Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festhalten eines Elements, das von einer pyrotechnischen Antriebsvorrichtung bei ihrer Zündung ausgestoßen wird. Sie gilt insbesondere für das Festhalten des hinteren Zünders eines Flugkörpers. Allgemeiner gilt sie für jede pyrotechnische Antriebsvorrichtung mit hinterem Ausstoß von Elementen wie dem Zünder, dem Sprengbolzen, dem Booster, den Fußplatten oder den Abdeckungen.

Bei der Phase der Zündung einer pyrotechnischen Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise des Triebwerks eines Flugkörpers, wird der Zünder des Triebwerks mit großer Geschwindigkeit nach hinten ausgestoßen und er besitzt eine kinetische Energie, so daß der Ausstoß sehr große menschliche oder materielle Schäden verursachen kann.

Um sich vor den herausgeschleuderten Elementen zu schützen, ist es denkbar, ein zur Munition externes System, "auf einer Rampe" genannt, anzuordnen, siehe das Dokument US-A-4 522 103. Jedoch weist ein derartiges System mehrere Nachteile auf. Einer dieser Nachteile liegt insbesondere beispielsweise daran, daß die Rampe nicht zu nah an den hinteren Teil der Antriebsvorrichtung aufgestellt werden kann. Da sie relativ entfernt ist, schlagen die Elemente mit einer um so höheren kinetischen Energie auf diese auf. Folglich muß die Rampe eine ausreichend große Masse aufweisen, da mehr Material nötig ist, um die Energie zu absorbieren. Daraus ergibt sich folglich ein sehr großer Aufwand an Servomechanismen zur Steuerung der Rampe. Außerdem gewährleistet die relativ große Entfernung der Rampe nicht immer ein zuverlässiges Auffangen der herausgeschleuderten Elemente.

Eine weitere Lösung kann beispielsweise im Unterdrücken der Ausstöße bestehen. Um hintere Ausstöße einer pyrotechnischen Antriebsvorrichtung zu vermeiden, ist es möglich, die Zündung ihres Triebwerks nach vorn zu bewirken. In diesem Fall, siehe das Dokument US-A-4426909, werden die pyrotechnischen Elemente zum Zeitpunkt der Montage des Flugkörpers integriert, wobei dies mit den Risiken einhergeht, die mit einer Handhabung und mit Tests von entsicherten explosiven Elementen, die in den Werken durchgeführt werden, verbunden sind.

Das Anbringen des Zünders am hinteren Teil des Triebwerks in der Endphase der Integration minimiert die pyrotechnischen Risiken insbesondere im Werk, führt jedoch zum Ausstoß von diesem zum Zeitpunkt der Zündung. Zusätzlich zu den entstehenden Flammen nehmen die Strukturen, die sich am hinteren Teil der Schießleitung befinden, wie zuvor erwähnt wurde, die Projektile auf, die von den ausgestoßenen Elementen gebildet werden. In Anbetracht ihrer großen Geschwindigkeit, die größer ist als 100 m/s, können diese eine kinetische Energie von mehreren Hundert Joule besitzen. Diese Projektile können folglich große Schäden an den benachbarten Strukturen verursachen, sogar Verletzungen an den Bedienpersonen, selbst wenn sie geschützt sind, insbesondere aufgrund der Risiken von Querschlägern, die unmöglich zu kontrollieren sind.

