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Rheinbote Titel

"Ferngesteuerte Flakrakete"

 

 

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I. Vorbemerkung

II. Rheintochter R III

a. Richtlinien aus der Entwicklung der R I zur R III

b. Aufbau und Triebwerk der R III

c. Aerodynamik und Kampfraum

III. Technische Daten

d. Lenkung und Stromversorgung

IV. Startvorbereitung

V. Taktischer Einsatz

VI. Dokumente

VII. Bilder

 

 

 

 

I. Vorbemerkung:

 

Erste Gedanken

Die Entwicklung des Luftkrieges zeigte die Forderung nach insofern weiter gesteigerten Angriffshöhen bei wachsender Fluggeschwindigkeit und sich steigender Unempfindlichkeit gegen die vorhandenen Abwehrmittel. Diese Gründe führten zu der Forderung, ein Gerät zu entwickeln, welches während der langen Geschossflugzeit nachgesteuert werden kann und eine genügende Menge Sprengstoff in den Zielraum tragen soll, um den Zusammenhang der Bomberformationen zu zerreisen und damit deren zusammengefasste Kampfkraft zu zersplittern. Diese Überlegung führten unter anderem zu der Entwicklung der

- ferngesteurten Flakrakete "Rheintochter"

 

R I

Bild: Flakrakete Rheintochter I Startbereit Juni 1944

 

Die Rheintochter war zunächst geplant als eine zweistufige Rakete von 1700 kg Gesamtgewicht und 150 Kg Sprengladung. Durch Verschärfung der Abwehrbedingungen sind mehrere Entwicklungsstufen vorhanden, von denen die erste wegen der begrenzten Steighöhe von 6000 m schliesslich nur noch Veruchscharakter für das Problem Flakrakete hatte.

 

 

Versuchsgereat Pulverantrieb

 

Skizze 1: Versuchsgerät mit Pulverantrieb

 

Im Fluge R I

Bild: R I nach dem Start

 

 

Die zuerst für einen Einsatz infrage kommende Ausführung sah eine Steuerung nach optischer Sicht und einen Wirkungsbereich bis 12000 m vor. Die Entwicklung bezog sich neben dem Austausch des Pulverantriebes durch einen Flüssigkeitsantrieb auf eine Peilsteuerung über einen Leitstrahl bzw. auf Zielsuchsuchen. Beim Abschluss der Arbeiten war die erste Einsatzstufe noch nicht erreicht. Die bis zu diesem Zeitpunkt verschossenen Flugkörper. etwa 50, dienten zur Teilerprobung in aerodynamischer, gerätetechnischer und fetigkeitsmässiger Hinsicht. Sie mussten sich zwangsläufig mit Teilergebnissen begnügen, da bei einem leistungsmässig sehr aufwändigen und empfindlichen Flugkörper nur schrittweise vorgegangen werden kann. Zu Vorstudien gelangten Modellkörper 1:2,5 die sehr schnell erprobt werden konnte, zum Beschuss. Parallel zu den Flugerprobungen liefen noch Windkanalmessungen, die besonders für die Flugstabilität wertvolle Aufschlüsse brachten. Für die funktechnischen Fragen konnte auf die bereits vorliegenden Erfahrungen mit den anderen Flugkörpern zurückgegriffen werden (im wesentlichen Fritz X).

Als besondere äussere Kennzeichen sind bei der Rheintochter zu nennen:

1. Ruderflächen an der Spitze des Gerüstes (Entenbauweise)

2. Kreuzflügler

 

 

 

Version R 3

 

Skizze 2: Rheintochter mit Kreuzflügeln

 

 

Eine Gerätetechnische Besonderheit ist die "Komponentensteuerung", die in gewissen Umfang ein Drallen des Körpers erlauben soll. Aufbaumässig zerfällt der Körper in den Nutzlastraum, die Einbauteile einschliesslich Funktionszünder, den abwerfbaren Grundantrieb und den Flügelantrieb sowie die Tragflächen. Die Unterbringung des Nutzlastraumes war bei den Entwicklungsstufen R I und R III verschieden, bedingt durch die Anwendung eines anderen Flugantriebs.

Die Entenbauweise bietet für die Ruderflächen den grossen Vorteil, immer in einer ungestörten Luftströmung zu stehen. Besonders für die Vorhältnisse beim Durchgang durch die Schallgeschwindigkeit und oberhalb dieser war dies wichtig. Die Entenbauweise gestattet ausserdem eine grosszügige Freiheit in der Unterbringung des Grund- und Flugantriebes.

Die Verwendung von Kreuzflügeln war durch die Entwickler wohl erwogen worden. Die Flugwiederstandsvergrösserung wurde bewusst in Kauf genommen. Zusammen mit der Anwendung der Komponentensteuerung konnten so so für den Flugkörper grössere Fertigungstoleranzen zugelassen werden. In der Frage der Folgsamkeit des Flugkörpers nach gegebenen Steuerbefehlen wurde der Kreuzflügler von der Hersteller Firma als günstiger angesehen. Die Frage zur Kreuz- oder Ebenflügler mit allen damit verbundenen Problemen stand im Mittelpunkt einer Diskusion während der Entwicklung mit den anderen Flakraketen, in der jeder sein Gerät vertrat, in der aber eine eindeutige Stellungnahme zugunsten einer Ausführungsart nicht zu erhalten war.

Die ersten Originalkörper trugen die Bezeichnung R I. Der Aufbau geht in den Grundlagen aus der Skizze 1 hervor. Mit dieser Startrakete wurde eine Geschwindigkeit von höchstens 220m/s erreicht, die Brennzeit betrug 0,9 s bei einem Impuls von 36000 kg/s.

 

 

 

 

II. Rheintochter R III

 

Der folgende Teil dieses Berichtes behandelt die Reihntochter R III mit Flüssigkeits- oder Pulvertriebwerk (R III f oder R III p).

 

a. Richtlinien aus der Entwicklung der R I zur R III

Die Ausführungen sollten sich ursprünglich auf die Form einer reinen Projektbeschreibung beschränken, der rasche Fortgang der Erprobung wichtiger, für die R III vorgesehener Bausteine führte zwangsläufig dazu, diese bedeutend ausführlicher als vorgesehen zu beschreiben. Es handelt sich dabei vor allem um den eigentlichen Lenkteil, welcher in der entgültigen Form in mehr als 40 Starts zum Versuch kam und in den wichtigsten Funktionen als erpropt gelten kann. Die Abschnitte hierführ können deshalb als Baubeschreibung bzw. als Bedinungsanweisung gelten.

Die in einem Bericht LB 19 der Firma Rheinmetal Borsig beschriebenen Konstruktion des Gerätes "Rheintochter R I" war unter der Forderung entstanden, durch Entwicklung bereits bewährter Bauelemente oder solcher mit kurzer Entwicklungszeit möglichst schnell zu der Erprobung einer Flakrakete zu kommen, um die für diese Zeit derartige neue Waffengattung allgemein wichtigen Grundfragen, wie das Starten, die Lenkung, Achswandlung und Zündung zu klären und die Möglichkeit ihrer Lösungen in einer für den Truppeneinsatz geeigneten Form durch den praktischen Versuch zu beweisen. Das Ergebnis war ein durch Querruder stabilisierter Kreuzflügler mit vorn liegendem Leitwerk und dahinter anschliessendem stark gepfeiltem 6-strahligen Tragwerk (Entenbauweise), welcher mittels einer am Heck angreifenden Startrakete von einer fahrbaren Lafette abgeschossen wurde. Die mechanische Festigkeit, Stabilität und Querkraft erwiesen sich dabei für den Unter- und Überschallbereich bis zu 480 m/s Fluggeschwindigkeit als ausreichend. Bei einem Gesamtimpuls von 86000 kg/s, wovon 40000 kg/s auf den Flugkörper entfielen, ergab sich ein Kampfraum +/- zwischen 5 bis 6 km Höhe. Die Lenkung erfolgte nach dem Zieldeckungsverfahren bei optischer Sicht (Schönwettereinsatz); dieser Einsatz war wegen der Störsicherheit vor dem Düppeln und wegen der gegenüber der Funkmessortung bedeutend erhöhten Winkelmessgenauigkeit von besonderer Bedeutung.

