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Einrichtung an Flugkörpern zum Abwerfen von Lasten Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung an Flugkörpern zur Befestigung und zum Abwerfen von Lasten. Unter
»Flugkörper« sind vor allem Luftfahrzeuge der Gattung zu verstehen, bei welcher
die Beschleunigung vom Start weg durch ein Triebwerk oder ein oder mehrere Hilfstriebwerke
(sogenannte Servomotoren) erfolgt, das, beziehungsweise die, nachdem sie aufgehört
haben, auf das Luftfahrzeug eine Vorschubkraft auszuüben, abgeworfen werden müssen.
Der Ausdruck »Triebwerk« umfaßt auch derartige Servotriebwerke. Der Ausdruck »Flugkörper«
umfaßt Aeroplane, aber auch Geschosse. Als Triebwerke können Raketen, aber auch
andere Antriebsvorrichtungen dienen; der Flugkörper kann mit einem oder mehreren
Triebwerken ausgerüstet sein.
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Der von dem Servotriebwerk oder den Servotriebwerken ausgeübte Schub
beschleunigt den Flugkörper bis zu seiner gewünschten Fluggeschwindigkeit rascher,
als dies der Fäll wäre, wenn er nur seinen eigenen, normalen Antrieb hätte. Die
Hilfstriebwerke sind nur mit einer begrenzten Menge Brennstoff ausgerüstet; wenn
dieser Brennstoff aufgebraucht ist, werden die Hilfstriebwerke nicht mehr benötigt;
ihr Luftwiderstand würde die Geschwindigkeit des Flugkörpers verringern. Es sind
daher Einrichtungen vorgeschlagen worden, die es ermöglichen, die Hilfstriebwerke
nach Beendigung ihrer Wirksamkeit von dem Flugkörper abzuwerfen. Bei einer bekannten
Einrichtung sind die Hilfstriebwerke mechanisch an dem Flugkörper befestigt, und
zwar so, daß jedes derselben für sich in dem Augenblick, in dem es aufhört, wirksam
zu sein, relativ zu dem Flugkörper eine Bewegung nach rückwärts, also entgegen der
Flugrichtung, ausführt. Diese Bewegung schließt einen Schalter in einem Stromkreis,
der eine Auslösevorrichtung steuert: wenn alle Schalter geschlossen sind, dann tritt
die Auslösevorrichtung in Tätigkeit mit der Folge, daß alle Hilfstriebwerke gleichzeitig
abgeworfen werden.
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Nach der Erfindung erfolgt dass Ausklinken der Lasthalterung an dem
Flugkörper unmittelbar durch die Relativbewegung der Last gegenüber dem Flugkörper;
unmittelbar heißt, daß die vorerwähnte mittelbare elektrische Auslösung in Wegfall
kommt.
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Die Erfindung besteht dabei darin, daß die vordere Befestigung direkt
durch die relative Rückwärtsbewegung.der Last lösbar ist und daß die hintere Befestigung
einen an der Last mittels einer Gleitführung angebrachten Arm aufweist, der an einen
Kupplungsteil des Flugkörpers derart angreift, daß er erst ausklinkt, wenn die vordere
Befestigung schon ausgeklinkt und der vordere Teil der Last hierbei eine Bewegung
nach außen von dem Flugkörper weg ausgeführt hat. Der Arm stützt mit seinem freien
Ende schwenkbar gegen ein Widerlager des Kupplungsteiles und greift mit einem Bolzen
in einen hakenförmigen Teil des Kupplungsteiles ein, .so daß er nach Ausklinken
:der vorderen Befestigung zunächst um dieses Widerlager schwingt und anschließend
der Bolzen aus dem Halterungshaken austritt. Zweckmäßig weist die vordere Befestigung
einen starr an der Last angebrachten Arm auf, der beidseitig gegen den Flugkörper
abstützende und die Last gegenüber dem Flugkörper stabilisierende Ansätze besitzt.
Diese seitlichen Ansätze können den Flugkörper umschließen, und aneinanderstoßende
Ansätze benachbarter Arme können an den Stoßstellen durch Kupplungsorgane verbunden
sein, die bei der Bewegung des vorderen Endes der Last nach außen von dem Flugkörper
weg gelöst werden. Zweckmäßig ist ein von dem Flugkörper getragener Kolben -vorgesehen,
der im Sinne einer das Ausklinken der vorderen Befestigung bewirkenden Rückwärtsbewegung
federbelastet ist. Daneben ist eine diese Bewegung verhindernde, lösbare Verriegelung,
z. B. ein Abscherstift, vorgesehen.
