DE1253111B - Verkleidung fuer Raketenwerfer - Google Patents

Description

DEUTSCHES ^g^Z^ PATENTAMT Deutsche Kl.: 72 c -16/05

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1253 111

Aktenzeichen: H 497411 c/72 c

1253 111 Anmeldetag: 17. Juli 1963

Auslegetag: 26. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft eine zerbrechbare Verkleidung für die Vorder- und Rückseiten von Raketenwerfern insbesondere solchen mit mehreren Abschußrohren, bestehend aus einem hohlen, im wesentlichen in Ogivalform ausgebildeten Gehäuse, dessen äußere Oberfläche glatt und den aerodynamischen Bedingungen angepaßt ist.

Raketenwerfer bestehen aus einem Gehäuse für eine oder mehrere Raketen, das an der Unterseite einer Tragfläche eines Flugzeuges angebracht wird. Das Gehäuse ist üblicherweise zylindrisch, kann aber auch eine Reihe von ebenen Seitenflächen aufweisen. Um den Luftwiderstand vor dem Abschuß beim Flug zu vermindern und eine glatte Luftströmung um das Gehäuse zu erhalten, ist es erforderlich, sowohl die Vorder- als auch die Rückseite des Raketenwerfgehäuses mit zerbrechbaren Verkleidungen zu versehen. Dies ist insbesondere bei den modernen schnellen Flugzeugen wichtig, die mit Schall- oder Überschallgeschwindigkeit fliegen. Die Verkleidungen müssen baulich ausreichend stark sein, um den heftigen auf sie wirkenden Luftdrücken zu widerstehen, und außerdem müssen sie die erforderlichen aerodynamischen Eigenschaften besitzen.

Beim Abfeuern der Raketen werden die Verkleidungen zerbrochen, und zwar die Vorderseitenverkleidung beim Durchgang der Rakete und die Rückseitenverkleidung durch den Luftstoß bzw. die Abgase der Rakete.

Es ist ein Behälter zum Transportieren von Raketengeschossen bekannt, der ein Bündel von parallelen Abschußrohren und eine die Rohrmündungen abdeckende kegelförmige Spitze aus zerbrechbarem Material aufweist. Beim Abschuß eines Raketengeschosses wird jeweils die das entsprechende Abschußrohr verschließende Abdeckung durchstoßen und ein Loch verursacht, das etwa dem lichten Querschnitt des Abschußrohres entspricht. Diese bekannte Lösung führt aber offensichtlich zu Schwierigkeiten, wenn man von der Kegelform auf die aerodynamisch erwünschte Ogivalform übergeht.

Ein in Ogivalform ausgebildetes, den aerodynamischen Bedingungen angepaßtes Gehäuse ist ebenfalls bekannt, und die Verkleidungen der beiden Enden bzw. der Vorder- und der Rückseite dieses Raketenwerfers bestehen aus einem verhältnismäßig leichten, dünnen Metall. Nach dem Abfeuern der Raketen werden diese Verkleidungen weggerissen. Dabei besteht die Gefahr, daß verhältnismäßig große Metallstücke, die zudem meistens sehr scharf sind, die Flugzeugaußenhaut beschädigen, wobei durch die Bruchstücke der Vorderseite die Tragflächenunter-Verkleidung für Raketenwerfer

Anmelder:

Hawley Products Company,
St. Charles, JU. (V.St.A.)

Vertreter:

Dipl.-Chem. I. Schulze, Patentanwalt,
Heidelberg, Gaisbergstr. 3

Als Erfinder benannt:

Peter Louis de Luca, Elgin, JU. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. Juli 1962 (212 944)

seite und durch die Bruchstücke der Rückseite die horizontalen Stabilisierungsflossen des Flugzeuges in Mitleidenschaft gezogen werden.