Selbstverständlich lies sich diese erste Entwicklungsform in der gewünschten kurzen Zeit nur durchführen unter bewusstem Verzicht auf den Kampfraum, wie er bereits zu Beginn dieser Entwicklung nach der damaligen Luftkriegslage für den Fronteinsatz des Gerätes notwendig erschien. Noch während der Fertigung der ersten R I Geräte wurde deshalb die Entwicklung von zwei neuen Rheintochter-Treibwerken eingeleitet. Diese sollten an Stelle des für R I verwendeten Pulverantriebs mit 10 s Brenndauer treten und bei Verdoppelung der Leistung und Übergang auf lange Brennzeit einen Kampfraum bis 15 km Höhe gewährleisten. Der Zeitablauf dieser Triebwerksentwicklung wurde so abgestimmt, dass sein Abschluss mit der Erprobungsbeendigung der übrigen Boden- und Bordgeräte zusammenfiel mit dem Zweck, beim Übergang auf das für den Truppeneinsatz bestimmte Triebwerk auch eine truppenreife Fernlenkung übernehmen zu können. Die Fernlenkung selbst erfuhr im Laufe ihrer Erprobung mit dem R I - Gerät bereits eine grundlegende Änderung und Vereinfachung.

 

Erprobung

Bild: R I Erprobung über dem Meer

 

 

Während der Entwurf der R I eine Rollstabilisierung durch Querruder vorsah, wurde bereits bei ihrer Erprobung für die Erhaltung der Lenkbezugsebenen ein neuer Weg beschritten und von der Rollstabilisierung abgegangen. Man lässt das Gerät, welches wegen der Bauungenauigkeit fast immer ein Rollmoment aufweist, drallen und sorgt durch eine rollwinkelabhängige Koordinatenwandlung dafür, dass stets die den Bodenkommandos entsprechende Bewegungsänderung des Flugkörpers zustande kommt. Dabei kann diese Koordinatenwandlung bord- oder bodenseitig vor sich gehen. Die erste Lösung ist in der Rheinmetall-Borsig-K-Steuerung verwirklicht worden. Ein gestützter Kreisel besonderer Art in Verbindung mit einer Kursschaltung sorgt für eine stetige Kommandoumwandlung. Die bodenseitige Wandlung erfolgte nach dem Vorschlag nach Telefunken gleichzeitig mit der elektrischen Ortung des Flugkörpers durch einer Rückstrahlblende (Rüse) unter Ausnützung seiner Plarisationsebene. Mit beiden Verfahren wird eine weitgehende Entfernung der bordseitigen erzielt. Die Verkleinerung des Aufwandes an Verlustgeräten ist bei der damaligen Engpasslage für die Sicherheitsstellung einer Serienfertigung von besonderer Bedeutung. Die Startversuche mit R I gaben dabei die Möglichkeit, beide Verfahren praktisch zu erproben und führten im Laufe der Erprobungs-Monate zu zahlreichen systematischen Versuchen. Die K-Steuerung selbst konnte daher zu dieser Zeit, in ihrer Entwicklung bereits nach den Erprobungen als fast abgeschlossen betrachtet werden.

Durch systematische Fortsetzung der während der Entwurfsarbeiten der R I begonnenen spreng-physikalischen Firmenversuche erfuhr die Ausbildung der Nutzlast für R III eine völlige Umgestaltung. Der Sprengwirkungsbereich bei gegebenem Nutzlastgewicht im Zusammenhang mit der Trefferwahrscheinlichkeit ist ein besonders bedeutungsvolles Problem und mitentscheidend bei der Beurteilung der taktischen Überlegenheit einer Flakraketenwaffe gegenüber der Flakartillerie.  Ausgehend von der bei der Truppe erreichbaren optischen und elektrischen Zielortungsgenauigkeit und der durch den Schützen und die Flugmechanik des Gerätes gegebenen Lenkgenauigkeit folgt al s Ergebnis für die Lenkung nach Zieldeckung bei optischer Sicht eine mittlere Zielablage von +/- 20 m, bei elektrischer Ortung und Lenkung eine solche von +/- 40 m. Diese Werte gelten für eine Entfernung  von 10 km und sind in erster Linie durch die Ungenauigkeit der Ortung bedingt, wobei die günstigsten Bedingungen angenommen worden sind.  Daher tritt an Stelle des beim Entwurf der R I  für reine Minenwirkung  vorgesehenen Ladungsaufbaues eine Laborierung mit dreiwandiger Brandsplitterhülle. Diese gibt noch auf 40 m Entfernung eine für die Vernichtung eines 4-motorigen Bombers  ausreichende Brandsplitterdichte. Auf die gleiche Entfernung musste zwangsläufig die Ansprechempfindlichkeit  des Abstandsmessers abgestimmt werden, welcher in der Zwischenzeit elektrisch und mechanisch so vereinfacht werden konnte, dass seine Unterbringung in der Spitze der Rheintochter ohne vorstehende Antenne, d.h. ohne Beeinträchtigung der Luftströmung, insbesondere im Überschall, gewährleistet ist.

 

Weise

Bild: Der Chef der Luftverteitigung Generaloberst Weise, nach einer Besprechung über die Aussichten der Fla-Rakete in Leba im November 1943

 

Ähnlich befruchtet durch den Erprobungsanlauf der R I wurde die Ausgestaltung der Bodenanlage, welche sämtliche für die Steuerung der Lafette, der Start und die Lenkung erforderlichen Bodengeräte umfasst. Neben der Vereinfachung der Beladung durch die Konstruktion einer auf kleinen ortsfesten Lafette mit Beladeschlitten Skizze 3, auf welcher breite in der Munitionsbereitstellung der Flugkörper eingeschoben werden kann, lief die Entwicklung der für das Einfädeln der Rheintochter nach dem Start in das optische oder elektrische Gesichtsfeld des Schützen notwendigen Vorhalterechners. Für die Durchführung der Zieldeckung nach optischer Sicht wurde zusammen mit der  Firma Askania das „Flakfolge-Gerät“ geschaffen. Eine weitere Ausgestaltung erfuhr die Bodenanlage durch den T-Rechner, welcher den Fehler des als bordseitigen Koordinatenwandler verwendeten gestützten Kreisels rechnet und die Bodenkommandos entsprechend korrigiert (die Entwicklung des T-Rechners wurde mit der Fa.Kreiselgeräte zusammen durchgeführt: das Gerät war in gleicher Form auch für die anderen Flakraketen einsatzfähig).

 

 

Startlafette Rheintochter III

 

 Skizze 3: ortsfeste Lafette mit Beladeschlitten für die R III

 

 

Zusammenfassend ergab sich aus den bisherigen Erprobungsergebnisse mit der R I Version und der dazumal angesehenen Kriegslage (1943-44) folgende Richtlinien für den Entwurf der R III Version:

 

1.
Bemessung der Nutzlast und der Abstandsmesser so, dass bei der für die optische oder elektrische Ziel- und Geschossortung und die Lenkfehler des Schützen gegebene Trefferwahrscheinlichkeit (die bei 10 km Schrägentfernung 20 bzw. 40 m beträgt) verrnichtende Wirkung gegen gepanzerte Bomber bis auf 40 m erzielt wird.
2.
Gleich gute Lenkfähigkeit im Unter- und Überschall, daher ausreichende Geschwindigkeitsreserve auch dann, wenn der Gegner zu Bombern und Jägern mit Strahlantrieb übergeht.
3.
Wahlweiser Einsatz bei schöner oder schlechtem Wetter.
4.
Kamfhöhe 15 km
5.
Verwendung der Flüssigkeits- oder Pulver-Marschtriebwerke je nach Rohstofflage. Das Pulvertriebwerk erscheint wegen seiner Handhabungssicherheit und der unbeschränkten Lagerfähigkeit in der Feuerstellung geeigneter.
6.
Verringerung des Gesamtgewichts bei Vergrösserung des Schubes.
7.
Ersatz von Sparstoffen durch weitgehende Verwendung von Stahl.
8.
Verringerung des bordseitigen Geräteaufwandes und robuste Bauweise bei weiten Fertigungstoleranze, ermöglicht durch die Anwendung der Rheinmetall-K-Steuerung.

 

Diese Forderungen sind in der R III erfüllt, wobei die gesamte in der vorderen Hälfte der des Flugkörpers zusammengefasste Lenk- und Zündanlage der R I in ihrer letzten bereits in allen Teilen erprobten Form übernommen werden konnte..