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Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel .der Erfindung. Es stellen
dar: Fig. 1 im Aufriß zwei miteinander gekuppelte Körper, deren einer von dem anderen
abgeworfen werden soll, Fig. 2 einen Teil der Kupplung zwischen den beiden Körpern,
Fig. 3 den Schnitt nach Linie 3-3 zu Fig. 2, Fig.4 eine Teilansicht zu Fig.3 in
Richtung des Pfeiles 4 dieser Figur, Fig. 5 .den anderen Teil der Kupplungseinrichtung.
In
Fig. 1 ist 10 der Körper eines Luftfahrzeuges, mit welchem ein Servotriebwerk 11
verbünden ist, das abgeworfen werden soll, wenn seine Antriebskraft auf das Fahrzeug
aufhört.
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Normalerweise ist eine Mehrzahl von Servotriebwerken 11 rund um den
Körper 10 herum angeordnet; jedes dieser Servotriebwerke ist mit dem Fahrzeug 10
durch eine vordere Befestigungseinrichtung 12 und eine rückwärtige Befestigungseinrichtung
13 verbunden. Die Fahrtrichtung des Körpers 10 ist mit 14 bezeichnet.
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Jedes Triebwerk 11 umfaßt einen zylindrischen Körper mit einer stromlinienförmigen
Spitze 15 und ist an diesem Ende mit einem kleinen Flügel 16 versehen, der in solchem
Winkel steht, daß er während des Fluges auf das Triebwerk 11 eine Kraft ausübt,
die nach rückwärts, entgegen der Flugrichtung und nach außen von dem Fahrzeug 10
weg gerichtet ist. Am rückwärtigen Ende des Triebwerkes 11 befindet sich ein zweiter
Flügel 17, der bei Vereinigung des Triebwerkes mit .dem Luftfahrzeug den Anstellwinkel
Null hat. Soll das Triebwerk 11 abgeworfen werden, so wird zuerst die vordere Befestigung
12 gelöst; der Flügel 16 bewirkt dann ein nach außen Schwenken des vorderen Teiles
weg von dem Fahrzeug 10; der rückwärtige Flügel 17 wird dabei wirksam und übt einen
nach auswärts gerichteten Schub auf das rückwärtige Ende des Triebwerkes 11 von
dem Flugkörper 10 weg aus.
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Die Flügel wirken .auf das Triebwerk im Sinne der Entfernung desselben
von dem Flugkörper 10 mit einer Kraft, die erheblich größer ist als das Gewicht
des Triebwerkes.
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Die nach außen gerichtete, am vorderen Ende 15 des Triebwerkes wirksame
Kraft kann unterstützt oder ergänzt werden durch .die aerodynamnische Kraft, die
der Luftstrom auf eine geneigte Oberfläche des Körpers des Triebwerkes erzeugt;
diese geneigte Oberfläche wird gewonnen durch Versetzen der Nase gegenüber der Längsachse
des Triebwerkes, so daß die Nase dem Körper 10 näher ist als diese Achse. Durch
diese Anordnung ist es möglich, die gesamte, nach außen gerichtete Kraft zu erzeugen,
so daß die Flügel 16 unter Umständen wegfallen können.
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Die vordere Befestigungseinrichtung 12 ist in den Fig.2, 3 und 4 im
einzelnen gezeigt. Sie besteht aus einem Arm, der an dem Triebwerkkörper 11 starr
angebracht ist und an seinem freien Ende einen T-förmigen Kopf 18 und gegenüber,
also an oder Hinterkante, einen Stützansatz 19 aufweist. Das Fahrzeug 10 ist mit
einer Mehrzahl T-förmiger Ausnehmungen 20, je einer pro Triebwerk, versehen; der
engere Hals 21 der T-förmigen Ausnehmung ist nach vorn gerichtet, und die Abmessungen
der Ausnehmung sind so, daß der Kopf 18 durch den Querschenkel der T-förmigen Ausnehmung
eingesetzt und dann so verschoben werden kann, daß der Arm 12 in den verengten Teil
21 der T-förmigen Ausnehmung tritt, wobei der Kopf 18 :die Innenoberfläche der Wandung
des Flugkörpers 10 hintergreift, wie in Fig. 3 gezeigt. Der Kopf 18 bildet im Zusammenwirken
mit der Wandung des Flugkörpers 10 eine bajonettverschlußartige Verbindung.
