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"Strahltriebwerk für einen Flugkörper Die Erfindung betrifft ein
vorzugsweise als Hybridtriebwerk ausgebildetes Strahltriebwerk für einen Flugkörper
mit mindestens zwei bei ihrem Betrieb in unterschiedliche Ebenen ausblasenden Schubdüsen,
die wahlweise gleichzeitig oder zeitlich nacheinander wählbare Zeitintervalle lang
betreibbar und beim Erzeugen von gemeinsam oder getrennt auftretenden Längs oder
Querschublzäften zum Antrieb des Flugkörpers einsetzbar sind. Die Ebenen, in die
die Düsen ausblasen, schneiden sich vorzugsweise rechtwinklig, so daß mindestens
eine der Düsen in der Regel als Lä.ngsschubdüse und mindestens eine andere der Düsen
in der
Regel als Querschubdüse arbeitet. Bei zeitlich nacheinander
folgendem Betrieb der beiden unterschiedlich gerichteten Düsen folgt der Betriebsübergang
entweder zeitlich unmittelbar aufeinander oder mit zwischengeschalteten, in ihrer
Dauer wählbaren Pausen.
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Bei der Flugzielbekämpfung mittels Flugkörpern, die durch Strahltriebwerke
angetrieben sind, ergibt sich beispielsweise infolge durchgeführter Ausweschmanöver
des ZielobFkts häufig das Erfordernis sehr plötzlicher starker KursAnderungen der
Angriffsflugkörper, die erhebliche Querschubkräfte des jeweiligen StrahlbSebwerks
erfordern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strahltrtebwerk für
einen Flugkörper anzugeben, das wahlweise gemeinsam oder getrennt Längs- und Querschubkräfte
erzeugt, woboi die Querschubkraft wesentlich größer als diejenige Querschubkraft
bezüglich ihrer Längsschubkraft vergleichbarer bekannter Flugkörper ist, die bei
den bekannten Flugkörpern durch getrennte Korrekturstrahltriebwerke mit zugehörigen
Korrekturstrahldüsen erzeugt werden.
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Die Erfindung besteht bei einem Triebwerk der einleitend
genannten
Art darin, daß für alle der Schubdüsen ein gemeinsames System zum Erzeugen der Verbrennungsgase
vorgesehen ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, die Querschubdüsen des erfindungsgemäßen
Strahltriebwerks zumindest angenähert in der Querschnittsebene des Flugkörpers anzuordnen,
din durch den Flugkörperschwerpunkt verläuft. Ein Hybridtriebwerk nach der Erfindung
enthält zweckmaßigerweise in seinem System zum Erzeugen der Verbrennungagase mindestens
zwei unterschiedlich gerichtete Spritzköpfe, durch die flüssiger Oxydator auf den
Festtreibstoff des Triebwerks wahlweise bezüglich Menge, Dauer und Richtung spritzbar
ist, so daß der Abstand des Festtreibstoffes zeitlich und richtungsmäßig steuerbar
ist; hierbei ist das System zum Erzeugen der Verbrennungsgase vorteilhaft erweise
derart ausgebildet, daß innerhalb dessen Brennkammer die Verbrennungsgaee nach Maßgabe
der getroffenen Auswahls welche der Schubdüsen augenblicklich ausblasen soll (sollen),
gegebenenfalls mehrfach umlenkbar sind. Zu dem gemeinsamen System zum Erzeugen der
Verbrennungsgase bei einem Triebwerk nach der Erfindung gehören beispielsweise Drosselglieder
und Regelventile, mittels derer die den einzelnen
der Schubdüsen
zugeführten Verbrennungsgase mengenmäßig und zeitlich steuerbar sind, und diese
Drosselglieder und/oder Regelventile sind bis zu ihrer Öffnung zwockmäßigerweise
durch Sperrglieder, z. B. Schießmembranen, geschützt. Zweckmäßigerweise ist bei
einem Hybridtriebwerk nach der Erfindung die Gaserzeugung im Gasgenerator einer
Intervallaustreibung des flüssigen Oxydators angepaßt und besteht der Gasgenerator
torteilhafterweise aus mehreren Einzelerzeugern mit gemeinsamer Gasleitung, die
einseln oder gemeinsam wahlweise zum Erzeugen des Oxydator-Betriebsdrucks gezündet
werden können, Zur Verbesserung der Manövrierbarkeit des mit dem Triebwerk nach
der Erfindung angetriebenen Flugkörpers ist es weiterhin zweckmäßig, die Längs schubdüse
des Flugkörpers kardanisch zu lagern und zur partiellen Querschuberzeugung durch
entsprechende Ausrichtung mit heranzuziehen.