 

 

b. Aufbau und Triebwerk der R III

Anhand der Abb.1 wird zunächst eine Kurzbeschreibung der R III vorangestellt. Wieder ist die Entenbauweise gewählt mit einem vorn liegenden Höhen- und Seitenruderpaar. Die vordere Flugkörperhälfte (im folgenden als Lenkteil berechnet und bezeichnet) enthält sämtliche elektrische Einbauten, dahinter schliesst sich das Marschtriebwerk an: es trägt das aus 4 Halbflügeln bestehende Tragwerk. Wahlweise dient als Triebwerk ein Flüssigkeits- (R III f) oder Langzeit-Pulverantrieb  (R III p). Die Nutzlast befindet sich bei der R III f zwischen beiden Triebwerkstanks, bei der R III p liegt sie wieder wie bei der R I hinter der Brennkammer und bildet das Heck des Rumpfes. An Stelle der zentralen am Heck angreifenden Startrakete bei der R I erhält die R III ihre Anfangsbeschleunigung durch 2 beiderseits des Marschtriebwerks aussengreifende Startraketen.

 

 

Aufbau der Teile

 

Skizze 4: Konstruktion der Einzelteile R III

 

Im folgenden wird auf die Einzelheiten der Konstruktion anhand der Skizze 4 in der Rheinfolge von der Rumpfspitze bis zum Heck fortschreitend eingegangen, und zwar für die R III f. Das Triebwerk der R III p hat im übrigen die gleiche Aussenform und die gleiche vordere, alle elektrischen Teile enthaltende Flügkörperhälfte. Bereits im vorigen Abschnitt wurde vorausgeschickt, dass die vordere Rumpfhälfte vollständig vom Gerät R I übernommen werden konnte. Hinter dem in der Spitze (a)  untergebrachten Abstandsmesser, der von einer Haube aus Isolierstoff verkleidet ist, liegt der Steuerkopf mit der Rudermaschine(d), durch welche die Verstellung der beiden Ruderpaare (b) von den 2 Elektromotoren (e) vorgenommen wird. Die Rudermaschine ist von einem dünnwandigen Gehäuse aus einer Schmelzlegierung umgeben und besitzt vorn die Lager zur Aufnahme der beiden senkrecht zueinander stehenden Steckachsen (c), deren Stummel aus dem Gehäuse herausragen. Die einzelnen Ruderpaare können mit je einer Passschraube in einfacher Weise mit den Achsen fest verbunden werden. An den Steuerknopf schliesst sich das Mittelgehäuse (f) für die elektrischen Einbauteile an.

Der Empfänger, die Batterien (g), der Umformer und der gestützte Kreisel (i) für die K-Steuerung (Kurs-Steuerung) sind in einem Einbaurahmen (h) elastisch aufgehängt. Wie bereits erwähnt, besitzt die R III keine Querruder mehr. Die im weiter unten folgenden Abschnitt behandelte „Rheinmetall-Borsig-Steuerung“  sorgt dafür, dass unabhängig von dem jeweiligen Rollwinkelwert die vom Lenkschützen befohlene Querkraft erhalten bleibt. Bei der konstruktiven Gestaltung der vorderen Gehäuseteile wurde  auf leichte Austauschbarkeit von Einzelgruppen und ganzen Geräteteilen Wert gelegt und Sparstoffe weitgehend durch Stahl ersetzt. Den grössten Teil des Rumpfes nehmen wieder die Bauelemente des Marschtriebwerks ein. Bei der R 3 f werden als Flüssigkeitskomponenten Visol (Dieselöl) und Salbei (Salpetersäure) verwendet. Unter Pressdruck gelangen sie in den Ofen und werden dort verbrannt; ihre gasförmigen Verbrennungsproduckte treten mit hoher Geschwindigkeit durch die Düse der Brennkammer und geben die Rückstosskraft an das Gerät ab.

Die Tankgewichte beider Komponenten betragen 336 kg Salbei und 89 kg Visol. Als Pressluft  sind zusätzlich 18 kg Stickstoff erforderlich. Bei dem Entwurf des Marschtriebwerkes waren Schwerpunktewanderungen des Gesamtgerätes während des Entleerens des Tanks möglichst klein zu halten, um die Konstanz der Stabilität zu erhalten. Aus dieser Forderung heraus ergab sich die Reihenfolge der Triebwerksteile: Vorn befindet sich der unmittelbar an das Mittelgehäuse des Lenkteils angeflanschte Salbeibehälter (k) dahinter folgt das Zweikammergehäuse, dessen vordere Kammer (l) die Brandsplitterlaborierung trägt, während die hintere Hälfte (m) das Visol aufnimmt. Daran schliesst sich die Kugel (n) für das Pressluft an.  Den letzten Teil des Triebwerks bildet die Brennkammer (o) mit der Düse. Eine dünne Blechhaube (p) von paraholischer Aussenform verkleidet die Kugel und Brennkammer und vervollständigt damit die aerodynamische Form des Rumpfes. Für die Entleerung der Tanks wird ihrer oberen Hälfte Pressgass (Stickstoff) zugeführt, während im Innern je ein allseitig schwenkbarer Rüssel (q) den kugelförmig ausgebildeten Teil bleibt. Die Rüssel unterliegen denselben Beschleunigungen wie die Flüssigkeiten und tauchen deshalb stets in die Flüssigkeiten ein. Der Schub bleibt während der ersten 25 s konstant bei 1700 kg und steigert von da ab bis zur 45. Sekunde auf etwa  2300 kg an. Dieser Vorgang wird durch ein besonderes Reduzierventil (r) erreicht, welches  den Brenngasdruck  in den Tanks kontant auf 25 atü hält und später auf 33 atü steigert. Der Salbeibehälter trägt innen ein dünnes Aluminiumhemd als Auskleidung und gewährleistet damit eine Lagerfähigkeit von ½ Jahr. Aus dem gleichen Grunde sind sämtliche übrigen Teile, die ständig mit der Salpetersäure in Berührung stehen, aus Rein-Aluminium: Lediglich das elastische Glied des schwenkbaren Rüssels besteht  aus einem Wellblechrohr von V 2 A-Stahl. Die von den Tanks zur Brennkammer führenden Rohrleitungen sind unmittelbar hinter den Tanks durch dünne Brechlatten luft- und wasserdicht verschlossen: das öffnen erfolgt erst nach dem Einströmen der Pressgases (Stickstoff), welches durch seinen Druck die Brechplatten zerstört. Zur Vereinheitlichung  der Rohrleitungen und Anschlussstücke wird bei sämtlichen Leitungen der gleiche Querschnitt verwendet: der grösseren Fördermenge von Salbei ist durch Anordnung von 3 Rohrleitungen Rechnung getragen.

Die Aussenwand des Zweikammergehäuses ist durch eingeschweisste Ringe versteift: sie trägt aussen zur Aufnahme der Halbflügel je 2 aufgeschweisste Führungsschienen, in welche der Flügelfuss eingeführt und durch eine Schraube gesichert wird. Die Flügel (S) bestehen aus Lignfolholz (Bei einer entsprechenden  Grossserie der R III  sollte nach den Planern an Stelle der Lignofolholzes wegen der knappen Phenolbasis Sperrholz verwendet werden !). Die an das Zweikammergehäuse anschliessende Pressgaskugel ist durch elastische Flanschverbindungen mit dem Boden des Visoltanks  verschraubt. Sie besteht aus 2 in der Mitte zusammengeschweissten Halbkugelschalen aus dünnem Stahlblech und wird mit Stickstoff von 250 atü gefüllt.  Das Druckgas tritt durch eine kurze Rohrleitung  in das Reduzierventil. Die Zündung des Marschtriebwerks erfolgt durch Aufschiessen des Reduzierventils, worauf das Druckgas in die Behälter strömt und die beiden Komponenten in den Ofen drückt. Sämtliche Rohrleitungen und Kabelkanäle werden auf der Oberseite de Rumpfes entlang geführt und sind durch einen der Rumpfform gut angepassten Kabelkanal abgedeckt.

Unter dem Salbeibehälter und des Zweikammergehäuse ist je eine Lasche angeschweisst, in die der vordere und hintere Gleitschuh sich so einhaken lassen, dass nach dem Start die Führungsschuhe sich selbständig vom Körper lösen.