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Der Ansatz 19 stützt gegen die Außenoberfläche der Wandung des Flugkörpers
10 ab und erstreckt sich bei 22 auf einen Teildes Umfanges dieses Körpers so weit,
daß sich die Abstützansätze benachbarter Arme 12 stirnseitig berühren. Die teilkreisförmigen
Erweiterungen 22 sind an ihrer Außenaberfläche mit Ausnehmungen versehen, derart,
daß die Ausnehmungen benachbarter Ansätze 22 fluchten und eine Nut zur Aufnahme
von Keilen 23 bilden, mittels welcher die Arme 12 zusammengeschlossen werden können
(Fig. 3 und 4). Wenn die Köpfe 18 in die Kupplungsstellung gebracht sind, dann ist
jedes Triebwerk mit dem Flugkörper vereinigt, gleichgültig, ob sich das Triebwerk
unter, über oder seitlich befindet.
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Im Inneren des Fahrzeugkörpers 10 ist ein Kolben 24 vorgesehen, der
durch eine Feder 25 gegen die T-förmigen Ausnehmungen 20 gedrückt wird, so daß der
Kolbenrand auf die inneren Enden der Arme 12 wirkt. Zur Vereinigung der Triebwerke
mit dem Fahrzeug wird die Feder entspannt, so daß .der Kolben 24 zurückgezogen werden
kann; dies geschieht durch Abschrauben des Teiles 26, der das Widerlager für die
Feder bildet.
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Die rückwärtige Befestigung 13 (Fig. 1) ist im einzelnen in Fig. 5
dargestellt. Das Servotriebwerk 11 ist mit Ohren 27, 28 versehen, die im Abstand
zueinander liegen und Lager für einen Bolzen 29 bilden, der parallel zu den Längsachsen
des Triebwerkes und des Fahrzeugkörpers liegt. Auf dem Bolzen 29 sitzt eine Büchse
30, deren Länge kleiner ist als der Abstand zwischen den Ohren 27, 28, so daß sie
sich von einer neutralen Mittelstellung aus nach beiden Seiten bewegen kann. Der
Arm 13 ist an der Büchse befestigt, zweckmäßig mittels einer Schraubverbindung,
die das Einjustieren der Stellung gestattet. Der Arm 13 trägt einen oder mehrere,
seitlich vorstehende Bolzen 31 und läuft in eine abgerundete Zunge 32 aus. Die vordere
Kante des Armes 13 setzt sich zusammen aus einer ebenen Stirnkante 33 und einer
abgerundeten Schulter 34. Die rückwärtige Kante 35 des Armes 13 ist geradlinig,
mit Ausnahme des abgerundeten Endes 32.
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An dem Fahrzeugkörper 10 sind eine oder mehrere Nocken oder Kurvenplatten
36 befestigt, die zwei Steuerkurven 37 und 38 aufweisen. Die Steuerkurve 38 verläuft
nach innen unter einem Winkel von 65° und geht über in einen parallelwandigen Schlitz
41, der .dem Bolzen 31 entspricht. Die vordere Kante der Steuerkurve entspricht
der Form des Armes 13, wie bei 33, 34 angedeutet. Wenn die Teile in der Stellung
der Fig. 5 vereinigt sind, dann liegt der Bolzen 31 bajonettverschlußartig un dem
hakenförmigen Teil 40 an. Infolge der Verlängerung des Armes 13 über den Bolzen
31 bis zu der abgerundeten Nase 32 kann der Bolzen 31 aus dem Haken 40 nur durch
eine Winkelbewegung des Armes 13 um das Ende 32 als Schwenkpunkt ausgeklinkt werden;
und eine entsprechende Winkelbewegung .entgegengesetzter Richtung ist zum Einklinken
erforderlich.
