DE8320443U1

DE8320443U1 - Vorrichtung mit mehreren Schubdüsen für Rückstoßtriebwerke von Flugkörpern, zum Verstellen des Schubdüsenquerschnitts

Info

Publication number: DE8320443U1
Application number: DE19838320443
Authority: DE
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1983-07-15
Publication date: 1985-05-30

Description

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Vorrichtung mit mehreren Schubdüsen für Rückstoß- triebwerke von Flugkörpern

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit mehreren Schubdüsen für Rückstoßtriebwerke von Flugkörpern, zum Verstellen dee Schubdüsenquerschnitte, und zwar zum Vermindern des während des Startbetriebes größeren Schubdüsenquerschnitte in einen kleineren Schubdüsenquerschnitt für den Marschbetrieb.

Die in Flugkörpern zu deren Vortrieb installierten Raketentriebwerke dienen vielfach nleichzeitig als Antrieb für den Start- und den Marschflug mit einer in ihrer Geometrie verstellbaren Schubdüse. Eine in ihrem Querschnitt variable Schubdüse ist deshalb erforderlich, um wegen des beim Startflug gegenüber dem Marschflug wesentlich größeren Massendurchsatzes Schubverluste und Wirkungsgradeinbußen möglichst gering zu halten.

Eine in ihrer Geometrie verstellbare Schubdüse zeigt z.B. die DE-OS 21 30 422. Hierbei wird während der Startphase mit einem größeren Düsenhaisquerschnitt gearbeitet als während des Marschfluges, und zwar mittels einer axial einschiebbaren Zusatzdüse mit einem entsprechend verkleinerten Düsenhaisquerschnitt bei der Marschphase. Der mit dieser kombinierten Düsenkonstruktion einerseits erreichte Funktionsvorteil muß jedoch andererseits neben einem erheblichen Bauaufwand und Baugewicht mit Strömungsverlusten durch die in der Strömung befindliche, noch dazu hohen thermischen Belastungen ausgesetzte Reduzierdüse und mit einer verlängerten Schubdüsenbauweise bezahlt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekann-

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ten Ausführungen zu vermeiden und eine Vorrichtung mit mehreren Schubdünen zu schaffen, die ein hohes Schubverhältnis zwischen dem Startbetrieb und dem Marechbetrieb gewährleistet. Die Schubdüsenvorrichtung soll die heckseitige Installierung und damit eine gegenüber den ausströmenden Schubgasen geschützte Anordnung von empfindlichen Einrichtungen, wie einen Kommandoempfänger, erlauben und außerdem den Flugkörperdurchraesser reduzieren sowie funktionssicher arbeiten. 10

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit mehreren Schubdüsen, in der Weise, daß erfindungsgemäß eine gerade Anzahl, insbesondere zwei von jeweils im Querschnitt größeren Schubdüsen und eine gerade Anzahl, ebenfalls insbesondere zwei, von im Querschnitt jeweils kleineren Schubdüsen vorgesehen ist, die in Umfangsrichtung im gleichen Teilungsabstand hintereinanderliegend fest im Triebwerksgehäuse zueinander divergierend schräg nach hinten außen gerichtet eingebaut sind, und zwar abwechselnd jeweils eine kleinere Schbudüse und eine größere Schubdüse , wobei während des Startbetriebes sämtliche Schubdüsen tätig sind, dagegen während des Marschbetriebes nur die kleineren Schubdüsen in Funktion sind und dabei die größeren Schubdüsen nach außen hin gesperrt sind.

In Ausführung der Erfindung werden die Schubdüsen gesteuert durch einen auf dem Flugkörpergehäuse in Längsrichtung beweglich angeordneten Steuerschieber, der während des Startbetriebes hinter den Schubdüsen positioniert ist und am Ende des Startbetriebes bzw. zu Beginn des Marschbetriebes über die Schubdüsen vorgestellt wird und dabei den Gasaustritt für die größeren Schubdüsen sperrt, dagegen den Gasaustritt für die kleineren Schubdüsen durch mit diesen korrespondierende Fenster freigibt.

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In Ausgestaltung der Erfindung wird der vorgenannte Steuerschieber betätigt durch einen feststehenden zentralen Stellkolben mit einem Boden sowie mit einer nach vorn zeigenden, in der Flugkörperstruktur befestigten Kolbenstange und mit einer innenliegend vorgesehenen pyrotechnischen Einrichtung, und ferner durch einen auf dem Stellkolben gleitenden Stellzylinder mit vorn befindlichem Boden, der mit dem Boden des Stellkolbens einen Druckraum einschließt, welcher mit der pyrotechnischen Einrichtung über Gaszufuhrkanäle in Verbindung steht, wobei das hintere Ende des Stellzylinders mit dem Steuerschieber über radiale Verbindungsarme gekoppelt ist.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine kurze Bauweise bezüglich der Anordnung der Schubdüsen aus, deren schräg nach hinten außen gerichtete Abgasstrahlen eine heckseitige Installierung von empfindlichen Einrichtungen, wie einen Kommandoempfänger, erlauben. Der nur während der Marschphase in Aktion tretende Steuerschieber stellt ein mechanisch robustes Bauteil dar, der auch unter extremen Betriebsbedingungen funktionstüchtig bleibt, wobei für den Antrieb des Steuerschiebers eine nach außen hin geschützte, innenliegende Unterbringung vorgesehen ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen die

Fig. 1 den hinteren Teil eines Flugkörpers mit Raketenantrieb im Längsschnitt während des Startbetriebes,die

Fig. 2 die gleiche Darstellung wie nach Fig. 1, jedoch ist hierbei der Flugkörper um 90^Q um seine Längsachse geschwenkt und befindet sich im Marschbetrieb, die

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Fig. 3 und 4 Schnitte nach den Linien IH-III und IV-IV gemäß Fig. 1 und die

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V gemäß Fig.2.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind zwei Schubdüsengruppen vorgesehen, eine Schubdüsengruppe

nit größeren Schubdüsen 1 und 2, die in einer Längsebene A liegen, und eine Schubdüsengruppe mit kleineren Schubdüsen 3 und 4, die in einer Längsebene B angeordnet sind, die rechtwinklig zur erstgenannten Längsebene A gerichtet ist.