Bei  Verwendung des Pulverlangzeittriebwerks an Stelle des Flüssigkeitsantriebes ändert sich der Gesamtaufbau der R III nur wenig. In dem vorderen Lenkteil schliesst sich jetzt die Brennkammer aun und bildet den Hauptteil des zylindrischen Rumpfes.  Diese Kammer wird vorn nach dem laborieren durch einen Schraubdeckel abgeschlossen. Die Zündung der Ladung (450 kg Diglykolpulver) erfolgt durch eine Sonderzündschraube über eine Beiladung grobkörnigen Schwarzpulvers. Wandstärke, Form und Isolation der Pulverstangen sind so gewählt, dass ein annähernd konstanter Schubverlauf mit einer Brennzeit von etwa 50 s besteht. Die Brenngase strömen 4 Schubdüsen aus, welche schräg nach hinten aus der Heckverkleidung herausragen. Den Heckteil der Zelle bildet wieder eine Verkleidung von paraholischer Aussenform, welche von hinten über die Nutzlast geschoben und an der Brennkammer befestigt wird.  Die Nutzlast selbst besteht aus einem zylindrischen Blechmantel mit einer Brandsplitterlaborierung von 150 kg Gesamtgewicht. Es sind 60 kg schwere Brandsplitter, angeordnet in 3 konzentrischen Kränzen, bei einer Gesamtsplitterzahl von 1700 Stück. Die Beschussversuche haben gezeigt, dass bei dieser Anordnung noch in 35 m Entfernung eine für die Vernichtung einer B 17 / B 24 ausreichende Splitterdichte von 0.3 erzielt wird.

Die Geräte R III f und R III p werden in gleicher Weise durch zwei rechts und links vom Rumpf zwischen den schräg stehenden Flügeln befestigte Grundantriebe gestartet.  Diese sind durch je eine Sollbrechschraube befestigt, deren Bruchfestigkeit für die normalen, beim Transport und Beladen der Lafette auftretenden Stossbeanspruchungen ausreicht. Dagegen werden sie bei Beginn der Startbeschleunigung abgeschert, worauf sich Knaggen (v) an den Brennkammern in entsprechende  Schuhe (w) des Rumpfes legen und die Startschubkraft auf den Gesamtkörper übertragen. Die Startraketen stehen jetzt nicht mehr in fester Verbindung mit dem Rumpf und werden nach Brennschluss unter der Einwirkung der nach aussen gerichteten Querkräfte der beiden Abtriebsflächen (x) so von der Flugrakete losgerissen, dass keine Berührung mit dem Rumpfe oder dem Tragwerk auftreten kann. Die Startbrennkammern bestehen aus Stahlrohren von 320 mm Durchmesser und 7 mm Wandstärke, welche hinten durch einen aufgeschweissten Stahlboden und vorn durch einen aufgeschraubbaren Deckel abgeschlossen sind. Die Achsen der Düsen (y) sind auf den Schwerpunkt des Gesamtkörpers gerichtet, um bei ungleichmässigem Abgang ein Drehmoment zu vermeiden. Das Gewicht  der beiden laborierten Startraketen beträgt 390 kg, wovon 170 kg (Diglykol-Profilpulver) auf die Ladung entfallen. Sie erteilen der R III innerhalb 1 s eine Anfangsgeschwindigkeit von 200 m/s bei  einem Schub von 25000 kg/s.

 

 

c. Aerodynamik und Kampfraum

Im aerodynamischen Aufbau unterscheidet sich die R III nicht wesentlich von Ihrem Vorgänger R I. Die Entenbauweise mit vorn liegendem Leitwerk und dahinter befindlichem Tragwerk wurde beibehalten, da sie sich in der Erprobung sehr bewährte. Windkanalmessungen im Unter- und Überschallbereich bestätigen, dass in beiden Bereichen nahezu die gleichen Querkräfte durch Verstellung der Ruder erzeugt werden können. Dies ist wichtig, da die Schallgrenze zweimal durcheilt wird hierbei eine stetige Lenkung die Voraussetzung für einwandfreie Zieltechnik bildet. Die aerodynamische Leistung der R III kann durch den kleinstmöglichen Krümmungsradius der Flugbahn gekennzeichnet werden und beträgt in Bodennähe 1000 m. Das Tragwerk selbst ist jetzt 4-strahlig ausgebildet. Es besteht aus zwei zueinander senkrecht stehenden Flächenpaares. Charakteristisch ist die starke Peilung der Tragflächen und die sehr geringe Dicke der Flügelprofile. Die Flügeltiefe wurde zur Vermeidung einer unerwünschten Neutralpunktverschiebung beim Übergang zum Überschall so gering wie möglich gewählt.

Einleitend wurde bereits auf das Zieldeckungsverfahren hingewiesen. Diese Lenkmethode bestimmt, zusammen mit den Flugmechanischen Kennergrössen des Treffraums der R III, daher den Raum, innerhalb dessen sämtliche Treffpunkte liegen. In diesem Raum ist das Ziel auch bei Ausweichbewegungen nicht mehr in der Lage, sich der Rakete zu entziehen. Der Treffraum, der die Punkte angibt, wo sich das Ziel im Zeitpunkt des Zusammentreffens mit der Rakete befindet, kann man den Kampfraum gegenüberstellen, der die Lage des Zieles für den Startzeitpunkt bestimmt. Letzerer wird aus dem Treffraum ermittelt.

Für den Treffraum der R III wurde die in den "Technischen Daten", aufgeführten Werte zugrunde gelegt. Bei der Bezugsfläche von 0,226 m2 beträgt der e/a-Wert =5. Benutzt wurden die von der H.A.P aufgestellten Beziehungen, aus denen, man den in der Skizze 5 dargestellten Trefferraum als Vertikalschnitt erhält. Entsprechend der Eigenart der R III, welche mehr einen Geschoss ähnelt, hat der Treffraum einen halbkreisförmige Gestalt. Bei dem oberen Treffraum, dessen Begrenzung im Zenit 15 km Höhe erreicht, ist Geradeausflug des Zieles angenommen (Lastvielfaches  n=0), während der kleinere Treffraum für Abwehrbewegungen des Zieles (Lastvielfaches n=2) gilt. Die Höhe verkleinert sich dabei auf 14 km. Beide Treffräume haben eine innere Begrenzung, welche einen toten Raum um die Startstelle festlegt. Diese reicht bei  n=0 bis 4 km, bei  n=2 bis 7 km Höhe und ist durch die grösstmögliche Querkraft der Rakete bedingt. In der gleichen Anlage wurde die Abhängigkeit der Bahngeschwindigkeit von der Flugzeit dargestellt.

 

Kampfraum

Skizze 5: dargestellten Trefferraum als Vertikalschnitt

 

 

 

III. Technische Daten

Gerätetypen: R I und R III

Kennwerte der Rheintochter Flakrakete

Rheintochter
R I
R III
Gesamtgewicht
1750 kg
1450 kg
Gewicht des Flugkörpers
1000 kg
1050 kg
Gesamtlänge
6250 mm
4750 mm
Schub des Marschtriebwerkes
40000 kg/s
80000 kg/s
Schub des Startantriebs
45000 kg/s
28000 kg/s
Anfangsgeschwindigkeit
250 m/s
200 m/s
Kampfhöhe
6 km
15 km
Gröster Ruderdrehmoment
-
25 kgm
Verstelllgeschwindigkeit der Ruder
-
30°/s
Gesamtleistungsaufnahme
-
630 W

 

 

 

 

d. Lenkung und Stromversorgung

 

1.) Prinzip

2.) Geräteausrüstung

 

1. Prinzip

Wie im ersten Abschnitt schon erwähnt, sind für die Lenkung 2 Verfahren vorgesehen. Das eine nimmt die rollwinkelabhängige Koordinatenwandlung am Boden vor; Das Verfahren stand in diesen Kriegsjahren noch in den Kinderschuhen  und wurde von der Telefunken GmbH entwickelt. Das zweite Verfahren die „K-Steuerung“ von der Firma Rheinmetall-Borsig entwickelt verwendet einen bordseitigen Koordinatenwandler und wird noch in diesem Abschnitt dieses Berichtes weiter unten ausführlich beschrieben.


Für die Verstellung der Ruder auf hochfrequentem Weg ist das sogenannte „ Kogge“-Verfahren und damit die Verwendung der Empfänger „Brigg“ bzw. „Fregatte“ und der Sendeanlagen „Kran“ oder „Kohlmeise“ in den späten Kriegsjahren vorgesehen worden. Während den Erprobungen bzw. bis zum Einsatz der neuen Geräte „ R III“ kamen noch die „Kehl-Strassburg“ Technik  zur Anwendung.
Das Gerät R III wird, wie bereits erwähnt, nach dem „Zieldeckungsverfahren“  bei optischer oder elektronischer Beobachtung von einem Kommandogeber am Boden über Funklenkkommandos nach kardanischen Koordinaten gelenkt.  Die Übertragung dieser Kommandos geschieht nach einem Impulsverhältnisverfahren mit einer Grundfrequenz von 25 Hz. Gegenüber früheren Verfahren wurde die Impulsfrequenz von 30 Hz (Rechteckspannung) aus einer dem Netz entnommenen sinusförmigen Spannung abgeleitet und das Impulsverhältnis durch verschieben eines Röhrenarbeitspunktes in den Grenzen +/- 0,33 verändert, wobei das Impulsverhältnis bzw. der Kommandowert definiert ist als K= a-b/a+b. So dass a bzw. b die Impulslängen bedeuten.