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Zum Ansetzen eines Servotriebwerkes an den Flugkörper wird dieses
zu letzterem so gestellt, daß zuerst die rückwärtige Verbindung oder Befestigung
zustande kommt, wobei das rückwärtige Ende des Triebwerkkörpers zunächst dein Flugkörper
näher liegt, als das vordere Ende und die Längsachse des Triebwerkkörpers zu jener
des Flugkörpers m einem Winkel steht, der etwas größer als 20° ist. Das abgerundete
Ende des Armes 32 gleitet längs der Steuerkurve 38, der Bolzen 31 längs der Steuerkurve
37, was erreicht wird durch Bewegung des rückwärtigen Endes des Triebwerkes gegen
den Fahrzeugkörper zu, wobei ersteres so verschwenkt wird, daß die Neigung gegenüber
dem Flugkörper abnimmt. Wird diese Bewegung genügend weit fortgesetzt, dann tritt
der Arm 12, wie oben erläutert, in die T-förmige Ausnehmung 20 ein; der ganze Trie-bwerkkörper
wird dann nach vorn bewegt, so daß der Kopf 18 :die Wandung des Flugkörpers beidseitig
im Bereiche des schmalen Teiles der
T-förmigen Ausnehmung hintergreift.
Während dieser Axialbewegung des Triebwerkkörpers nimmt die rückwärtige Verbindungseinrichtung,
bestehend aus dem Bolzen 31 und dem Haken 40, die Stellung der Fig. 5 ein; die erwähnte
Axialbewegung ist .dadurch ermöglicht, daß die Büchse 30 auf dem Bolzen 29 gleitet;
der Arm 13 wird hierbei stets im rechten Winkel zur Achse des Bolzens 29 gehalten.
Die Abmessungen der T-förmigen Ausnehmung der vorderen Befestigungseinrichtung und
die Verbindungsteile der rückwärtigen Befestigungseinrichtung sind so, daß das Triebwerk
in einer Stellung gehalten wird, in welcher die Büchse 30 :eine Mittellage auf dem
Bolzen 29 einnimmt und zwischen den Enden der Büchse und den Ohrenlagern 27, 28
nach beiden Richtungen Spiel ist. Die anderen Triebwerkaggregate werden in gleicher
Weise in Stellung gebracht und an ihren vorderen Enden aufeinander eingerichtet,
so daß die Ausnehmungen in den Abstützansätzen fluchten und die Keile 23 eingetrieben
werden können. In dieser Stellung nimmt jede Büchse 30 auf ihrem zugehörigen Bolzen
31 eine Mittellage ein; diese wird durch einen Abseherstift 42, der den Arm 13,
die Büchse 30 und den Bolzen 29 durchsetzt, gesichert. Auf diese Weise sind der
Fahrzeugkörper und die Servotriebwerke für den Transport :und die Handhabung beim
Start oder Abschuß gegeneinander verriegelt.
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Um den Flug- oder Fahrzeugkörper zu starten oder abzuschießen, wird
er auf eine Abschußrampe gebracht, die beispielsweise aus zwei geneigten Schienen
in solchem gegenseitigen Abstand :besteht, daß vorderseitige und rückseitige Füße
zweier diametral gegenüberliegender Triebwerkkörper längs dieser Schienen gleiten
können. Am unteren Ende der Schienen befindet sich ein Anschlag, gegen welchen die
rückwärtigen Füße der beiden geführten Triebwerkaggregate anliegen können. Der Abschuß
wird eingeleitet durch Anlassen des Haupttriebwerkes, wenn ein solches verwendet
wird, und auch durch Anlassen der Hilfs- oder Servotriebwerke 11. Diese können aus
Raketen bestehen, die gezündet werden, wenn das Haupttriebwerk angelassen ist. Jedes
Servotriebwerk 11 übt augenblicklich einen kräftigen Vorwärtsschub aus, wodurch
der Abscherstift 42 gebrochen wird, so daß der Servotriebwerkkörper nunmehr frei
wird im Sinne der Vorwärtsbewegung im Verhältnis zu dem Fahrzeugkörper, bis das
Augenlager 27 (Fig. 5) an dem Ende der Büchse 30 anliegt und den Vorschub über diese
auf den Arm 13 und über den Bolzen 31 und andere zugehörige Teile auf den Fahrzeugkörper
.ausübt. Diese Vorwärtsbewegung des Triebwerkkörpers verschiebt auch die vordere
