Gasgenerator zum Erzeugen eines Gasdruckes

Abstract

 In dem Gasgenerator (1) sind zum Erzeugen eines Gasdruckes in einer Expansionskammer (2), um Ausstoßmunition aus einem Trägerbehälter auszustossen, an sich bekannte mit Umhüllung versehene und gegen äussere Einflüsse gesicherte Sprengschläuche (3) und mittels Verbin-_ dungsstücken (5) damit verbundene Zündschläuche (4) abwechselnd in gleichen oder in unterschiedlichen Längen (L, bis L₈) hintereinander angeordnet und voneinander gegen Druckeinwirkung abgeschirmt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator zum Erzeugen eines Gasdruckes in einer Expansionskammer, um Ausstoßmunition aus einem Trägerbehälter auszustossen, wobei Sprengmittel mit Zünder verwendet werden.

[0002] Aus der Felssprengtechnologie sind derartige mit einer pyrotechnischen Substanz gefüllte Schläuche, sogenannte Spreng- oder Zündschläuche oder Schießleitungen bekannt. Sie bestehen aus einem Plastikschlauch, der mit einer derartigen Substanz gefüllt oder damit an dessen Innenwand in einer dünnen durchlaufenden Schicht beaufschlagt ist (Zündschlauch). Die Schläuche sind an einem Ende versiegelt und am anderen Ende mit einem angewürgten Zeitzünder versehen. Zur Bestimmung der Brenndauer sind Klebe-Etikette mit entsprechenden Zeitstufen-Nummern und zur Fixierung des gewickelten Zündschlauches Klebebänder oder Klammern vorgesehen.

[0003] Aus der Sprengtechnologie ist auch noch eine andere Art von _Linearzündsystemen bekannt, bei welchen es sich um eine oder mehrere Zündschnüre handelt, welche von verschiedenen Lagen, z.B. einer ersten Kunststoffhülle, einem darüber angeordneten Fiberglasgeflecht und einer über diesem aufgebrachten zweiten Kunststoffhülle, umgeben und gegen äussere Einflüsse gesichert sind.

[0004] Diese Linearzündsysteme sind als Zünder für Gasgeneratoren zum Aufblasen von Luftsäcken, zur Zündung von Raketentriebwerken und als Zündhilfen für Großkaliber militärischer Munition in Verwendung.

[0005] Für eine militärische Anwendung ist aus der US-PS 3 865 034 ein Gasdrucksystem bekannt, welches im Innern einer Gefechtskopfhülle angeordnet ist und zum Ausstoß von darin gestapelter Munition dient. Hierbei ist in einem zur Gefechtskopflängsachse koaxialen gelochten Kammerrohr mit stirnseitigen Verschlüssen, das sich über die Gesamtzahl der Munitionsstapel erstreckt, eine vergleichsweise kleinkalibrige Durchzündvorrichtung für eine Ladung zur Druckgaserzeugung konzentrisch angeordnet. Letztgenannte Ladung nimmt dabei den Ringraum zwischen Kammerrohrmantel und Durchzündvorrichtung gänzlich ein. Die Durchzündvorrichtung selbst ist zusammengesetzt aus einer Initialladung von der Form eines Vollzylinders mit einem vollflächigen Mantel aus Inertstoff, einer konzentrischen zum letzteren angeordneten Verstärkerladung von der Form eines Hohlzylinders und einer durchgehenden Hülse zur Aufnahme der Verstärkerladung und ummantelten Initialladung. Die Kammer zur Druckgaserzeugung ist ihrerseits umgeben von einer im Querschnitt kreisförmigen Expansionskammer zur Abkühlung der Druckgase. Ebenso wie bei der Druckkammer stellt bei der Expansionskammer ein gelochtes formbeständiges Rohr die äussere Kammerbegrenzung dar. Ummantelt ist letzteres von einer verformbaren Metallhülse und einer aufblasbaren Gummihaut mit der Hülsenkontur entsprechender Innenkontur, durch die das erzeugte Druckgas nach Durchströmung der Expansionskammer zu Ausstoßzwecken auf sämtliche Munitionsstapel zugleich wirkt.