1944 wird das Impulsverhältniss wird in den Grenzen +/- 0,5 über eine dreieckförmige Hilfsspannung mit einer Grundfrequenz von 25Hz hergestellt. Die Erzeugung dieser Spannung erfolgt in der sogenannten "Klapper" (Entwickelt durch Strassfurter Rundfunk), welche im wesentlichen aus einer Relais-Kompination in definierter Selbsterregarschaltung besteht und mit Kondensator-Auf-und Entladungen arbeitet Skizze 6.

Durch Verändern des Gleichspannungsmittelwertes über die Potentiometer P1 und P2 des Lenkknüppels „Karte“  werden die Umschlagseiten eines Relais  R1 bzw. R2 über einen Verstärker verschoben. Die Kontakte dieses Relais schalten unmittelbar die Kommandofrequenzen f1 bis f4, welche ihrerseits den Sender modulieren. Die Bedeutung der Differenzierglieder und der Aufteilungspotentiometer wird weiter unten im Bericht beschrieben.

 

 

Skizze 6

Skizze 6: definierte Selbsterregarschaltung / Boden-Lenkkontrolle

Im HF-Empfänger werden die Signale verstärkt, demoduliert und die Kommandofrequenz mit Hilfe von Regonanzkreisen  getrennt. Die niederfrequenten Spannungen werden gleichgerichtet und die so erhaltenen Gleichspannungen steuern je eine Röhre, in deren Anodenkreis ein polarisiertes Relais leigt. An den Kontakten  H und S dieser Relais Skizze 7 erscheint das jeweilige Impulsverhältnis, das dem Sollwert des Kommandos proportional ist.  Durch Auf- und Umladen des Kondensators C1 (c4) über den Wiederstand R1 (r4) entsteht an C1 (c4) eine dem jeweiligen Impulsverhältnis proportionale Gleichspannung, deren Überlagerte Wechselspannung 25 Hz durch eine  Wiederstands-Kondensatorkette  R2,C2,R3,C3, (r5,c5,r6,c6) geglättet wird. Die Ladeströme erzeugt ein Gleichrichter, bestehend aus den Trockengleichrichtern G1 und G2 (g3 und g4) und den Ladekondensatoren C7 und C8 (c9 und c10). Die Gleichrichter werden mit 500 Hz gespeist. Die Gleichspannung wird in der Röhre  Rö 1 (rö 2) verstärkt.

 

 

Skizze 7

Skizze 7: Stromlaufbild der Lenkanlage

 

 

Die Ruderzuordnung an die jeweilige Achslage wird durch Rheinmetall-Borsig-Komponentensteuerung  (Koordinatenwandlung) vorgenommen. Zu diesem Zweck werden die verstärkten Kommandospannungen über eine Vierfach-Spannungsteileranordnung (RP 1  bis RP 4) mit sinusförmiger Widerstandsverteilung geführt, deren 4 Stromabnehmer (Schleifer) mit Hilfe eines Lagerkreisels stabilisiert werden. In der dargestellten Schaltung erfolgt in Abhängigkeit vom Drallwinkel eine Transformation der Lenk-Vektor-Komponenten durch Aufteilung der Kommandospannungen SH und SS und anschliessender Summierung der Teilspannungen. Die neuerhaltenen Kommandospannungen KA und KB werden auf den Eingang der Rudermaschine gegeben. Dieser Vorgang lässt sich mathematisch wie folgt ausdrücken:

 

Tabelle 1

Tabelle 1

 

Hierin bedeuten:

 

SH
=
Kommandospannung für das Höhenruder (Bodenkommando)
SS
=
Kommandospannung für das Seitenruder (Bodenkommando)
KA
=
Transformierte Kommandospannung für das Ruder A (identisch mit Höhenruder)
KB
=
Transformierte Kommandospannung für das Ruder B (identisch mit Höhenruder)
Y
=
Darllwinkel

 

Um das notwendige Drehmoment an der  Empfindlichkeitsachse des Kreisels aufzubringen, welches durch die Vierfach-Spannungsteileranordnung entsteht, und um do die volle Stabilisierung in allen sich aus dem Kampfraum ergebenden Raumlagen der Längsachse zu gewährleisten, ist der Lagenkreisel gestützt. Infolge dieser Stützung tritt in Abhängigkeit von den Flugbahnen eine zusätzliche Drehung des Kreisels um die Empfindlichkeitsachse um einen Winkel  „T“ ein. Dabei ist eine Drehung des Flugkörpers um die senkrechte Achse eines Kegels um einen Winkel „o dt“  angenommen, wobei der Winkel der Kantenfläche gegenüber der Horizontalebene „y“ beträgt. Der sogenannte „Taumelfehler“ „T“ ergibt sich aus der Beziehung:

 

Tabelle 2

Tabelle 2

 

Dieser Fehler, der zwangsläufig eine Drehung des Lenkvektors zur Folge haben würde, muss durch einen  sogenannten T-Rechner eliminiert werden, wobei an Stelle von „o“ und „y“ der Körperlängsachse die Richtungswinkel  „o“ und „y“ des Richtstrahls genommen werden. Nach der obigen Gleichung (Tabelle 2)   wird bodenseitig der Winkel „T“ aus den zu jedem Zeitpunkt gelieferten Werten für  „o“ und „y“ über elektrisch-mechanische  Getriebe errechnet. Um den gleichen Winkel „T“ verstellt sich eine Achse, welche die Schleifer einer Vierfach-Spannungsteilanordnung betätigt, die mit den vom Lenkknüppel zugeleiteten Kommandospannungen gespeist werden. Es erfolgt nun in einer entsprechenden Schaltung eine Transformation der Lenk-Vektorkomponenten (Skizze 6) durch Aufteilung der Kommandospannungen mittels der 4 Potentiometer RP 1 und RP 4 und anschliessender  Summierung der Teilspannungen, wie sie bereits oben für den Koordinatenwandler beschrieben wurde. Die neu erhaltenen Kommandospannungen werden auf den HF-Sender gegeben. Da für die Berechnung von „T“  wie oben angegeben, zunächst „o“ und „y“ des Visierstrahls statt „o“ und „y“ des Körpers zugrunde gelegt wird, ist unter Umständen eine Korrektur erforderlich, welche die wirkliche Lage des Körpers im Raum berücksichtigt.

Die Röhre R3 3 (r3 4) im Röhrenteil der Rudermaschine wird mit der Differenzspannung von Soll- und Istwert gesteuert. Die Sollwertspannung entsteht in den Ringpotentiometern, die Istwertspannung  am Istwertpotentiometer  JP 1 (jp 2), das von der Ruderwelle unmittelbar verstellt wird. Beide Spannungen liegen mit einer dritten Reihe, die eine Tachometermaschine TH (ts) liefert. In den Anodenkreis ist ein neutrales Steuerrelais T1 (t2) geschaltet. Die weitere Anordnung besteht aus einer Anzahl Relais, die vom Steuerrelais T1 (t2) betätigt werden und ihrerseits den Verstellmotor schalten. Die einzelnen Vorgänge sind im folgenden näher beschrieben:

Zunächst sei vorausgesetzt, dass kein Kommando gegeben wird und Soll- und Istwert übereinstimmen. Dann ist die Differenzspannung Null, die Röhre Rö3 (rö 4) entriegelt, und das Relais T1 (t2) wird angesprochen. Über den Kontakt T1 (t2) sprechen die Relais A1 und C1 (A2 und C2) an und legen ihre Kontakte a1 und c1 (a2 und c2) um. Das Relais S1 (s2) bleibe zunächst unberücksichtigt. Dadurch erhält der Verstellmotor MH (ms) Strom in einer Richtung, läuft an und setzt die über Stirnräder gekoppelte Tachometermaschine TH (ts) in Bewegung. Sobald der Motor  und damit die  Tachometermaschine eine bestimmte Tourenzahl erreicht ist, genügt deren Ankerspannung, um die Röhre Rö3 (rö4) zu verriegeln, so dass kein Anodenstrom mehr fliesst, das Relais T1 (t2) die Anspannung verliert und seinen Kontakt t1 (t2) umlegt. Dadurch fallen A1 und C1 (A2 und C2) ab, B1 und D1 (B2 und D2) werden angesprochen. Durch das Öffnen der Kontakte a1 und c1 (a2 und c2) und schliessen von b1 und d1 (b2 und d2) erhält der Verstellmotor MH (MS) Strom in entgegengesetzter Richtung, wodurch dieser abgebremst und dann in umgekehrter Richtung beschleunigt wird. Hat diese gegenläufige Drehung eine bestimmte  Tourenzahl erreicht, so wird durch die Tachometerspannung die Röhre  Rö3 (Rö4) wieder entriegelt, das Relais T1 (T2) angesprochen und der Vorgang beginnt von neuem. Der Verstellmotor pendelt also mit bestimmter Frequenz, welche durch die Dimensionierung der Tachometermaschine eindeutig festgelegt sind, um die Nullstellung. Der Betrag der Pendelung  wird so klein gehalten, dass er im Zahnspiel des Getriebes verschwindet und sich daher an der Ruderwelle praktisch nicht sehr bemerkbar macht.

