Unbemanntes Unterwasserfahrzeug für Luftraketen

Abstract

 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auftref­fenden Rückstoßgase einer startenden Luftrakete direkt aus dem Unterwasserfahrzeug abzuleiten und einen Ver­schluß für die Austrittsöffnungen der Rückstoßgase zu schaffen, der hohen Wasserdrücken standhält und in der Startphase der Luftrakete in einfacher Weise öffnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnungen (6) an den Auftrefflächen der Rückstoß­gase in der Wandung (4) des Unterwasserfahrzeuges (1) angeordnet sind, daß jede Öffnung (6) mit einem Deckel (7) verschlossen ist, der von den auftreffenden Gasen aus der Öffnung (6) herausdrückbar ist, daß der Sitz (8) des Deckels (7) in der Öffung (6) als eine sich nach innen verengender Konus ausgebildet ist und daß der Deckel (7) von einer durch den einwirkenden Druck der Rückstoßgase lösbaren Transportsicherung (11) in der Öffnung (6) gehalten ist.
Die Erfindung findet Anwendung bei einem unbemannten Unterwasserfahrzeug für Luftraketen, das zum Starten der Luftraketen an die Wasseroberfläche gelenkt wird und in seiner Wandung verschließbare Öffnungen zum Ab­leiten der Raketenrückstoßgase in das umgebende Wasser aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein unbemanntes Unterwasserfahr­zeug für Luftraketen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

[0002] Unterwasserfahrzeuge für Luftraketen sind z. B. aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung PS 39 17 481.6 bekannt. In dem bekannten Unterwasserfahr­zeug werden die Rückstoßgase der startenden Luftrakete durch steuerbare Düsen, die am Heck des Unterwasserfahr­zeuges angeordnet und mit einer steuerbaren Verschlußein­richtung zur Regulierung der Rückstoßwirkung versehen sind, nach außen in das umgebende Wasser abgeleitet. Werden Luft­raketen mit seitlich angeordneten Starttriebwerken (Booster) eingesetzt, dann ist eine Führung der Rückstoßgase zu

[0003] Düsen am Heck des Flugzeuges problematisch, da die heißen Gase wärmeempfindliche Teile der Luftrakete oder den Lenk­draht beschädigen. Die steuerbare Verschlußeinrichtung der Düsen erfordert einen hohen technischen Aufwand, da in großen Wassertiefen starke Druckbelastungen auf sie ein­wirken.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auftreffenden Rückstoßgase der startenden Luftrakete direkt aus dem Unterwasserfahrzeug abzuleiten und einen Verschluß für die Austrittsöffnungen der Rückstoßgase zu schaffen, der hohen Wasserdrücken standhält und in der Startphase der Luft­rakete in einfacher Weise öffnet.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0006] Diese Lösung bringt den Vorteil mit sich, daß die Impuls­energie der Rückstoßgase direkt zur Öffnung der Deckel, mit denen die Gasaustrittsöffnungen verschlossen sind, ausgenutzt wird und daß für die zeitliche Steuerung des Öffnungsvorganges keine Mittel erforderlich sind. Der konusförmige Sitz des Deckels ermöglicht die Aufnahme hoher Wasserdruckkräfte und gleichzeitig ein leichtes Lösen des Deckels in geringen Wassertiefen, wenn dieser von innen mit Gasdruckkräften beaufschlagt wird.

[0007] Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen gegeben. Mit den Weiterbildungen wird in vorteilhafter Weise die Führung und Ableitung der Rück­stoßgase im Inneren des Unterwasserfahrzeuges verbessert. Weiterhin ist eine vorteilhafte Lösung für die Transport­sicherung der in den Öffnungen sitzenden Deckel angegeben, die dann wirkt, wenn kein ausreichender Wasserdruck auf den Deckeln lastet und selbsttätig lösbar ist, wenn Rückstoß­gase auf die Deckel einwirken.

[0008] Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­findung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Unterwasserfahrzeug in der Schußposition,

Fig. 2 zeigt eine Öffnung mit Deckel für den Austritt von Raketenrückstoßgasen,

Fig. 3 zeigt die Gasführung im Deckel vor der Freigabe der Gasaustrittsöffnung und

Fig. 4 zeigt die Gasführung an der Austrittsöffnung bei abhebender Luftrakete.

[0009] In Fig. 1 ist ein Unterwasserfahrzeug mit einer darin auf­genommenen Luftrakete 2 gezeigt, das zum Starten der Luft­rakete 2 an die Wasseroberfläche gelenkt ist. Die Luftrakete besitzt seitlich am Raketenkörper angeordnete Starttrieb­werke (Booster) 5 und am Heck des Raketenkörpers ein Haupt­triebwerk 3. In der Wandung 4 des Unterwasserfahrzeuges sind an den Auftrefflächen der Raketenrückstoßgase der Starttriebwerke 5 Öffnungen 6 zum Abführen der Rückstoß­gase eingelassen, die mit Deckeln 7 verschlossen sind.