Um die Risiken, die mit dieser Art von pyrotechnischen Antriebsvorrichtungen verbunden sind, während der Abschußphase zu vermeiden, wobei die mit einem Zünden am hinteren Teil verbundenen Vorteile bewahrt werden, ohne eine Rampe zum Aufnehmen der ausgestoßenen Elemente zu verwenden, müssen diese Elemente durch eine Festhaltevorrichtung aufgefangen werden, die mit dem Behälter der Antriebsvorrichtung fest verbunden ist. Beim Einsatz beispielsweise an einem Flugkörper muß die Auffangvorrichtung insbesondere den folgenden Anforderungen genügen:

• – die pyrotechnischen Elemente müssen aufgefangen werden und während der Abflugphase des Flugkörpers, das heißt in einem Zeitintervall von ungefähr 0,2 Sekunden, gefangen gehalten werden;
• – die Düse und der hintere Teil des Flugkörpers müssen schnell von dem Flugkörper um ungefähr 100 mm beispielsweise in weniger als 5 ms gelöst werden, wobei der Weg jedoch muß mit den eingegangenen Lehren kompatibel bleiben muß;
• – die Auffangvorrichtung darf keine Verschlechterungen oder Störungen erzeugen, die zu einem Abschußversagen führen können, außerdem müssen die Festaltekräfte mit den Kompensationskapazitäten der Servomechanismen des Flugkörper-Abschußturms kompatibel sein;
• – sie muß in der Lage sein, die Belastungen der Umgebung der Munition, das heißt des Flugkörpers und seines Behälters, zu ertragen.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Herstellung einer Vorrichtung zu ermöglichen, die insbesondere die vorangehenden Anforderungen erfüllt, dazu hat die Erfindung als Gegenstand eine Vorrichtung zum Festhalten eines Elements, das von einer pyrotechnischen Antriebsvorrichtung ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Metallschale aufweist, die hinter der Düse der Antriebsvorrichtung angeordnet ist und das ausgestoßene Element aufnehmen soll, wobei die Schale durch starre, gekrümmte Verbindungen in Position gehalten wird, wobei die kinetische Energie des ausgestoßenen Elements die Schale und das aufgefangene Element mitreißt, und wobei die Bewegung der Gruppe durch die Verformung der starren Verbindungen gebremst wird.

Die Hauptvorteile der Erfindung liegen darin, daß sie es ermöglicht, eine Vorrichtung in Form eines geregelten Bausatzes, der zur Verwendung bereit ist, zu erhalten, daß die Vorrichtung an einer Antriebsvorrichtung zu dem Zeitpunkt angebracht werden kann, zu dem die pyrotechnischen Elemente abschließend integriert werden, daß die Vorrichtung unter sehr strengen Bedingungen funktionieren kann und daß sie eine sehr große Funktionssicherheit aufweist, daß die Vorrichtung an einem Flugkörper oder jeglicher anderen pyrotechnischen Antriebsvorrichtung angebracht werden kann, die bereits hergestellt, aber nicht mit einem System zum Festhalten ausgestattet ist, und daß die Herstellung und Montage der Vorrichtung wirtschaftlich sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zeigen sich mit Hilfe der folgenden Beschreibung, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen durchgeführt wird, die folgendes darstellen:

1 ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

2 das vorangehende Ausführungsbeispiel in einer Ansicht gemäß AA von 1, mit den Elementen eines pyrotechnischen Elements verbunden;

3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der ausgebreiteten Stellung;

4 ein mögliches Ausführungsbeispiel einer in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Schale;

5 das vorangehende Ausführungsbeispiel in einer Ansicht gemäß BB von 4.