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Anhand der Abbildung und des darin gezeigten Ausführungsbeispiels
der Erfindung werden Einzelheiten derselben in folgenden näher beschrieben.
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Dem Schnitt A (linke Bildseite) ist die Funktion der Längsschuberzeugung,
dem Schnitt B (rechte Bildseite) die Funktion der Querschuberzeugung entnehmbar.
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Das gezeigte Triebwerk enthält einen Gaserzeuger i, der selbst aus
mehreren Einzelpatronen besteht, einen Tank 2 für einen flüssigen Oxydator und un
jeweils 900 gegeneinander versetzte Querscbjibtriebwerke. Jedes dieser Querschubtriebwerke
enthält eine Kammer 3 und eine Querschubdüse 4. Eine Brennkammer 12, deren Kopf
mit 9 bezeichnet ist und die einen Festbrennstoff 13 enthält, steht über vier Verbindungskanäle
7 mit den vier Querschubtriebwerken in Verbindung. In jedem dieser Verbindungskanäle
befinden sich Schießmembranen 8 und eine Drosselklappe 6.
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Die Zufuhr des flüssigen Oxydators aus dem Tark 2 zur Brennkammer
12 erfolgt über ein Einspritsorgan und ist durch ein Hauptregelventil 5 regelbar,
Das genannte Einspritzorgan besteht aus einem oberen Einspritzkopf 10 einem Förderrohr
11 und einem an dieses Förderrohr anschließenden unteren Einspritzkopf 14* Im Gehäuse
des unteren Einspritzkopfes 14 ist ein Umsteuerventil 15, mit dem ein D(isenverschlußteil
18 für die mit 19 bezeichnete Längsschubdüse verbunden ist, beweglich angeordnet.
Durch eine Arretierung i6 ist das Umsteuerventil 15 und damit auch das Düsenverschlußteil
in Verschlußposition arretierbar. Durch Betätigung einer kombinierten Auslöse- und
Hubeinrichtung 17 kann das Düsenverschlußteil 18 zusammen mit
dem
Umsteuerventil 15 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden.
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Bei geschlossenem Umsteuerventil 15 wird nur aus dem oberen Spritzkopf
10, bei geöffnetem Umsteuerventil 15 gleichzeitig aus dem oberen und dem unteren
Spritzkopf 10 bzw, i4 Oxydator in die Brennkammer 12 eingespritzt. In der Abbildung
nicht dargestellt ist die Möglichkeit, die Einspritzung 8o zu steuern, daß bei geschlossenem
Umsteuerventil 15 nur der obere Spritzkopf 10 und bei geöffnetem Umsteuerventil
15 nur der untere Spritzkopf 14 in Funktion ist.
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Das nach Zündung des Gaserzeugers 1 entstehende Druckgas setzt zunächst
den flüssigen Oxydator im Tank 2 unter Druck.