[0010] Beim Starten der Luftrakete 2 werden bei geöffneten Bug des Unterwasserfahrzeuges die Starttriebwerke 5 gezündet, welche die Luftrakete auf ein Mehrfaches der Erdbe­schleunigung beschleunigen. Das Haupttriebwerk wird erst am Schluß der Startphase außerhalb des Unterwasserfahrzeuges gezündet. Beim Zünden der Antriebswerke treffen die Rück­stoßgase auf die Deckel 7 und drücken diese gegen den ge­ringen an der Wasseroberfläche wirkenden Wasserdruck aus den Öffnungen 6 heraus, womit diese für das Ausströmen der Rückstoßgase in das umgebende Wasser frei werden.

[0011] Fig. 2 zeigt die konstruktive Ausführung von Öffnung 6 und Deckel 7. Der Deckel 7 sitzt mit einem sich nach innen ver­engenden konusförmigen Sitz 8 in der Öffnung 6. Zum Zwecke der besseren Führung des Deckels 7, wenn er von den Rück­stoßgasen aus der Öffnung 6 herausgedrückt wird, ist der Deckel 7 mit einer größeren Wandstärke versehen, als die um­gebende Wandung 4 aufweist, so daß an dem konusförmigen Sitz 8 des Deckels eine über die Wandung 4 hinausragende Füh­rungsfläche 10 vorhanden ist. Der Sitz 8 des Deckels 7 ist in der Öffnung 6 mit einer druckfesten Dichtung 9 ausgeklei­det, die neben ihrer Dichtwirkung noch als Korrosionsschutz für die Sitzfläche wirkt. Das Material der Dichtung könnte dem Material einer Zylinderkopfdichtung für Kraftfahrzeug­motoren entsprechen. Für die Halterung der Deckel 7 in den Öffnungen 6 bei fehlenden, oder nicht ausreichendem äußeren Wasserdruck ist eine Transportsicherung 11 vorgesehen. Diese besteht aus einem dünnen, geringfügig elastischen Kunststoffschlauch, der von außen im Bereich der Öffnungen 6 über das Unterwasserfahrzeug gezogen ist.

[0012] Der Kunststoffschlauch kann von dem unter der Wirkung der Rückstoßgase stehenden Deckel 7 leicht durchbrochen werden, wobei in dem Schlauch vorgesehene Trennstellen unterstützend wirken. Eine andere denkbare Transportsicherung mit gleicher Wirkung wie sie der vorangehend dargestellte Kunststoff­schlauch besitzt, könnte durch eine von außen aufge­brachte Farbschicht ausgeführt sein. Auch ist die Ver­wendung von unter einwirkenden Druck lösbaren Schnapp­verschlüssen denkbar.

[0013] Die Ausnutzung des Strömungsverhaltens der Rückstoßgase an glatten Wänden, die dadurch charakterisiert ist, daß ein auf eine Wand schräg auftretender Strahl unter Auf­spaltung von Teilstrahlen an der glatten Oberfläche der Wand weitergeführt wird, ohne daß ein Abprallen des Strahles in die Umgebung erfolgt, führt zu der besonderen Ausgestaltung der inneren Oberfläche des Deckels gemäß Fig. 2. In den Deckel 7 ist eine großflächige Einsenkung 12 eingebracht, auf deren Bodenfläche 13 (siehe Einzelheit "A") der Strahl der Rückstoßgase auftrifft. Der Rand der Einsenkung 12 ist mit einer Hinterschneidung 14 versehen, die halbkreisförmig ausgebildet ist und in der sich aus­breitende Teilstrahlen des Rückstoßgases umgelenkt werden. Weiterhin ist die Einsenkung 12 mit einer schrägen Ansen­kung 15 versehen, an der die Rückstoßgase in die Einsenkung 12 hineingeleitet werden. Diese schräge Ansenkung bildet mit der äußeren Flanke der Hinterschneidung 14 eine um­laufende Schneide 16 an der die Teilstrahlen der Rückstoß­gase in den auftreffenden Hauptstrahl zurückgeführt werden. In Fig. 3 ist das Strömungsverhalten der Rückstoßgase in der Einsenkung 12 des Deckels 7 gezeigt. Die in dem Hauptstrahl 16 auf den Deckel 7 auftreffenden Rückstoßgase werden an der Bodenfläche 13 der Einsenkung 12 in Teil­strahlen 18 und 19 gespalten, die sich an der Bodenfläche 13, bei genügender Glätte dieser Fläche, ausbreiten und in der Hinterschneidung 14 umgelenkt werden. Mit der Schneide 16 werden die umgelenkten Strahlen so aus der Hinterschneidung 14 herausgeführt, daß sie nicht aus der Einsenkung 12 heraustreten sondern beim Auftreffen auf den Hauptstrahl von diesen in Richtung Bodenfläche 13 mitgerissen werden. Die Bewegungspfeile 20 zeigen die Strömungsrichtungen der Haupt- und Teilstrahlen. Für die Umlenkung der Teilstrahlen 18, 19 in der Hinterschneidung 14 sind auch andere Formen der Hinterschneidung 14, als die dargestellte halbkreisförmige Form, anwendbar wie z. B. eine rechteckige Form. Die Tiefe der Einsenkung 12 muß so ausgebildet sein, daß eine strömungsfreie Umlenkung und Rückführung der Teilstrahlen 18, 19 möglich ist.