Die 1 und 2 stellen ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, um den Zünder 1 einer pyrotechnischen Antriebsvorrichtung 3, beispielsweise eines Flugkörpers, bei der Phase der Zündung festzuhalten. Der Zünder besitzt tatsächlich einen Teil 101, der während seiner Einsatzphase schmilzt, wobei dieser Teil die pyrotechnische Ladung des Zünders ist, und einen festen Teil, der im wesentlichen seine Verbindungsvorrichtung 102 aufweist, durch die er durch ein Kabel, das nicht dargestellt ist, mit der allgemeinen Verbindungsvorrichtung des Flugkörpers verbunden ist. Eben durch dieses Kabel und diese Verbindungsvorrichtung 102 wird der Zündbefehl übertragen. Der Teil des Zünders, der ausgestoßen wird, ist eigentlich der Teil des Zünders, der fest bleibt, da seine pyrotechnische Ladung 101 für die Zündung verbraucht wird. Der Zünder 1 wird im allgemeinen mit einer Geschwindigkeit, die größer als 100 m/s ist, und folglich mit einer sehr großen Energie ausgestoßen. Im folgenden ist die betrachtete pyrotechnische Antriebsvorrichtung als Beispiel das Triebwerk eines Flugkörpers.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Metallschale 6 auf, die hinter dem Ausgang der Düse 2 des Flugkörpers 3 angeordnet ist. Der Querschnitt des Flugkörpers und die Schale sind im wesentlichen konzentrisch. Die Schale 6 ist insbesondere vorgesehen, um den Zünder 1 bei seinem Ausstoß nach hinten aufzunehmen. Ein Puffer 12 dient beispielsweise als Abstandsstück zwischen der Schale 6 und der hinteren Abdeckhaube 5 am Flugkörperbehälter 4. Die Schale wird mittels starrer, gekrümmter, beispielsweise metallischer Verbindungen 7 in Position gehalten. Diese gekrümmten Verbindungen weisen beispielsweise die Form von Schlangen auf. Sie liegen beispielsweise in einer Anzahl von drei vor. Im folgenden wird auf Schlangen Bezug genommen, aber jegliche andere Form von gekrümmten Linien bleibt möglich. Die Schlangen bestehen aus einem Material, das insbesondere einer sehr starken Wärme standhält , die insbesondere aus der Wirkung von Flammen entsteht. Eine Schlange 7 ist mit dem Behälter 4 durch einen Träger 8 verbunden. Die Befestigung eines Trägers am Behälter erfolgt beispielsweise durch eine Schraube 81. Eine Dichtheit dieser Befestigung wird durch ein zu den anderen Dichtungen des Behälters identisches Kleben erhalten.

Bei der Zündung des Flugkörpers 3 ruft das Auftreffen des Zünders 1 in der Schale 6 den Bruch der hinteren Abdeckhaube 5 hervor und gibt die Ausbreitung der erfindungsgemäßen Festhaltevorrichtung frei. Die kinetische Energie des Zünders 1 und der Druck der Gase, die von der Düse 2 kommen, reißen die Schale 6 und den von dieser letzteren aufgefangenen Zünder 1 mit. Die Bewegung der Gruppe wird durch die Verformung der Schlangen 7 gebremst, die sich im Verlauf dieser Bewegung strecken. Die gekrümmte Form der Schlange ermöglicht ihr, im Verlauf der Ausbreitung nur auf Zug zu arbeiten und somit Biegebrüche zu vermeiden. Das Material der Schlange weist jedoch beispielsweise eine geringe Bruchfestigkeit auf, um eine möglichst große Streckung zu erhalten. Dazu bestehen die Schlangen beispielsweise aus weichem Stahl.

Jede Schlange 7 wirkt mit der Schale 6 und mit ihrem Träger 8 am Behälter durch Gelenke zusammen, die die Risiken von parasitären Biegungen, folglich die Risiken von Brüchen durch diese Biegungen, minimieren. Dazu ist eine Schlange durch Lagerzapfen 9, 10 auf der Höhe ihres Trägers 8 und der Schale 6 angelenkt. Bei der Ausbreitung der Schlangen 7 sind diese in dieser Art und Weise gemäß einer Drehbewegung bezüglich der Schale und des Trägers ohne Risiko eines Biegebruchs beweglich, da die Drehbewegungen ihnen ermöglichen, sich im wesentlichen parallel zum Schub aufgrund des Ausstoßes des Zünders und aufgrund der Gase zu strecken. Die Gelenklagerzapfen 9, 10 sind beispielsweise senkrecht zu ihrer Drehachse mit einem Gewinde versehen, wobei die Enden der Schlangen dann in diese Löcher geschraubt sind. Für eine Schlange 7 schwingt der Lagerzapfen 9 des ersten Gelenks im Träger 8, der am Behälter befestigt ist, und der Lagerzapfen 10 des zweiten Gelenks schwingt in einer Muffe 11, die in der Schale 6 auf der Seite der Schale entgegengesetzt zum Zünder 1 eingeklemmt ist. Diese Schwingungen erfolgen entlang einer zur Tangente an der starren Verbindung 7 im wesentlichen senkrechten Achse am Punkt des Auftreffens dieser letzteren auf die Lagerzapfen.