[0006] Alle diese bekannten druckgaserzeugenden Zündsysteme haben den Nachteil, dass die nach Zündung ihrer gaserzeugenden Substanz in ihren Brennkammern einen Abbrand aufweisen, bei welchem der Druckaufbau in der Expansionskammer schwer steuerbar ist. Das heisst, der Verlauf der Druckerzeugung ist bei diesen Zündsystemen über die Zeit erschwert und dadurch eine abgestufte Druckzunahme nahezu ausgeschlossen. Ausserdem haben diese Zündsysteme aufbaubedingte grosse Abmessungen, was eine Reduzierung des Nutzlastvolumens, z.B. bei Behältern für Munitionsausstoß bedingt.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist, den Druckaufbau in einer Expansionskammer während der Druckgaserzeugung mit einem Gas- generator so zu verbessern, dass^ybeim Ausstoß von Submunition aus einem Trägerbehälter über die Zeit in abgestufter Form abläuft, so dass auf den Trägerbehälter keine übermässige Belastung übertragen wird.

[0008] Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0009] Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

[0010] Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch gleichmässige oder unterschiedliche Anordnung von Zündschläuchen als Verzögerungs- und/oder Verbindungselemente mit gleichen oder unterschiedlichen Längen zwischen den einzelnen Sprengschläuchen und durch eine vom Zünder ausgehende Initialzündung und folgende Zündfolge der den Zündschläuchen nachgeordneten Sprengschläuchen ein gesteuerter und dadurch ein über die Zeit in abgestufter Form vorhandener Druckaufbau in der Expansionskammer erfolgt.

[0011] Die Sprengschläuche, welche gleichfalls in gleichen oder unterschiedlichen Längen angeordnet und mit gleichen oder unterschiedlichen Ladungen versehen sein können, werden dadurch nicht gleichzeitig und spontan gezündet, sondern gesteuert fortlaufend und zeitlich abgestuft. Der Druckaufbau in der Expansionskammer ist mit einer derartigen Anordnung von Zünd- und Sprengschläuchen veriabel steuerbar. Ein zusätzlicher Effekt der gesteuerten Druckzunahme ist durch Anordnung von mehreren voneinander unabhängigen, in Serie, Parallel- oder Mischanordnung der Zündschläuche als Verzögerungselemente und Sprengschläuche erzielbar. Auch wird damit die Zündsicherheit bei Mehrkammer-Ausstoßsystemen erhöht.

[0012] Ein Ausführungsbeispiel ist folgend beschrieben und durch Skizzen erläutert.

[0013] Es zeigen:

Figur 1 die schematische Darstellung einer Anordnung eines Gasgenerators in einer Expansionskammer,

Figur 1a einen durch einen drucksicher ummantelten Sprengschlauch,

Figur 2 die schematische Darstellung einer Anordnung von Gasgeneratoren in benachbarten Expansionskammern,

Figur 3 ein Diagramm des Zündablaufes eines Gasgenerators und des dabei in einer Expansionskammer erzeugten Gasdruckes.

[0014] Aus Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Gasgenerators 1 in einer Expansionskammer 2 ersichtlich. Der Gasgenerator 1 besteht aus einer Reihe von hintereinander (in Serie) angeordneten Sprengschläuchen 3 und Zündschläuchen 4, welche abwechselnd durch Verbindungsstücke 5 miteinander verbunden sind. Die Spreng- und Zündschläuche 3 und 4 sind in gleichen oder unterschiedlichen Längen ^L₁, ^L₂, L₃, L₄ und L₅, L₆, L₇, L_a unterteilt, wobei die Sprengschläuche 3 mit gleichen oder unterschiedlichen Ladungen versehen sein können. Die Zündschläuche 4 wirken dabei als Verzögerungs- und/oder Verbindungselemente zwischen den einzelnen Sprengschläuchen 3. Die Initialzündung erfolgt durch einen Zünder 6, welcher am Ende des Gasgenerators 1 angeordnet und mit einem Zündschlauch 4 verbunden ist. Die Reihenfolge der abwechselnd hintereinander angeordneten Spreng- und Zündschläuche 3 und 4 kann am dem Zünder 6 entgegengesetzten Ende in zwei (siehe in Figur) oder mehreren (in der Figur nicht näher gezeigt) zueinander parallelen Strängen aufgespaltet sein. Selbstverständlich kann eine derartige Aufspaltung auch zwischen einer durchlaufenden Reihe von Spreng- oder Zündschläuchen 3 und 4 oder abwechselnd getroffen werden. Der Gasgenerator 1 ist von einer Wand 7 begrenzt. Die im Gasgenerator 1 und in der Expansionskammer 2 seitlich zueinander angeordneten Spreng-und Zündschläuche 3 und 4 sind, um eine gegenseitige Druckwelleneinwirkung zu verhindern, durch Trennwände 12 voneinander abgeschirmt. Die Abschirmung kann aber auch durch eine drucksichere Ummantelung (14) der Sprengschläuche 3 selbst vorgesehen werden (Figur 1a).