Aufgabe der Erfindung ist, eine zerbrechbare Verkleidung für die Vorder- und die Rückseite eines Raketenwerfers zu schaffen, der aus einem hohlen, im wesentlichen in Ogivalform ausgebildeten Gehäuse besteht, wobei die Verkleidung beim Abfeuern der Raketen in kleine, leichte Stücke zersplittert, die das Flugzeug nicht beschädigen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gehäuse aus mit einem brüchigen Harz imprägnierten Fasern besteht und dünne Wandbereiche aufweist, die sowohl in Längsrichtung als auch längs des Umfanges eines Querschnittes mit dickeren Wandbereichen abwechseln, die dickeren Wandbereiche Erhöhungen an der inneren Fläche des Gehäuses bilden, wobei die dünneren Bereiche viereckig und in der Nähe der Basis des Gehäuses im wesentlichen rechteckig sind und in der Nähe der Spitze des Konus konvergierende Seiten aufweisen, und diese dickeren Wandbereiche eine geringere Faserdichte aufweisen als die dünneren Wandbereiche sowie mit dem brüchigen Harz derart imprägniert sind, daß das relative Verhältnis Harz zu Faser in diesen Bereichen wesentlich größer ist als das Verhältnis Harz zu Faser in den dünneren Wandbereichen des Gehäuses.
Bei dieser Verkleidung für Raketenwerfer ist demnach in deren Innenwand ein festgelegtes Netz von schwächeren und stärkeren Bereichen vorgesehen. Dieses Netz kann als Gittermuster mit viereckigen

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schwächeren Bereichen ausgebildet sein, die von dickeren, also erhabenen Rippen umgeben sind, oder es kann Längssegmente aufweisen, die abwechselnd schwächer und stärker sind. Es ist einstückig mit der Gehäusewand ausgebildet und zumindest in Scheitelpunktnähe angeordnet. An den dickeren Stellen ist die Faserdichte geringer als an den dünneren Stellen. Daraus folgt, daß die mit einem brüchigen Harz imprägnierten Formteile an den Stellen mit geringerer Faserdichte leichter brechen, da diese Stellen spröder sind. Um weiter zu sichern, daß die Verkleidung in möglichst kleine Teilchen zerbricht, die das Flugzeug nicht beschädigen, ist das Gehäuse in Segmente eingeteilt, die sowohl in Längsrichtung als auch um den Umfang abwechselnd angeordnet sind. Dabei wechseln Abschnitte mit geringerer Faserdichte stets mit solchen größerer Faserdichte ab. Durch diese Ausbildung der Verkleidung ist gewährleistet, daß beim Abfeuern der Rakete das Gehäuse in sehr kleine Stücke, die nur wenige Gramm wiegen, zerbricht, die keinerlei Gefahr für den Rumpf oder sonstige Teile des Flugzeuges bilden und dieses nicht in irgendeiner Weise verletzen. Dabei ist berücksichtigt, daß der erfindungsgemäße Raketenwerfer in seiner äußerlich glatten Ogivalform den aerodynamischen Bedingungen weitgehend angepaßt und baulich stark genug ist, um den während des Fluges auf sie wirkenden beachtlichen Luftdrücken zu widerstehen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind, näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Ausführungsform einer Vorderseitenverkleidung;

F i g. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Verkleidung gemäß Fig. 1;

F i g. 3 ist eine Ausführungsform einer Rückseitenverkleidung;

F i g. 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform einer Vorderseitenverkleidung, und

F i g. 5 stellt Vorder- und Rückseitenverkleidung in Verbindung mit einem Raketenwerfer dar.

Vom aerodynamischen Standpunkt ist für Gehäuse von Raketenwerfern die Ogivalform erwünscht, da diese mit der nötigen Festigkeit sowie dem zweckmäßigen geringen Gesamtgewicht ausgebildet werden kann.