3 stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben, in der ausgebreiteten Stellung dar, sobald die Zündung beendet ist. Der Zünder 1 wurde von der Schale 6 aufgefangen. Die Schlangen, von denen zwei von drei dargestellt sind, befinden sich in ihrer langgestreckten Stellung. Der Zünder wird durch die Schale 6 und die Schlangen 7, die selbst mit dem Behälter 4 durch ihr Gelenk an den Trägern 8 fest verbunden geblieben sind, festgehalten.

2 zeigt, daß die Verbindungsvorrichtung 102 des Zünders beispielsweise mit einer Glocke 13 versehen ist, die den Stoß beim Auftreffen des Zünders 1 auf die Schale 6 dämpfen soll. Um die Dämpfungswirkung zu steigern, ist die Glocke beispielsweise gespalten. Die Glocke 13 hilft außerdem zum Führen und zum Halten des Zünders 1 in der Schale und somit zum Vermeiden von Rücksprüngen. Das Übertragungskabel für den Zündbefehl, das nicht dargestellt ist, welches die Verbindungsvorrichtung des Zünders mit der allgemeinen Verbindungsvorrichtung des Flugkörpers verbindet, verläuft beispielsweise durch die Schale, um auch die Führung der Verbindungsvorrichtung 102 des Zünders in der Schale 6 zu erleichtern.

Die 4 und 5 stellen ein Ausführungsbeispiel der Schale 6 dar. 5 ist eine Schnittansicht gemäß BB von 4, wobei diese letztere eine Ansicht gemäß F von 5 ist. Die Form der Schale ermöglicht es insbesondere, das Auffangen und das Halten des Zünders während der Ausbreitungsphase zu erleichtern. Ihre Form besitzt außerdem aerodynamische Eigenschaften, die die Luftwiderstandskräfte minimieren sollen. Obwohl es dennoch einfacher wäre, ein massives Stück herzustellen, wurde zudem eine Schalenform, das heißt eine Rotationshohlkörperform 60, deren Öffnung dem Zünder 1 gegenüberliegt, übernommen, um das Gewicht der Schale zu optimieren, wobei diese nicht zu schwer sein darf, um sich schnell zu lösen.

Die Schale weist eine rotationssymmetrische Form auf und weist außerdem eine innere Trichterform 64 auf, um den Zünder 1 aufzunehmen. Der Abschnitt 61 der Schale weist eine abgerundete Spitze 62 gegenüber dem Zünder 1 auf. Ein zylindrischer Teil 68 ragt über ihre Basis 63 entgegengesetzt zu ihrer Spitze 62 hinaus als Beendung des Trichters 64, was das Halten des Zünders 1 in der Schale 6 insbesondere zuverlässiger macht. Die Abschnitte 65 der Schale 6, die von der Basis 63 bis zur Spitze 62 verlaufen, sind beispielsweise geradlinig.