Wird nun der Sollwert über Funklenkkommando geändert, daher dem Ruder eine andere Stellung vorgeschrieben, so tritt eine Differenzspannung zwischen Ist- und Sollwertspannung ein, die im Allgemeinen  grösser ist als die Spannung der Tachometermaschine. Rö3 (Rö4) wird also je nach Polarität der Differenzspannung ent-  oder verriegelt. Der Verstellmotor läuft nun ohne Pendelung so lange in der gegebenen Richtung, bis der statische Ausregelzustand erreicht wird, daher Ist- und Sollwert wieder gleich sind. Um den neuen Nullpunkt beginnt wieder die oben beschriebene Pendelung.

Der Vorteil der Anordnung liegt einmal in der kleinen Reizschwelle, denn die geringe Differenz zwischen  Ist- und Sollwertspannung macht die Pendelung unsymmetrisch und bewirkt damit im Integral eine Stellungsänderung der Ruderwelle,. Ferner wird die Verwendung eines selbsthemmenden  Gliedes im Getriebe, z.B Schnecke und Schneckenrad entbehrlich, da der Verstellmotor praktisch dauernd unter Strom steht und die erforderlichen Momente jederzeit an der Ruderwelle auftreten. Über den Kontakt t1 (t2) wird ausser dem Stromkreis für die Relais A1 und C1 (A2 und C2) bzw. B1 und D1 (B2 und D2) noch ein Stromkreis für das Relais S1 (S2) während des Pendelvorgangs nicht anziehen kann. Erst wenn t1 (t2) infolge einer grösseren Differenzspannung längere Zeit anliegt, die Pendelung also aufhört, wird S1 (S2) über eine seiner beiden Wicklungen angesprochen und bringt über den Kontakt S1 (S2) das Relais ZS1 (ZS2) zum Anzug. Dadurch schaltet der Ruhekontakt zs1 (zs2) den Motorstromkreis von 24 Volt Betriebsspannung ab, während der Arbeitskontakt zs1 (zs2) 48 Volt Betriebsspannung anschaltet. Mit dieser Massnahme lässt sich die aufgenommene elektrische Leistung während des Pendelns, daher im Leerlauf auf die Hälfte des Vollwertes (250 statt 450 Watt) herabsetzen.

 

2. Geräteausrüstung

In der Skizze 8 sind die funktionellen Zusammenhänge der elektrischen Geräte schematisch dargestellt.

 

Antenne, Empfänger


Die Antennenanlage besteht aus 2 symmetrischen Antennendrähten mit anschliessenden konzentrischen Kabeln, die sich in zwei gegenüberliegenden Holzflügeln befinden und in Nuten an den Flügelhinterkanten  befestigt sind. Die Kabel enden in Anpassungsgliedern in den Flügelwurzeln; von diesen führen die konzentrischen Kabel in das Heckgehäuse hinein und vereinigen sich dort zu einem einzigen Kabel, das durch einen Kabelkanal zum Mittelgehäuse und dort zum HP-Eingang des Empfängers führt.

 

Zusatzgerät

 

Der Relaisausgang des Empfängers ist auf ein Zusatzgerät FK 25 geschaltet, in welchem getrennt nach Höhe und Seite, durch Kondensatorumwandlung eine dem Impulsverhältnis proportionale Gleichspannung erzeugt wird. Eine Siederstand-Kondensator-Anordnung befreit diese Kommandogleichspannung von der überlagerten Wellenspannung, Anschliessend wird die Kommandospannung einstufig verstärkt und erreicht die für die Koordinatenwandlung (Komponentensteuerung)

Bestimmten Potentiometer (siehe Skizze 7). Diese Potentiometer (d) sind mit dem Stabilisator, bestehend aus einem Lagenkreisel (a) mit Stützmotor (b), Regelungs- und Entfesselungseinrichtung (c) , in einem Bauelement vereinigt.

Empfänger, Zusatzgerät und Koordinatenwandler befinden sich gemeinsam mit den anderen Einbauten, über die im folgendem noch berichtet wird, in einem Geräterahmen, der mittels Gummilagern elastisch gedämpft aufgehängt ist. Damit lässt sich der steile Anstieg der Anfangsbeschleunigung abflachen und weiterhin die durch das Triebwerk hervorgerufenen  Erschütterungen herabsetzen. Gleichzeitig werden die Geräte durch diese Art der Aufhängung vor schädlichen Erschütterungen beim Transport geschützt.

 

Skizze 9

Skizze 8: Darstellung der Lenkung und Stromversorgung R III

 

 

Rudermaschine

Der Steuerknopf ist der gleiche geblieben wie bei der R I; er vereinigt die beiden Rudermaschine für Höhe und Seite mit dem dazugehörigen Röhren- und Relaisteil und der Stromversorgung und besteht aus dem Getriebebock  und dem Steuergehäuse. Erstere (Anlage 9a) enthält getrennt für Höhe und Seite 2 Elektromotoren (a), 2 Stirnraduntersetzungen (b) 1 : 900 und zwei Tachometermaschinen (c), ausserdem für beide Achsen gemeinsam einen Röhrenteil mit Stromversorgung (d) und einem Relaisteil. Die beiden letzteren sind auswechselbar, die Verbindung wird über Lötleisten hergestellt. Da die Stirnräder in Stahlbuchsen gelagert sind, werden keine Kugellager benötigt, was für die Serienfertigung von besonderer Bedeutung ist.

Das Steuergehäuse (Anlage 9b) enthält die beiden Achsen a und b für Höhen- und Seitenruder mit je einem Zahnsegement c  und d, in welche die letzten Ritzel des Getriebes eingreifen. Ferner befindet sich im Steuergehäuse zwei Istwert-Potentiometer, die mit 1 : 10 auf die Ruderachsen untersetzt sind.

Die Hauptdaten der Rudermaschine sind folgende:

Verstellwinkel 1/- 10°

Bei einem Drehmoment von 25 m kg je Achse in jeder Stellung betragen:

Verstellgeschwindigkeit
=
30° /s
Nullpunktunruhe
=
+/- 0,5°
Verstellgenauigkeit
=
+/- 0,5°
Leistungsaufnahme
=
450 W (für beide Achsen)
Leistungsaufnahme im Leerlauf
=
250 W (für beide Achsen)

 

Kanu

Das Gerät "Kanu" kommt in Verbindung mit HF-Empfänger "Brigg" zur Anwendung. Es dient zur Erzeugung des Zündimpulses mit Hilfe einer Phantomschaltung für den Fall einer Zündung über den Funklenkkanal. Der Zündimpuls kann bei der Entfernungsübereinstimmung zwischen Luftziel und Rakete (Koinzidenztverfahren) oder für das Zerlegen nach einem Fehlschuss oder Versager des Zielabstandzünders vom Lenkschützen gegeben werden. Der Zündimpuls wird vom „Kanu“,d as seinen Platz im Einbaurahmen hat, an das Relais im Kondensatorzünder weitergegeben.

 

Rückstrahlsender

Der Rückstrahlsender „Rüse“ (eine Entwicklung von Telefunken) ist in einer aerodynamischen Verkleidung an einem Flügelende angebracht. Die Speisung erfolgt über ein Kabel, das durch eine Nut der Flügelhinterkante in das Heckgehäuse verlegt wird und von dort durch den Kabelkanal zum Mittelgehäuse führt.

