SE442246B - Sett och anordning att minska basmotstandet for projektiler - Google Patents

Description

8007549-2 _ 2 projektilbasen än i den omgivande luften.' Det är känt att man teoretiskt kan reducera och t o m upphäva detta basmotstånd genom att låta en gas på lämpligt sätt strömma ur basplanet på projektilen och därigenom öka bastrycket. Detta kan ytterligare ökas om gasutströmningen kombineras med frigörandet av värme. Den därvid åstadkomna effekten den s k base-bleed-effek- ten skiljer sig från ren raketdrift genom att det genererade flödet är så pass lågt att den av flödet erhållna reaktionskraften är i det närmaste försumbar vid jämförelse med den åstadkomna förändringen av det på projektilbasen verkande trycket. Problemet med att få fram en även i praktiken fullgod base-bleed-projektil har företrädesvis legat på det praktiska planet. Kravet på en lång brinntid och en lugn gasutströmning medför att man försökt få fram långsamt brinnan- de krutsatser som.mynnat mot projektilens basplan via en relativt stor gasutströmningsöppning. Därvid har det varit problem att få fram tillräckligt långsamt brinnande krutsatser som dessutom inte brister under inverkan av samtliga de på projektilen verkande kraf- terna. Långsamt brinnande krutsatser av tidigare vid base-bleed pro- jektiler aktuellt slag är även behäftade med den nackdelen att krut- satserna som står i förbindelse med omgivningen via en relativt stor utströmningsöppning, kommer att förbrännas med olika brinnhastighet vid olika yttertryck d v s brinnhastigheten kommer att variera med banhöjden.

I och med föreliggande uppfinning har vi nu fått fram en bastrycks- eliminator som dels blir oberoende av projektilens flyghöjd dels genom en förbättrad luftinblmmmingger ett bättre utnyttjande av den krutsats som kan medföras i projektilen. En ytterligare fördel med bastryckseliminatorn enligt uppfinningen är att denna som regel ej kommer att kräva något speciellt tändsystem vilket man varit tvungen att förse tidigare långsamt brinnande base-bleed-krutsatser med. Dessa tidigare konstruktioner har visserligen tänts av kanon- krutgaserna vid projektilens avfyring men_slocknat vid den snabba trycksänkningen då projektilen lämnar eldröret. Föreliggande upp- finning inbegriper_även sådana lösningar som kan utnyttjas'vid pro- jektiler med egna drivmotorer t ek. robotar vilka med hänsyn till använda styrsystem eller av andra orsaker försetts med en mer eller mindre tvärt avskuren bas som ger ett icke önskat basmotstånd.

Enligt uppfinningen avtappas förbränningsgaser från en brännkammare lådor QUALITY 3> g -8007549-2 i vilken ett drivkrut eller annat drivmedel förbränns under sådana betingelser att förbränningsgaserna lämnar brännkammaren under kritisk strömning d v s överljudshastighet, därefter be- p rövas förbränningsgaserna huvuddelen av sin rörelseenergi, d v s deras strömningshastighet nedbringas i så hög grad att de ut- strömmande förbränningsgaserna i princip ej tillför någon egent- lig drivkraft då de tillåts lämna projektilen eller roboten i höjd med dennas basplan. Det är möjligt att_beröva förbränninge- gaserna deras rörelseenergi på flera olika sätt. Ett sätt som vi- Sat sig fördelaktigt är att tvinga gaserna att ändra riktning under sådana betingelser att de blandas effektivt med den omgivan- de atmosfären. Ett annat sätt är att låta de under kritisk ström- ning utströmmande förbränningsgaserna strömma ut i en kammare med i förhållande till den utströmmande gasmängden stor volym. Kamma- ren i sin tur skall då stå i förbindelse med atmostfären via en eller flera utströmningsöppningar.

I och med att det här rör sig om heta förbränningsgaser som brom- sas upp företrädesvis mot ett i objektet ifråga inbyggt hinder kan detta hinder även definieras som en flamdelare. Om denna flam- delare utformas på sådant sätt att en god omblandning av förbrän- ningsgaserna erhålles i den omgivande luften så kan man även till- godogöra sig den redan tidigare påpekade kända ökning av bastrycket som erhålles vid frigörande av värme.