Vorzugsweise wird die Verkleidung aus mit Harz imprägnierten Holz-Zellulose-Fasern geformt. Natürlich kann aber auch jedes andere zweckmäßige Material zum Formen verwendet werden. Die Formstruktür wird vorzugsweise durch Anhäufen von Fasern aus einer wäßrigen Faseraufschlämmung auf ein poröses Sieb oder eine entsprechende Schablone und Pressen der Vorform hergestellt. Das Trocknen dieser Vorform kann beispielsweise zwischen beheizten Gegenstückmetallformen erfolgen, die der Gestalt des geformten Stückes angepaßt sind, wobei mindestens ein Teil dieser Metallform mit Löchern versehen und an ein Vakuum angeschlossen ist. Auf diese Weise wird durch das geformte Stück heiße Luft gesaugt und die Feuchtigkeit entfernt. Um festere Formkörper zu schaffen, können Gemische von geschnittenen Glasfaserbündeln und Zellulose mit Harzzusätzen aus wäßrigen Aufschlämmungen angehäuft werden, und zur Erhöhung der Naßfestigkeit kann auch Harz zugesetzt werden. Ein unter dem Namen Parez 607 bekanntes MeIaminformaldehyd ist ein für diesen Zweck geeignetes Harz, das in Mengen von 0,5 bis 1 1 1

5 Gewichtsprozent der Zellulosefaser verwendet wird. Solche Körper können beispielsweise 5 bis 95°/o Glasvorgespinst, 95 bis 5^e/o Zellulose, bezogen auf das Gesamtgewicht der Faser, und 5 bis 25% Harz, bezogen auf das Gewicht der Fasern enthalten. Auch andere Aufbaumaterialien können verwendet werden,

Eine bevorzugte Ausführungsform der Verkleidung ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt. Die einstückig geformte Faserverkleidung 1 weist eine glatte Außenfläche 2 auf, während die Innenseite mit einem Netz aus beiderseits senkrecht aufeinanderstehenden rückgratartigen Erhebungen, beispielsweise Rippen 3, 4, versehen ist, wie im weggebrochenen Teil in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Auf diese Weise wird ein Gittermuster mit etwa 25,80 cm² Faser (Viereck 5) mit einer Wanddicke von etwa 1,52 mm gebildet. Die umlaufenden Rippen sind etwa 6,35 mm breit und haben eine Wanddicke von etwa 3,05 mm. Dje schwächeren Bereiche dieser Netzstruktur sind viereckig, d. h., sie sind von vier Seiten durch Rippen umgeben und nahe der Basis des Konus im wesentlichen rechteckig, während sie gegen dessen Scheitelpunkt zu konvergierende Seiten aufweisen.

Eine abgeänderte Form des Netzes für die Gefügeschwäche ist in dem weggeschnittenen Teil der F i g. 3 dargestellt. Die Verkleidung 6 hat wie üblich eine glatte Außenfläche 7. Die Innenseite der Wand ist mit einer Reihe von zweierlei verschiedenen Längssegmenten versehen. Die erste Segmentart, beispielsweise Segment8, ist glatt und hat eine einheitliche Wanddicke von etwa 1,52 mm. Die zweite Art der Längssegmente, beispielsweise Segment 9, weist periodische Änderungen in der Dicke auf, und zwar mindestens etwa 1,52 mm bis höchstens etwa 2,28 mm, so daß ein regelmäßiges Stufenmuster entsteht, 1. B. Stufe 10.

F i g. 1 zeigt eine Vorderseitenverkleidung mit einheitlichem Aufbau, deren Netz eine systematisch angeordnete Gefügeschwäche über die gesamte innere Oberfläche aufweist. In der Praxis wird daher beim Abfeuern der Raketen die ganze Verkleidung in Stücke brechen.