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Das im Schnitt A der Abbildung geschlossen dargestellte Hauptregelventil
5 öffnet. Seine Querschnittseröffnung bestimmt die gewünschte Schubgröße. Flüssiger
Oxydator tritt in das durch den Kegel des Umsteuerventils 15 unten verschlossene
Förderrohr 11 ein und tritt durch die Spritz bohrungen des oberen Einspritzkopfes
10 aus. Das bei der Reaktion mit dem Festbrennstoff 13 entstehende Gas strömt über
die Längsschubdüse 19, die zwecks Steuerungsunterstützung des Flugkörpers kardanisch
gelagert sein kann, aus.
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Damit wird Schub in Längsrichtung erzeugt. Die Schubgröße
wird
durch die Querschnittseröffnung des Hauptregelventils 5 und damit durch Mengenregelung
des eingespritz ten Oxydators bestimmt. Das Umsteuerventil 15 im Gehäuse des unteren
Spritzkopfes 14 ist geschlossen, Dieser Betriebszustand des Triebwerkes ist im Schnitt
A veranschaulicht.
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Im Schnitt B der Abbildung ist der Vorgang der Querschuberzeugung
dargestellt: Bei dem Betriebszustand Längsschuberzeugung (Schnitt A) wird durch
Betätigen der kombinierten Auslöse- und Hubeinrichtung 17 die Arretierung 16 des
Umsteuerventils 25 gelöst. Durch den Druck des Oxydators auf den Kolben des Umsteuerventils
15 öffnet dieses. Mit dem Öffnen des Umsteuerventils wird gleichzeitig das mit diesem
starr verbundene Düsenverschlußteil 18 betätigt, das die Längsschubdüse 19 verschließt.
Aus dem geöffneten unteren Spritzkopf 14 tritt Oxydator in die Brennkammer ein und
beaufschlagt die untere Partie des Festbrennstoffes 13. Gleichasitig mit dem Betätigen
der kombinierten Auslöse- und Hubeinrichtung 17 werden alle vier Schießmembranen
8, welche die Verbindungskanäle 7 am Brennkammerkopf 9 verschließen, gesprengt.
Die Drosselklappe 6 in einem der vier Querschubtriebwerke, das für die Querschuberzeugung
ausgewählt
wurde, wird geöffnet. Die Strömungsrichtung in der Brennkammer kehrt sich um, und
es wird nun ausschließlich Querschub erzeugt, In Verbindung mit der Stellung des
Hauptregelventils 5 wird SchubgröAe und Schubdauer dieses ausgewählten Querschubtriebwerkes
bestimmt. Nach Beendigung des Querschubes schließt die Drosselklappe6 unter gleichzeitigem
Schließen des Hauptregelventils 5, Wird eine weitere Bahnkorrektur erforderlich,
so wird analog, wie vorstehend beschrieben, ein anderes Querschubtriebwerk bei gleichzeitiger
Öffnung des Hauptregelventils 5 durch Öffnen der entsprechenden Drosselklappe 6
in Betrieb genommen. Es kann, wenn die Schubkomponente zwischen zwei dieser Querschubtriebwerke
liegt, ferner eine Öffnungskombination von zwei oder mehreren evtl. zeitunterschiedlich
gesteuerten Querschubtriebwerken gewählt werden.
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Zum Schutz der Spritzköpfe 10 urd i4 vor Überhitzung und Verunreinigung
ist jeweils vor dem eigentlichen Spritzkopf zweckmäßigerweise eine Bypaßeinspritzvorrichtung
20 vorgesehen. Nach Anheben des Düsenverschlusses 18 und Einschalten des oberen
Spritzkopfes i0 nach einer Querschuberzeugung kann wieder auf Heckschub über die
Längsschubdüse 19 zurückgeschaltet werden.
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Bei allen Einspritzvorgängen über den oberen und unteren Einspritzkopf
10 und i4 kann mittels des Hauptventils 5 die Menge des Oxydators geregelt werden
und somit die Schubgröße der verschiedenen Triebwerke durch Eröffnungastellung dieses
Hauptregelventils 5 bestimmt werden, Diesen Anforderungen muß die Gaserzeogung im
Gaserzeuger 1 entsprechend angepaßt sein