Die Schale 6 weist Öffnungen 66 auf, um den Durchgang der Schlangen 7 und insbesondere den Durchgang der Enden der Schlangen, die an den Lagerzapfen 10 der Gelenke befestigt sind, zu ermöglichen. Ein Ring 67, der beispielsweise den vorstehend genannten zylindrischen Teil 68 der Schale umgibt, dient insbesondere zum Einklemmen der Muffen 11, die mit den Lagerzapfen 10 zusammenwirken. Der Ring 67 besitzt Einschnürungen 69, um die Muffen 11 durchzulassen, wobei diese später zwischen der Innenseite der Schale und den breiten Teilen des Rings 67 eingeklemmt werden. Die Montage einer Muffe 11 und dann einer Schlange 7 kann folglich beispielsweise durch Anordnen der Muffe zwischen dem Ring 67 und der Innenseite der Schale, indem sie ihr mit Gewinde versehenes Loch gegenüber der Öffnung 66 der Schale darlegt, dann durch Schrauben des Endes der Schlange 7 in dieses mit Gewinde versehene Loch durch die Öffnung 66 erfolgen. Außerdem stellt die Muffe 11 eine gute Dichtheit der Gelenke sicher. Dies vermeidet insbesondere eine sogenannte Kaminwirkung, das heißt den Durchtritt der Flamme bei der Zündung, dies vermeidet folglich lokale Schmelzvorgänge und ermöglicht ein Halten in der Flamme des Triebwerks für eine Dauer, die länger als 200 ms ist. Die Dicke des Abschnitts 61 der Schale ermöglicht gleichzeitig, ihr Gewicht zu minimieren, um schnell gelöst zu werden, wie es vorstehend angegeben wurde, und ihr einen mechanischen und thermischen Halt zu verleihen. Da die Schale aus Stahl besteht, liegt ihre Dicke dazu beispielsweise in der Größenordnung des Millimeters. Die Schale besteht beispielsweise aus rostfreiem Stahl mit hohen mechanischen Eigenschaften.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann unter strengen Bedingungen verwendet werden. Insbesondere hinsichtlich beispielsweise mechanischen Stößen beim Andocken und beim Abflug anderer Flugkörper oder auch hinsichtlich der Umgebung unter Schwingungen für den Transport wird der mechanische Halt durch das Festhalten der Schale 6 durch die Schlangen 7 erhalten. Die Schlangen stehen dazu beispielsweise unter leichter Spannung und liegen an den am Behälter 4 befestigten Trägern 8 an. Der Puffer 12 vervollständigt das Halten, während er die Schwingungen dämpft. Die Wahl der Materialien der Bestandteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht ihr außerdem, insbesondere Korrosionsgasen oder Wärmeschocks standzuhalten.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist außerdem eine große Funktionssicherheit insbesondere durch eine gute Dichtheit von bestimmten Teilen, beispielsweise auf der Höhe der Gelenke, wie vorher beschrieben, durch ihr schnelles Lösen vom Ausgang der Düse sowie ihre große geometrische Verformung, die das festgehaltene Element relativ weit von der Düse entfernt, auf.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann in Form eines Bausatzes geliefert werden, um insbesondere an Flugkörpern installiert zu werden, die bereits in Behälter oder Betriebsbatterien integriert sind. Allgemeiner kann sie an jeglichem Flugkörper oder jeder pyrotechnischen Antriebsvorrichtung angebracht werden, die bereits hergestellt ist, aber nicht mit einem Festhaltesystem versehen ist. Ein Bausatz umfaßt beispielsweise eine Baugruppe, die aus den Schlangen 7, die um die Schale 6 angelenkt sind, und den Trägern 8 besteht, wobei diese letzteren beispielsweise am Behälter eines Flugkörpers befestigt werden sollen. Der Bausatz umfaßt außerdem beispielsweise den Puffer 12 und die Glocke 13. Da der Bausatz im Werk geregelt wird, kann seine Anbringung folglich durch Bohren des Rohrs des Behälters zum Befestigen insbesondere der Träger 8 der Schlangen, dann durch Kleben der hinteren Abdeckhaube und der Dichtungen ausgeführt werden. Ein derartiger Vorgang erfordert nur einige Minuten. Er ist folglich nicht kostspielig.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde als Beispiel für das Festhalten eines Zünders beschrieben, sie kann jedoch für andere Elemente gelten, die von pyrotechnischen Antriebsvorrichtungen ausgestoßen werden, wie beispielsweise Sprengbolzen oder Booster.