Rent generellt kan uppfinningen anses innebära att vi under rela- , tivt högt tryck genererar en förbränningsgas som under kritisk I strömning avtappas från förbränningsrummet varefter de utströmmande förbränningsgaserna berövas huvuddelen av sin rörelseenergi och avledes från projektilens (objektets) basplan vid en mycket låg hastighet helt i enlighet med tidigare känd teknik. Detta innebär att man i enlighet med sättet enligt föreliggande uppfinning ej är tvingad att arbeta med speciellt lågtrycksbrinnande krut utan i princip kan utnyttja en helt konventionellt mycket liten raketmotor vid vilken man dödar de utströmmande förbränningsgasernas rörelse- energi.

Uppfinningen har definierats i de efterföljande patentkraven och skall nu något ytterligare beskrivas i samband mod nägra olika exempel. ___ I _. ___-.. .____.,___________.._ _. _ 8007549-2 ~ 4 Figurerna 1-8 visar ett tvärsnitt genom den ”bakre delen av en Iartillerigranat försedd med en bastryckseliminator i enlighet med föreliggande uppfinning medan figur 9 som tvärsnitt visar en raket försedd med en motsvarande bastryckseliminator.

På figuren 1-8 markerar 1 den bakre delen av en granatkropp inne- fattande en brännkammare 2 med en drivmedelsladdning 3 för bastrycks- eliminatorn, en dysa 4 via vilken de vid förbränningen av drivmedels- laddningen 3 alstrade förbränningsgaserna lämnar brännkammaren 2.

Mellan laddningens 3 bakre del 3' och dysan (dysorna)4 finns en luft- spalt 2'. ' Vid figurerna 1-7 anas framför den bakre granatkroppen.1 den främre granatkroppen 5 med dess stridsladdning 6. Granaternas gördel har beteckningen 7. Dysan 4 är anordnad i en mellanvägg 8 vilken avskil- ja brännkammaren 2.

Vid de olika granaterna enligt fig 1-8 utnyttjas olika metoder för att bromsa ned förbränningsgasernas rörelseenergi.

Vid den på fig 1 visade varianten sker detta genom att förbränninge- gaserna får strömma ut i en i förhållande till gasmängden relativt rymlig kammare 9 vilken utgörs av granatens förlängda sidoväggar.

Enligt den på fig 2 visade varianten brytes gashastigheten ytter- ligare genom att kammaren 9 försetts med en bakvägq 10 försed med ett antal axiella utloppsöppningar 11 vilka är anordnade radiellt utanför dysan 4.

Figurer 3 visar ytterligare ett sätt att anbringa dessa utlopps- öppningar i detta fall betecknade 12. Öppningarna 12 pâtvingar för- bränningsgaserna en ytterligare riktningsändring för att beröva dessa deras rörelseenergi.

Figur 4 visar en variant med raidella'utströmningsöppningar 13 anord- nade helt nära granatens basplan. _ Fig 5 får närmare ses som en idëskiss för den variant där förbrän- _ ningsgaserna berövas sin rörelseenergi av en skärm eller-Elamdelare 114 anordnad ,.>, bakom granatens basplan. Denna teoretiska ut- formning ger en mycket god luftinblandning ock är därför som tidiga- re påpekats teoretiskt sett mycket effektiv¿_Skärmen,14 hålls på plats av stavar 15, "_ 'Pot LITY; 5 8007549~2 Figur 6 visar en_i praktiken lämpligare konstruktion gjord enligt samma principer som flamdelaren på fig 5. Här utgörs skärmen av en i en öppning i granatbotten 10 ingängad bottenförsedd hylsa 16.

Hylsans botten 17 fungerar som skärm för att bryta gashastigheten medan hylsans sidoväqg 18 uppvisar ett antal utloppsöppningar 19. Hyl- san 16 ger med sin botten 17 och radiella utlopp 19 en effektiv broms- ning av gashastigheten och en god inblandning av den omgivande atmos- fären i krutgaserna. Detta ger en effektiv flamdelning.

Figur 8 visar en annan variant av det på fig 6 visade alternativet.

I detta fall får förbränningsgaserna strömma direkt ur dysan 4 in i en förstärkt flamdelarhylsa 20 vilken är utformad på i princip samma sätt som flamdelarhylsan 16. I detta fall har utströmningsöppningarna beteckningarna 21. Vinsten med denna konstruktion jämfört med den som visaspå fig 6 är att kammare 9 eliminerats vilket gjort det möjligt att ta en mindre del av projektilens längd i anspråk för basmotstånds- eliminatorn.

Figur 7 visar en annan variant enligt samma princip där förbrännings- gaserna tvingas att ändra riktning två gånger först via radiella öpp- ningar 22 in i en mellankammare 23 och från denna ned i hylsa 24 av samma konstruktion som den på fig 6 och ut ur denna via radiella ut- lopp 25.