Befestigungseinrichtung 12, bis diese das Ende des schmalen Teiles 21 der T-förmigen
Ausnehmung erreicht; :der Kolben 24 drückt dabei die Felder 25 zusammen. Die Richtung
der Kräfte an jedem Befestigungspunkt ist so, daß :eine Trennung der Triebwerkaggregate
von dem Fahrzeugkörper so lange verhindert wird, als erstere einen Schub auf letztere
ausüben. Der Fahrzeugkörper und die an ihm befestigten Triebwerke verlassen die
Abschuß- oder Startrampe als Einheit und bleiben eine solche so lange, als die Triebwerkaggregate
einen Vorwärtsschub auf den Fahrzeugkörper ausüben. Wenn die Triebwerkaggregate
ihren Brennstoffvorrat verbraucht haben, dann hört der von ihnen auf das Fahrzeug
ausgeübte Vorschub auf, und es wird nunmehr der aerodynamische Schub in entgegengesetzter
Richtung relativ zu dem Fahrzeugkörper wirksam. Da die Abscherstifte 42 gebrochen
sind, so sind die Triebwerkaggregate frei und bewegen sich, weil durch die Keile
23 zusammengeschlossen, gemeinsam nach rückwärts. Der Zusammenschluß der Triebwerkaggregate
ist notwendig, da sie nicht alle gleichzeitig .aufhören, treibend zu wirken; auch
kann .es vorkommen, daß eine Rakete ausfällt. Der Abwurf eines einzigen Triebwerkaggregates
würde das Gleichgewicht der Anordnung stören, wie das auch beim Abwurf der Servotriebwerke
zu verschiedenen Zeiten der Fall wäre; der Flugkörper würde dann von seinem festgesetzten
Kurs abkommen. Aus .diesen Gründen ist es erforderlich, daß alle Triebwerkkörper
gleichzeitig ausgeklinkt und abgeworfen werden.
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Wenn sich die Triebwerkaggregate relativ zu dem Fahrzeugkörper nach
rückwärts bewegen, dann erreicht der Kopf 18 der vorderen Befestigungseinrichtung
12 eines jeden dieser Aggregateden vergrößerten Teil der T-förmigen Ausnehmung 20
und wird so freigegeben, und zwar .dadurch, daß der Flügel 16 am vorderen Ende des
Triebwerkaggregates einen kräftigen Schub desselben von dem Fahrzeugkörper weg ausübt.
Das Servotriebwerk schwingt dann um die abgerundete Nase 3-2 (Fig. 5) nach auswärts;
dabei hakt der Bolzen 31 aus dem Haken 40 aus, sobald der Schwenkwinkel groß genug
ist, gemäß obigem ungefähr 20°. Diese Schwingbewegung .des Servotriebwerkaggregates
läßt nunmehr auch den Flügel 17 am rückwärtigen Ende wirksam werden; .dieses Ende
erfährt ebenfalls :einen Schub von dem Fahrzeugkörper weg. Da letzterer zu dem Zeitpunkt,
in welchem die Servotriebwerke unwirksam geworden sind, seine höchste Geschwindigkeit
erreicht hat, ist der an den Flügeln ausgeübte Schub sehr stark; jedes Triebwerkaggregat
fällt rasch von dem Fahrzeugkörper ab, so daß Kollisionen mit :irgendeinem Teil
des Fahrzeugkörpers nicht stattfinden können :und .dieser seinen Flug ohne Abweichung
von dem vorgeschriebenen Kurs vollkommen frei fortsetzen kann.
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Das erläuterte Beispiel bezieht sich zwar auf den Abwurf von Servotriebwerken
von einem Luftfahrkörper; die Erfindung kann aber auch zum Abwerfen irgendwelcher
anderer Lasten Verwendung finden. In diesem Falle werden die abzuwerfenden Lasten
durch eine von Hand auslösbare Arretierung (statt durch einen Abscherbolzen) gesichert;
es ist .dann lediglich erforderlich, diese Arretierung zu lösen, um den Abwurf selbsttätig
durch die Rückwärtsbewegung der Last herbeizuführen. An Stelle der Verwendung eines
Abscherbolzens, der durch den von dem Triebwerkaggregat -erzeugten Vorschub ab:geschert
wird, kann irgendeine andere Sperr- oder Verriegelungseinrichtung Verwendung finden.
Voraussetzung ist lediglich, daß diese Einrichtung automatisch durch einen von dem
Triebwerk ausgeübten Vorschub gelöst wird.