 vorgesehen, die mit den Endabschnitten der Arme 21 des Verriegelungsgliedes 20 in Eingriff gelangt.

-/in.

Leerseite -

Claims

Patentanwälte Dip I.-1 ng. Curt Wallach

-ι u ο . _fc - . Dipl.-Ing. öünther Koch

Europaische Patentvertreter ^ ^a

_n , . .„ Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

European Patent Attorneys ¹^ ³

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 4. April 1984 British Aerospace
Public Limited Company
100 Pall Mall
London, SW1Y 5HR
England Unser Zeichen: 17 893 - K/Ap Flugkörper

Patentansprüche

Flugkörper mit einem ersten Abschnitt (12), der ein Schubtriebwerk (13) aufweist, welches eine Abgasschubströmung aus einem Endbereich ausstößt, mit einem zweiten Abschnitt (10), der benachbart zu dem Endbereich angeordnet ist und mit einer lösbaren Befestigungsvorrichtung (17, 20,21), mit der der erste Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung eine Auftreffoberfläche (17) aufweist, die mit mechanischen Verriegelungsmitteln (20,21) gekuppelt ist, welche beweglich sind zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Freigabestellung, daß die lösbare Befestigungsvorrichtung derart ausgebildet ist, daß beim Wirksamwerden der Schubvorrichtung die Auftreffoberfläche durch die Schubgase versetzt wird, wodurch die Verriegelungsmittel in die Freigabestellung überführt werden und eine Trennung der ersten und zweiten Abschnitte erfolgt.
2. Flugkörper nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verriegelungseinrichtung (20,21) einen Streifen (21) aufweist, der allgemein quer zu dem zweiten Abschnitt verläuft und mit einer Anschlagoberfläche (27) zusammenwirkt, die am ersten Abschnitt vorgesehen ist.
3. Flugkörper nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftreffoberfläche die Form einer Ablenkplatte (17) aufweist, die gleitbar gegenüber dem zweiten Abschnitt angeordnet -ist.
4. Flugkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftreffoberflächenbereich die Form eines Kopfes (17) eines Kolben (30) besitzt, der gleitbar in einer Bohrung (15) im zweiten Abschnitt gelagert ist.
5. Flugkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftreffoberfläche (17) eine kegelstumpfförmige Gestalt besitzt, und daß Öffnungen (16) quer zur Auftreffoberfläche vorgesehen sind, und zwar derart, daß das von dem Schubtriebwerk erzeugte Schubmittel abgelenkt und durch die Öffnungen ausgestoßen wird.
6. Flugkörper nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (20) kreuzförmig angeordnet sind, und daß eine Festlegevorrichtung (23) vorgesehen ist, um eine Bewegung des Streifens in Längsrichtung zu verhindern, jedoch eine Bewegung der Endbereiche (21) des Streifens in Radialrichtung zuzulassen.
7. Abtrennvorrichtung für einen Flugkörper

gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, durch welchen die benachbarten Abschnitte des Flugkörpers getrennt werden können,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Auftreffoberflache (17) gleitbar in dem einen Abschnitt gelagert ist, daß eine mechanische Verriegelungsvorrichtung (20,21) mit der Auftreffoberflache gekuppelt ist und mit entsprechenden Anschlägen (27) zusammenwirkt, die auf der benachbarten Stufe angeordnet sind, daß die mechanische Verriegelungseinrichtung zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Freigabestellung beweglich ist, und daß die Vorrichtung derart angeordnet ist, daß durch die Arbeitsweise des benachbarten Triebwerks die Auftreffoberflache versetzt wird, wodurch die Verriegelungsvorrichtung aus der Verriegelungsstellung in die Freigabestellung überführt wird.