[0014] In Fig. 4 ist eine besondere Gestaltung der Öffnung 6 offenbart, mit der die Gasführung bei ausgestossenem Deckel 7 und abhebender Luftrakete 2 beeinflußt ist. Auf ihrem Umfang weist die Öffnung 6 dazu eine Einbau­fläche 21 auf, die in Richtung zum Bug des Unterwasser­fahrzeuges 1 zunimmt. An der Einbaufläche 21 wird der Strahl des Rückstoßgases in Richtung des Bewegungspfeiles 20 aus der Öffnung entgegen dem äußeren Wasserdruck heraus­geleitet. Die Abnahme der Einbaufläche 21 in Richtung Heck des Unterwasserfahrzeuges verhindert ein Vorbeiströmen des Rückstoßgases an der Öffnung 6. Der Gasaustritt bei abhebender Rakete 2 kann auch dadurch verbessert werden, daß Öffnungen 6 mit Deckel 7 in Richtung Bug senkrecht übereinander angeordnet sind, die von den Rückstoßgasen der abhebenden Rakete 2 nacheinander geöffnet werden.

Ansprüche

1. Unbemanntes Unterwasserfahrzeug für Luftraketen, das zum Starten der Luftraketen an die Wasseroberfläche gelenkt wird und in seiner Wandung verschließbare Öffnungen zum Ableiten der Raketenrückstoßgase in das umgebende Wasser aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (6) an den Auftrefflächen der Rück­stoßgase in der Wandung (4) des Unterwasserfahrzeuges (1) angeordnet sind, daß jede Öffnung (6) mit einem Deckel (7) verschlossen ist, der von den auftreffenden Gasen aus der Öffnung (6) herausdrückbar ist, daß der Sitz (8) des Deckels (7) in der Öffnung (6) als ein sich nach innen verengender Konus ausgebildet ist und daß der Deckel (7) von einer durch den einwirkenden Druck der Rückstoßgase lösbaren Transportsicherung (11) in der Öffnung (6) gehalten ist.

2. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Sitz (8) in der Öffnung (6) mit einer druckfesten Dichtung (9) ausgekleidet ist.

3. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportsicherung (11) aus einem dünnen, geringfügig elastischen Kunststoffschlauch besteht, der von außen im Bereich der Öffnungen (6} über das Unter­wasserfahrzeug gezogen ist.

4. Unterwasserfahrzeug nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (7) auf seiner Innenseite eine großflächige Einsenkung (12) aufweist, deren Seitenrand als Hinterschneidung (14) ausgebildet ist, in der auf der Bodenfläche (13) geführte Teilstrahlen (18, 19) der auftreffenden Rückstoßgase umgelenkt und in den Hauptstrahl (17) zurückgeführt werden, so daß die auf den Deckel (7) auftreffenden Rückstoßgase in der Einsenkung (12) gehalten sind bis die Öffnung (6) frei ist.

5. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet daß die Einsenkung (12) eine schräge Ansenkung (15) aufweist, die die Rückstoßgase in die Einsenkung (12) hineinleitet und mit der äußeren Flanke der Hinter­schneidung (14) eine umlaufende Schneide (16) bildet, an der die Teilstrahlen (18,19) der Rückstoßgase in den Hauptstrahl (17) zurückgeführt werden.

6. Unterwasserfahrzeug nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (6) auf ihrem Umfang eine Einlauffläche (21) für die austretenden Rückstoßgase bei ausgestoßenem Deckel (7) und abhebender Luftrakete (2) aufweist.

7. Unterwasserfahrzeug nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung (4) zum Kopf des Unterwasserfahrzeuges (1) hinweisend in senkrechter Linie übereinander angeordnet zusätzliche Öffnungen (6) enthalten sind, die von den Rückstoßgasen der abhebenden Luftrakete (2) nacheinander geöffnet werden.

Zeichnung