Figur 9 anger principen för hur uppfinningen utnyttjas vid flygande objekt (robotar) med egen raketmotor, Vid en robot 26 försedd med en krutraketmotor 27 med tvâ eller flera drivdysor 28 avtappas från krutraketmotorns 26 brännkammare en mindre mängd förbränningsgaser under kritisk strömning via en kanal 29. Dessa förbränningsgaser le- des till robotens bas där gaserna på det sätt som beskrivits i samband med figurerna 1-8 berövas huvuddelen av sin rörelseenergi i flamdela- ren 30 varefter gaserna utnyttjas för att på känt sätt eliminera bas- trycket. Denna variant kan vara lämplig att utnyttja vid sådana robotar där styrsystemet eller annat markkontaktsystem omöjliggör en placering av drivmotorns utloppsdysor i robotens bas.

Iifiübïi Û' Üfrbtfï

Claims (10)

8007549-2 6% PATENTKRAV

1. Sätt att eliminera basmotståndet vid ett genom atmosfären flygande objekt genom avledning av förbränningsgaser i tillräcklig mängd från en i objektet inbyggd brännkammare för generering av dessa till ett eller flera vid objektets bas anordnade utlopp genom vilka förbränningsgaserna bringas att strömma ut under sådana be- tingelser att objektets basmotstånd helt ellerdelvis elimineras, k ä n n e t e c k n a t därav att förbränningsgaserna avledes från brännkammaren under kritisk strömning för att därefter ledas mot utloppen vid objektets basolan via organ som eliminerar huvud- delen av gasèrnas rörelseenengi innan eller i och med att dessa når utloppen.

2. I Sätt enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d därav att för- bränningsgasernas strömningshastighet sänkes genom att gaserna tvingas att ändra riktning innan eller i och med att de lämnar objektets bas- plan.

3. Sätt enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att förbränningsgaserna tvingas att ändra riktning under sådana betingel- ser att dessa ges en god omblandning med den omgivande atmosfären.

4. Sätt enligt något av kraven 1-3 k ä n n e t e t c k n a t d ä r a v att förbränningsgasernas riktninqsändring initieras av att tvärskott anordnat tvärs förbränningsgasernas utströmningsriktning från brännkammaren.

5. Sätt enligt något av kraven 1-4 k ä n n e t e c k n a t därav att förbränningsgaserna tvingas att ändra riktning två eller flera gånger innan de tillåts lämna objektets basplan via de därför avsedda öppningarna.

6. Sätt enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t därav att deïför basmotstândseliminationen erforderliga förbränninge- gaserna avtappgs från en för framdrivnínq nv nbjektet utnyttjad raket- motor vid sidan av de utlopp eller dysor ur vilka de krutgaser strömma L *ut ur motorn vilka driver objektet framgenom luften. 8007549-2

7. Anordning (1,26) för basmotstândselimination vid ett flygande objekt i enlighet med sättet enligt något av kraven 1~6 k ä n n e t e c k n a d av en brännkammare (2,27) med tillhörande drivmedelsladdning (3), en utströmningsdysa (4), vilken öppnar sig från brännkammaren mot omgivningen och vilken är så utformad och av- passad till drivmedelsladdningen att de utströmmande krutgaserna ges en kritisk strömning genom dysan, samt i de från dysan utströmmande förbränningsgasernas utströmnngsriktning anordnadeorgan(9-16, 20, 24 och 30) vilka eliminerar huvuddel av krutgasernas rörelseenergi innan dessa tillåts lämna det flygande objektet via i höjd med detta bas- plan anordnade utlopp.

8. Anordning enligtkrav 7 k ä n n e t e c k n a d därav att det organ som bryter de under kritisk strömming utrusande krutgaser- nas hastighet och berövar dessa huvuddelen av deras rörelseenergi ut- göres av en tvärs gasernas strömningsriktning anordnad skärm (10, 14, 17 och 20).

9. Anordning enligt krav 8 k ä n n e t e c k n a t därav att skärmen åt sidorna omges av en med radiellt anordnade utströmnings- öppningar försedd skärmvägg(18).

10. Anordning enligt krav 9 k ä n n e t e c k n a d därav att nämnda skärm (17, 20) med tillhörande skärmvägg har ett väsentligt mindre tvärsnitt än objektets basplan. "íïoon Quzatm' Å :I sf” , ~1. -ii Ä xyvvni “fi-'H