[0015] Figur 2 stellt schematisch eine Ausführungsform dar, bei welcher in zwei benachbarten Expansionskammern 2, je ein Gasgenerator 1 angeordnet ist. Wie in Figur 1 beschrieben, bestehen die Gasgeneratoren 1 ebenfalls aus einer Reihe von hintereinander angeordneten und durch Verbindungsstücke 5 miteinander verbundenen Sprengschläuchen 3 mit gleichen oder unterschiedlichen Längen L₁, L₂, L₃, L₄ und Ladungen und in gleichen oder unterschiedlichen Längen L₅, L₆, L₇₁ L₈ unterteilten Zündschläuchen 4. Die Expansionskammern 2 sind durch eine Wand 7 voneinander getrennt. Bei Zündung des Gasgenerators 1 wirkt das dabei erzeugte Druckgas zu beiden Seiten der Wand 7 (siehe Richtungspfeile). Beide Gasgeneratoren 1 sind, wie auch aus Figur 1 ersichtlich, auf einer Seite (in den Figuren rechts) in zwei zueinander parallelen Strängen aufgespaltet. Um sicher zu stellen, dass die Zündung der einzelnen Sprengschläuche 3 in der erwünschten Weise erfolgt, sind beide Gasgeneratoren 1 durch an den Verbindungsstücken 5 angeschlossene Zündschläuche 8, 9 miteinander verbunden. Eine derartige Zündverbindung ist gleichfalls an der Aufspaltstelle der beiden Gasgeneratorstränge 1 vorgesehen. Die Zündschläuche 8, 9 sind durch entsprechende Anordnung zu den Strängen der Gasgeneratoren 1 für eine redundante Zündung benachbarter Gasgeneratoren anwendbar. Wie in Figur 1 gezeigt, sind die seitlich benachbarten Sprengschläuche 3 durch die Wand 7 und dazwischen angeordneten Trennwänden 12 gegenseitig abgeschirmt.

[0016] Figur 3 zeigt ein Diagramm 10, aus welchem der Zündablauf eines Gasgenerators 1 gemäß Figuren 1 und 2 und der dabei in Abhängigkeit von der Zeit verbrannten Ladung ersichtlich ist für einen z.B. konstanten oder definiert verlaufenden Gasdruck in einer Expansionskammer 2.

[0017] Der stufenförmige Verlauf des Diagramms 10 entspricht dabei der benötigten Ladung für den gewünschten Gasdruck in der Expansionskammer 2, welcher aus dem Zündablauf in Millisekunden (msec) in den Zündschläuchen 4 und dem Abbrennen der in den Sprengschläuchen 3 enthaltenen Ladung in Gramm (g) und dem sich vergrössernden Volumen der Expansionskammer 2 resultiert. Das heisst, dass durch die erfindungsgemässe Anordnung von gleichen oder unterschiedlichen Längen von Zündschläuchen 4 zwischen einzelnen Sprengschläuchen 3 der Gasdruck in einer Expansionskammer 2 variabel und abgestuft steuerbar ist.

Ansprüche

1. Gasgenerator zum Erzeugen eines Gasdruckes in einer Expansionskammer, um Ausstoßmunition aus einem Trägerbehälter auszustossen, wobei Sprengmittel mit Zünder verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Sprengmittel an sich bekannte, mit Umhüllung versehene und gegen äussere Einflüsse gesicherte Sprengschläuche (3) und mittels Verbindungsstücken(5) damit verbundene Zündschläuche (4) abwechselnd in gleichen oder in unterschiedlichen Längen (L₁ bis L₈) hintereinander angeordnet und voneinander gegen Druckeinwirkung abgeschirmt sind.

2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Abschirmung Trennwände (12) vorgesehen sind.

3. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschirmung eine drucksichere Ummantelung (14) der Sprengschläuche (3) vorgesehen ist.

4. Gasgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere voneinander unabhängige und mittels der Verbindungsstücke (5) miteinander verbundene, mit gleichen oder unterschiedlichen Längen (L₁ bis L₄) und Ladungen versehene Sprengschläuche (3) und Zündschläuche (4) mit gleichen oder unterschiedlichen Längen (L₅ bis L₈) angeordnet sind.

5. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengschläuche (3) mit Verbindungsstücken(5) und Zündschläuchen(4) zueinander parallel angeordnet sind.

6. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengschläuche (3) mit verbindungsstücken(5) und Zündschläuchen(4) untereinander vermischt angeordnet sind.

7. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündschläuche (4) benachbarte Gasgeneratoren redundant zünden.

8. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengschläuche (3) mit Verbindungsstücken(5) und Zündschläuchen(4) als Initialzünder für andere Arten von Sprengladungen verwendbar sind.

Zeichnung