F i g. 3 dagegen zeigt eine für die Rückseite bestimmte Verkleidung. Es handelt sich hier um eine dreiteilige Konstuktion, die aus einem Gehäuse 11 und Hohlabschnitten 12, 13 besteht, deren Wände vorzugsweise etwa 1,52 bis 1,78 mm dick sind, Das schwache Gefügenetz ist nur in dem Gehäuse 11 vorgesehen. Es ist ersichtlich, daß das Netz mit den schwächeren Bereichen aus sich längs erstreckenden zusammenlaufenden Bereichen zusammengesetzt ist, deren Querschnitt abwechselnd einheitlich und nicht einheitlich ist. Die nicht einheitlichen Bereiche haben quer verlaufende gestufte Abschnitte, die im Abstand von der Basis bis zum Scheitelpunkt des Konus angeordnet sind. Das Gehäuse 11 und die Abschnitte 12, 13 sind bei der Überlappung 14 verbunden, In der Praxis sprengt die Zündung des Abschusses der ersten Raketen das Gehäuse 11 in kleine Bruchstücke. Die Abschnitte 12,13 jedoch bleiben mit dem Raketenwerfer verbunden und lenken die entweichenden Gase und Trümmer eher in linearer als in radialer Richtung.

Die in F i g. 4 dargestellte Netzstruktur ist der in F i g. 3 gezeigten ähnlich, ausgenommen der Tatsache, daß hier eine Vorderseite dargestellt ist. Die Außenfläche 15 ist glatt. Die Segmente 16 sind dünn und im Querschnitt im wesentlichen einheitlich. Die

Claims (6)

Segmente 17 sind im Längsquerschnitt nicht einheitlich und weisen abwechselnd dicke Abschnitte 18 und dünnere Abschnitte 19 auf. F i g. 5 zeigt eine Vorderseitenverkleidung 20 und eine Rückseitenverkleidung 21, die an einem Raketenwerfer 22 durch ringförmige Klemmen 23 und 24 befestigt sind. Eine weitere Verbesserung des Bruchverhaltens der Verkleidungen ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Der Bereich a der Verkleidung 1 ist mit einem Phenolharz imprägniert, wodurch dieser Bereich a außergewöhnlich brüchig wird. Die Fasern des Bereiches b sind mit einer Polystyrollösung imprägniert, wodurch diese Fasern erheblich weniger brüchig sind als die Fasern des Bereiches a. Geeignete Imprägnierharze für den Bereich a sind beispielsweise die hitzehärtbaren Phenolformaldehydharze und Melaminformaldehydharze (z. B. eine 30 gewichtsprozentige Phenolformaldehydlösung, Warenzeichen Le Bee LP-90) in Isopropylalkohol. Ein anderes Beispiel ist Phenol- ao formaldehyd, Warenzeichen Resinox 594, 65 Gewichtsprozent in Wasser-Alkohol-Gemisch, auf 30 Gewichtsprozent unter Verwendung von Äthylalkohol, 2-Butanon oder Kombinationen davon verdünnt. Bei der Polystyrol-Imprägnierung wird vornehmlieh eine 14%ige Lösung von Harz in Toluol verwendet. Das bevorzugte Harz ist ein Copolymerisat von Styrol und geringen Mengen von Butadien (hoch stoßfestes Polystyrol). Ein anderes brauchbares Harz ist ein Terpolymerisat aus Styrol, Acrylnitril und Butadien. Außerdem ist auch polymerisiertes Methylmethacrylat verwendbar. Durch die unterschiedliche Brüchigkeit wird in der Praxis beim Abfeuern der Raketen aus dem Raketenwerfer der Bereich« sofort gesprengt, während der Bereich b erst dann zerstört wird, wenn die Rakete den Werfer verlassen hat und die Kraft der Abgase wirkt. Die zeitliche Verschiebung der Zerstörung der beiden Bereiche a und b ist aber so minimal, da Abschuß, Durchbruch und Rückstoß der Abgase nahezu augenblicklich erfolgen, daß der Bruch der Bereiche a und b praktisch gleichzeitig stattfindet. Die dünneren Stellen der Verkleidungen bestehen vorzugsweise aus verhältnismäßig stark verdichteten Fasern, während die dicken Stellen vorzugsweise eine verhältnismäßig geringe Dichte aufweisen. Demnach ist durch die Verteilung der Fasern in der Verkleidung vorher festgelegt, daß diese an den schwachen, also dickeren Stellen, mit geringer Dichte bricht. Die Festlegung der bestimmten Bruchstellen wird noch durch das Imprägnieren der Verkleidung mit Harz unterstrichen. Wegen der verhältnismäßig geringen Dichte in den dickeren Bereichen sammelt sich eine überschüssige Harzmenge in den dickeren Stellen an. Auf diese Weise treten, dank der durch die Gegenwart des überschüssigen Harzes hervorgerufenen Sprödigkeit, Scherbedingungen auf. Auf diese Scherbedingungen sowie auf die Brüchigkeit durch die Gegenwart des Harzes kann das Brechen der in Frage stehenden Bereiche in die gewünschten kleinen Bruchstücke von wenigen Gramm zurückgeführt werden. Die Wanddicke der Faserverkleidung variiert und ist von den baulichen Erfordernissen der besonderen gewünschten Gestalt abhängig. Kennzeichnend ist für die dünnen Bereiche eine Wanddicke von etwa 1,52 bis 1,77 mm, während die maximale Dicke etwa 2,28 bis 3,05 mm beträgt. Da durch die neuartige Ausbildung der Verkleidungen für die Vorder- und Rückseiten von Raketenwerfern beim Abfeuern der Rakete die entsprechenden Bereiche in sehr kleine Bruchstücke zerbrechen, ist die Gefahr der Beschädigung der Außenhaut von Flugzeugbauteilen auf ein Minimum herabgesetzt, wobei gleichzeitig die aerodynamisch erwünschte Ogivalform des Raketenwerfergehäuses beibehalten ist. Patentansprüche:

1. Zerbrechbare Verkleidung für die Vorder- und Rückseiten von Raketenwerfern, insbesondere solchen mit mehreren Abschußrohren, bestehend aus einem hohlen, im wesentlichen in Ogivalform ausgebildeten Gehäuse, dessen äußere Oberfläche glatt und den aerodynamischen Bedingungen angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 11) aus mit einem brüchigen Harz imprägnierten Fasern besteht und dünne Wandbereiche aufweist, die sowohl in Längsrichtung als auch längs des Umfanges eines Querschnittes mit dickeren Wandbereichen abwechseln, die dickeren Wandbereiche Erhöhungen an der inneren Fläche des Gehäuses (1, 11) bilden, wobei die dünneren Bereiche (5) viereckig und in der Nähe der Basis des Gehäuses (1) im wesentlichen rechteckig sind und in der Nähe der Spitze des Konus konvergierende Seiten aufweisen, und diese dickeren Wandbereiche eine geringere Faserdichte aufweisen als die dünneren Wandbereiche sowie mit dem brüchigen Harz derart imprägniert sind, daß das relative Verhältnis Harz zu Faser in diesen Bereichen wesentlich größer ist als das Verhältnis Harz zu Faser in den dünneren Wandbereichen des Gehäuses.

2. Verkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dickeren Bereiche (3, 4) innen an der Wand des Gehäuses (1) in Form von Rippen ausgebildet sind.

3. Verkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dickeren Bereiche (3, 4) innen an der Wand in Form von Stufen (10, 18) ausgebildet sind.

4. Verkleidung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Gehäuses von etwa 1,52 bis 3,04 mm beträgt.

5. Verkleidung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 11) im wesentlichen aus mit einem Phenolharz imprägnierten Cellulosefasern besteht.

6. Verkleidung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spitze umgebende Teil (a) des Gehäuses (1) mit einer Phenolharzlösung und der übrige, von der Spitze entfernt liegende Teil (ö) des Gehäuses (1) mit einer Polystyrollösung imprägniert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 1124 397;
USA.-Patentschrift Nr. 2 931 273.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1157 966.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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