 

Stromversorgung

Die Stromversorgungsanlage besteht aus einer Blei-Akkumulatoren-Batterie von 2 x 13 Zellen, type AFA 3 T 50/80, einem Gleichstrom-Gleichstrom-Drehstrom-Umformer GGDU 30, der gleichstromseitig  den Anodengleichstrom für Rüse und HF-Empfänger erzeugt und drehstromseitig den Verstärker der Rudermaschine und das Zusatzgerät FK 25 speist. Die Batterie ist so dimensioniert, dass bei  Vollast die festgelegten Normspannungen 24 V und 48 V mit einer Toleranz von etwa +/- 10 Ohmen  eingehalten werden. Infolge des gross gewählten Unterschiedes zwischen Leerlauf und Vollastspannung ergibt sich eine gute Ausnutzung der Kapazität.  In das Mittelgehäuse ist eine 14-polige Abrisssteckvorrichtung eingebaut, die mit einem lafettenfesten Gegenstück verbunden wird und folgende Funktionen übernimmt:

1.
Zuführung von Fremdstrom für den Anlauf und Betrieb der Geräte bei Prüfung und Startvorbereitung.
2.
Abreissen des lafettenfesten Steckerteils zu Beginn des Starts und damit Trennung von der Bedienungsanlage

 

Die Umschaltung von Fremd- auf Bordbatterie erfolgt über mechanisch betätigte Einschaltkontakte im Kreisel. Die Skizze 9 zeigt  den gesamten Stromlauf des Bordnetzes, ferner das Kommandonetz, soweit es für das umittelbare Zusammenwirken mit dem Bordnetz in Frage kommt.

 

Skizze 8

Skizze 9: zeigt den gesamten Stromlauf des Bordnetzes

 

 

 

 

IV. Startvorbereitung

Bedienung und Start

 

Nach dem Beladen werden Abrissvorrichtung und Zünderladestecker mit den entsprechenden Gegenstecker am Gerät verbunden; die Belademannschaft verlässt die Lafette.

 

1.
Sobald im Lagerraum der Ladestellungsgeberumschalter auf Wachlauf gestellt wird, ist über einen gekoppelten Sicherheitsschalter der Stromkreis für die Zündung des Startantriebs vorbereitet.
2.
Über den Hauptschalter SH im Lagerraum wird ein Umformer 300 Volt Drehstrom / 27 Volt Gleichstrom eingeschaltet,der sich in einem Schaltkasten in unmittelbarer Nähe der Lafette befindet. Über die  Leitungen + B und –B wird nun das Bordnetz mit Fremdstrom gespeist . Dadurch läuft an Bord der Gleichstrom-Umformer GGDU 30 und der Kreisel an; ferner werden die Verstärkerröhren geheizt. Der Umformer liefert Gleichstrom 210 V für die Anodenspeisung des Empfängers  und des Rückstrahlsenders. Ausserdem speist der Umformer drehstromseitig den Verstärker der Rudermaschine, das Zusatzgerät FK 25 und den Abstandsmesser. Sobald der Hauptschalter SW eingelegt wird, beginnt im Lagerraum das Zeitrelais RS anzulaufen, das nach 60 s seine Kontakte rg und rg2 schliesst. Diese Zeit entspricht der Zeitdauer des Hochlaufens der elektrischen Bordgeräte bis zu ihrer vollen Funktionsfähigkeit. Über  rs1 leuchtet nun eine gelbe Lampe im Lagerraum und in der Batteriebefehlsstelle (BBS) auf zum Zeichen der Beendigung der Startvorbereitung.  Über FE2 wird die Anodenleitung vorbereitet.

 

Mit dem Lafettenschalter in der BBS kann eine Lafette ausgewählt werden, deren beendete Startvorbereitung durch Aufleuchten der gelben Lampe gekennzeichnet ist. Dadurch wird:

 

1.

Eine grüne Lampe im Lagerraum, in der BBS und beim Lenkschützen zum Zeichen der Startbereitschaft (Feuer frei) eingeschaltet.

2.

 

Sender „Kran“ und FF-Empfänger „Brigg“ über die Abstimmleitung verbunden
3.

Die Anodenspannung für „Brigg“ und „Rüse“ eingeschaltet. (Es erfolgt die selbsständige Nachtstimmung des Senders „Kran“ auf den HF-Empfänger „Brigg“)

4.

Der Stromkreis für das Startrelais R2 vorbereitet

 

Es kann nunmehr auf Grund des fernmündlichen Kommandos der Start nach Betätigung des Startknopfes (St) durch den Lenkschützen erfolgen. Hierdurch werden folgende Vorgänge ausgelöst.

 

1.

Stillsetzung der Nachlaufsteuerung der Lafette über Relais Rm

2.

 

Erregung des Relais A (für Lafette 1) nach Ablauf von 2 s über das Zeitrelais Rv

3.

Erregung des Startrelais Rs über Kontakt a, das über rs1 den zündstromkreis der Startantriebs und über rs2 den Ladestromkreis für den Kondensatorzünder schliesst.

4.

Start der Flak-R, dabei Aufleuchten einer roten Signallampe in der BBS zum Zeichen der erfolgten Starts

 

Parallel zum Startrelais Rs liegt die Auslösewicklung des als Ferntrennschalter ausgebildeten Hauptschalter Sw im Lagerraum. Nach dem Start wird somit dieser Schalter zur Verhinderung von Fehlschaltungen selbsttätig ausgeschaltet.

 

 

Start

Bild : nach betätigen des Startknopfes durch den Lenkschützen.....

 

 

Zündung

Unter des Sammelbegriff "Zündung" werden sämtliche Schaltbauteile zusammengefasst, welche die Zündung des Marschtriebwerks, die Zündvorbereitung der Sprengladung, die Freigabe der Zündung selbst (welche durch einen Abstandsmesser, unter Umständen auch durch ein Funkkommando zur Auslösung kommt), die Selbstzerlegung nach Fehlschuss und die Entschärfung (nach einem Startversager) nach vorgesehenem Zeitablauf vornehmen. Der Abstandsmesser (AM) ist ein in der Spitze der Flugrakete untergebrachter Bauteil für sich, während die übrigen Funktionen durch eine im  Mittelgehäuse eingebaute Zündanordnung zentral betätigt werden

 

R I auf Lafette

Rheintochter R I auf einer Startlafette montiert

 

 

 

Zündanordnung:

Der Zeitablauf in der Zündanordnung erfolgt über Umladungskreise mittels Kondensatoren, Widerstände und Überschlagröhren bzw. Schiessschalter für die Sicherung und Entsicherung der einzelnen Vorgänge. Skizze 10 zeigt zunächst das Stromlaufbild der Zündanordnung mit den 3 im folgenden beschriebenen Zündkreisen:

 

Zündkreis-Marschtriebwerk

Kurz nach dem Start wird der Beschleunigungsschalter (B-Sch) geschlossen und damit die Umladung eingeleitet. Nach der durch den Zeitkreis festgelegten Verzug erfolgt die Zündung des Marschtriebwerks durch das Zündmittel Zdm 2 und Aufhebung der Wirksamkeit des Entschärferkreises durch eine Gegenspannung infolge der Aufladung von C3.

 

Skizze 10

Skizze 10: Zündanordnung für die R III

 

Zündkreis-Zerlegung


Nach einer Sicherungszeit von 10 s (Zeitkreis R1, C2) wird durch eine Überschlagsröhre ein Drehschiessschalter betätigt, der den eigentlichen Zündkreis freigibt. Die Zündung erfolgt nach Betätigung des Schiessschalters (AW oder FT) über den Zerlegerkreis C3, C, Röhre a, Zündmittel Zdm 1 nach Ansprechen des Zündmittels Zdm 2. Bleibt der Zündimpuls aus, so erfolgt nach einer durch R2 und C3 festgelegten Zeit Selbstzerlegung nach 80 s.

 

Zündkreis-Entschärfung

Erfolgt kein Start (beispielsweise bei einem Versagen der Startraketen) und ist trotzdem die Zündanordnung durch Abreissen des Ladesteckers in Betrieb gesetzt worden, so tritt der Entschärferkreis in Funktion. Es erfolgt nach Umladung des Zerlegerkreises eine  Zündung über den Entschärferkreis  C, Röhren b und C3 und damit die Entladung des Zündkondensators vom Zerlegerkreis durch Aufteilung der Ladung auf die Kondensatoren C und C3 der Entschärferkreises.

Das Aufladen der beiden Speicherkondensatoren C1 und C2 erfolgt über eine Steckvorrichtung. Die Zündung erfüllt damit sämtliche Forderungen, welche sich für diese Waffenart ergeben, und sichert vor allem die Waffe selbst bei Fehlstart oder bei Frühzündung.