Die Schubdüsen 1 bis 4 verlaufen zueinander divergierend schräg nach hinten außen. Die Treibgase G werden in einer Brennkammer 5 durch Abbrand eines festen Treibstoffes 6 erzeugt. Anstelle eines einzigen festen Treibstoffes 5 für beide Betriebsphasen, die Startphase und die Marschphase, können auch zwei in ihrer Abbrandcharakteristik verschieden feste Treibstoffe in der Brennkammer 5 vorgesehen sein, ein vorderer fester Treibstoff 6a für den Startbetrieb und ein hinterer fester Treibstoff 6b für den Marschbetrieb, wie in Fig. 2 gezeigt.

Auf dem Flugkörpergehäuse 7 ist ein Steuerschieber 8 in Längsrichtung beweglich angeordnet, der während des Startbetriebes hinter den Schubdüsen 1 bis 4 positioniert ist, wie die Fig. 1 erkennen läßt*^Am Ende des Startbetriebes bzw. zu Beginn des Marschbetriebes wird der Steuerschieber S über die Schubdüsen 1 bis 4 vorgestellt, wobei er

nur
den Gasaustritt/für die größeren Schubdüsen 1 und 2 sperrt.

Gleichzeitig wird dabei der Gasaustritt für die kleineren Schubdüsen 3 und 4 durch zwei diametral gegenüberliegende Fenster 9 und 10 im Steuerschieber 8 ermöglicht (Fig. 2 und 5).

*) Hierbei sind alle vier Schubdüsen 1 bis 4 in Aktion.

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Der Antrieb des Steuerschiebers 8 erfolgt durch eine zentral angeordnete Verstelleinrichtung mit einem feststehenden Stellkolben 11, der eine nach vorn zeigende, in der Flugkörperstruktur 12 befestigte Kolbenstange 13 aufweist, und mit einem beweglichen Stellzylinder 14. Dessen Boden 14a und der Boden 11a des Stellkolbens 11 schließen einen Druckraum 15 ein, der mit der Pulverladung 16a einer pyrotechnisehen Einrichtung 16 über Gaszufuhrkanäle 17 in Verbindung steht. Das hintere Ende des Stellzylinders 14 ist mit dem Steuerschieber 8 über · radiale Verbindungsarme 18 gekoppelt, die in einer Längsnut 19 des Flugkörpergehäuses 7 gleiten.

Am Ende des Startbetriebes wird die pyrotechnische Einrichtung 16 gezündet. Beim Abbrand ihrer Pulverladung 16a gelangen die erzeugten Druckgase über die Zufuhrkanäle 17 in den Druckraum 15 und schieben dann über den Boden 14a den Stellzylinder 14 nach vorn, der über die Verbindungsarme 18 den Steuerschieber 8 mitnimmt. Dieser erreicht dann, wie in den Fig. 2. und 5 gezeigt ist, seine vordere Position, die den Marschflug definiert, wobei die Treibgase G nur noch über die kleineren Schubdüsen 3 und 4 und über die FensterVIO im Steuerschieber 8 ins Freie austreten können.

Claims

Vorrichtung mit mehreren Schubdüsen für Rückstoß- triebwerke von Flugkörpern

sprüche

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1.Vorrichtung mit mehreren Schubdüsen für RückstoBtriebwerke von Flugkörpern, zum Verstellen des Schubdüsenquerschnitt^; und zwar zum Vermindern des während des Startbetriebes größeren Schubdüsenquerschnitts in einen kleineren Schubdüsenquerschnitt für den Marschbetrieb, gekennzeichnet durch eine gerade Anzahl, insbesondere zwei, von jeweils im Querschnitt größeren Schubdüsen (1 und 2) und eine gerade Anzahl, ..benfalls insbesondere zwei, von im Querschnitt jeweils kleineren Schubdüsen (3 und 4), die in Umfangsrichtung im gleichen Teilungsabstand hintereinanderliegend fest in der Flugkörperstruktur (12) zueinander divergierend schräg nach hinten außen gerichtet eingebaut sind, und zwar abwechselnd jeweils eine kleinere Schubdüse (3 bzw. 4) und eine größere Schubdüse (1 bzw. 2).

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen auf dem Flugkörpergehäuse (7) in Längsrichtung beweglich angeordneten Steuerschieber (8).

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen feststehenden zentralen Stellkolben (11) mit einem Boden (lla) sowie mit einer nach vorn zeigenden, in der Flugkörperstruktur (12) befestigten Kolbenstange (13) und mit einer innenliegend vorgesehenen pyrotechnischen Einrichtung (16), und ferner durch einen auf dem Stellkolben (11) gleitenden Stellzylinder il4) mit vorn befindlichem üodea (14a), der mit dem Boden (Ha) des Stellkolbens (11) einen Druckraum (15) einschließt, welcher mit der pyrotechnischen Einrichtung (16) übor Gaszufuhrkanäle (17) in Verbindung steht, wobei das hintere Ende des Stellzylinders (14) mit dem Steuerschieber (8) über radiale Verbindungsarme (18) gekoppelt ist.

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