 

Abstandsmesser

Die Abstandsmessung bei der R III soll von einem in der Spitze untergebrachten, mit Hochfrequenz arbeitenden Gerät vorgenommen werden, der Abstandsmesser "Kugelblitz", der in diesem Bericht näher erläutert wird.

Das Gerät erzeugt eine UK-Strahlung, wovon das zu bekämpfende Ziel einen kleinen Teil zum Ausgangspunkt reflecktiert. Durch Interferenz der direkten und reflektierten Strahlung bilden sich stehende Wellen, die infolge Relativbewegung zwischen Flak-R und Ziel durchschnitten werden. Dadurch entsteht eine Modulation, deren Frequenz eine Funktion der Wellenlänge und Relativgeschwindigkeit ist. Beim Durchgang durch die Zielebene erfolgt ein Absinken der Niederfrequenz auf den Wert Null und Wiederansteigen. Dieser Teil der Frequenzänderung wird zur Auslösung des Zündimpulses benutzt. Dabei ist die Ausgestaltung der Antennencharakteristik von massgebendem Einfluss.

Die Skizze 11 zeigt das Stromlaufbild des "Kugelblitz". Sender und Empfänger sind zu einem Schwingaudion vereinigt, das mit der Röhre LD 2 bestückt ist. Die Vorteile einer solchen Anordnung bestehen darin, dass eine gemeinsame Antenne verwendet werden kann und eine Abstimmung des Empfängers auf den Sender oder umgekehrt, wie es bei getrennter Anordnung notwendig ist, entfällt. Das Gerät wird ausserdem gegen seitliche Frequenzschwankungen des Generators  unempfindlich. Nach der Demodulation im Audion erfolgt eine 2-stufige KF-Verstärkung, wobei durch ein selektives Glied der Durchlassbereich nach höheren Frequenzen bei etwa 300 Hz begrenzt wird. Der KF-Verstärker arbeitet in kapazitiver Kupplung auf eine gittergesteuerte Gasentladungsstrecke (Glimmröhre), die mit einer 4.Flaktrode ausgerüstet ist. Durch Vorionisation über diese Elektrode ist eine stabile Arbeitsweise der Glimmröhre gewährleistet. Im Entladungskreis befindet sich das Zündmittel einen Schiessschalter. Der äussere Aufbau und die gewählte Schaltung dieses A.M. ergab sich aus dem beschränkten Einbauraum in der Spitze des Flugkörpers. Herausragende Bauteile mussten wegen der Forderung nach der Aufrechterhaltung  einer  ungestörten Strömung, insbesondere im Überschall, vor den Rudern unbedingt vermieden werden. Als Abdeckung des A.M. dient eine Haube aus Sperrholz. Trotz der Raumbeschränkung besitzt der A.M. bei 3 Röhren eine Empfindlichkeit, welche eine Zündauslösung bis auf 40 m Abstand vom Ziel noch mit Sicherheit gewährleistet.

 

 

Skizze 11

Skizze 11: Stromlaufbild Kugelblitz

 

 

Funklenkkommando-Zündung

Nach einer zweiten von Telefunken vorgeschlagenen Methode wird die Zündung beim Durchtritt durch die Zielebene mit Hilfe einen Funkkommandos nach vorhergegangener laufender E-Messung zum Ziel und zum Flugkörper vorgenommen. Die Zündung selbst erfolgt dann bei Übereinstimmung beider Entfernungen (Koinzidenz-Verfahren). Das Verfahren verwendet für die E-Messung zum Flugkörper als Hinweg den Kanal der Funklenkkommandos und als Rückweg den Kanal des Rückstrahlsenders, während die E-Messung zum Ziel in bekannter Weise mit dem FuMG vorgenommen werden muss. Die Geräte sind mit einem automatischen E-Nachlauf versehen, die Messung selbst geschieht durch Spannungsvergleich. Bei diesem Verfahren lässt sich in einfacher Weise ein Zeitvorhalt einfügen, welcher die Zündkommandolaufzeit vom Sender „Kran“ bis zum Zündmittel über den Funklenkkommandokanal und den pyrotechnischen Verzug berücksichtigt. Die Übertragung des Zündkommandos geht über den Funklenkkanal.

 

 

 

V. Taktischer Einsatz

 

Der Aufbau und die Anzahl der Startstellen einer R III Batterie ist bedingt durch die gewünschte Schussfolge und durch die Sicherheitsabstände. Um die für die verfügbare kurze Kampfzeit beim Überfliegen geschlossener Bomberformationen notwendige hohe Feuergeschwindigkeit zu erzielen, sind die Startstellen gegenüber der bei einer Flakbatterie üblichen Geschützzahl bedeutend erhöht. Nach dem gemeinsam mit der Flak-F aufgestellten Richtlinien soll sich eine Batterie in 2 Halbbatterien gliedern, von denen jede eine selbständige Feuereinheit mit 4-6 Startstellen einschliesslich der Lagerräume bildet. Die Feuerleitung bei der Halbbatterie  ist in der gemeinsamen Batteriebefehlsstelle (BBS) zusammengefasst.

Bereits in einem früheren Abschnitt dieses Berichtes wurde auf die besondere Bedeutung der Lenkung nach optischer Sicht hingewiesen. Dieser Einsatz ist zweifelsohne bei klarem Wetter die ideale Lösung. Selbstverständlich musste auch für Schlechtwetterlagen die rein elektrische Ortung und Lenkung vorgesehen werden. Dabei waren die bei dem Düppel-Einsatz der Alliierten Flugzeuge  auftretenden grossen Ungenauigkeiten der R III in Kauf zu nehmen. Der wahlweise vorzunehmende Einsatz beider Ortungs- und Lenkverfahren erforderte deshalb die Universelle Ausrüstung einer Halbbatterie mit den für beide Verfahren erforderlichen Bodengeräten.

In der Skizze 12 sind schematisch die zu einer Halbbatterie notwendigen Geräte dargestellt mit den erforderlichen Mindestabständen untereinander. Die Batteriebefehlsstelle (BBS) bleibt zentral für beide Schiessverfahren. Beim optischen Verfahren arbeiten das Flakrichtgerät (FRG) und das Flakfolgegerät (FFG) zusammen. Das FRG übernimmt die Zielortung und überträgt die Höhen- und Seitenwinkel auf das FFG, von welchem der Lenkschütze seine Zieldeckung angeht. Voraussetzung für die Durchführung dieses Schiessverfahrens ist die Ausrüstung der R III mit Zielabstandszünder. An Stelle der beiden optischen Geräte treten elektrische Zieldeckung das FuMG (8) und das FuMG (I) welche auf gleiche Art wie bei der optischen Methode zusammen arbeiten. Die Durchführung der Zieldeckung erfolgt am FuMG (L) mit Hilfe eines „Braunschen“ Rohres und der erforderlichen Zusatzgeräte.

 

Skizze 12

Skizze 12: Stellungsaufbau einer R III Halbbatterie

 

 

Jede Startstelle besitzt einen eigenen Lagerraum. Dieser dient zur Aufnahme der schussfertigen Munition. Der Vorhalterechner für die Startstellen, der "T"-Rechner, das Zielanweisungsgerät, ferner die Kommandoanlage mit dem Wahlschalter für die einzelnen Startstellen sind in der BBS untergebracht. Für das reibungslose Zusammenarbeiten der Gesamtanlage sind 5 Kabelnetze von nöten, von dennen das eine das Ferngesprechsnetz für die Befehlsübermittlung, das zweite das Kommandonetz für das Abstimmen und die Startvorbereitung und das drotte das Übertragungsnetz für die Richtungswerte bildet. Das vierte und fünfte Netz sind Speseleitungen für Dreh- und Gleichstrom.

Das Zusammenspiel der Bodengeräte geht in folgender Weise vor sich: Zunächst wird die Feuerbereitschaft vom Gerättruppführer der Startstelle des Batterieoffiziers (BO) durch Lichtsignale aus dem Lagerraum gemeldet. Der BO weist über das Zieleinweisungsgerät das Ortungsgerät ein und wählt über den Wahlschalter die zum Schuss bestimmte Startstelle. Das Ortungsgerät fast das Ziel auf und übermittelt laufend Höhen- und Seitenwinkel an das FFG, bzw. das FuMG (I), ferner die gleichen Winkel über den Vorhalterechner an die Lafette. Am elektrisch-optischen Beobachtungstisch muss nun vom BO der Eintritt des Zieles in den Kampfraum ermittelt werden, dann erfolgt das Kommando für den Lenkschützen "Feuer frei", worauf die R III startet. Das Anlaufen des Kreisels, das Anheizen der Röhren und das Abstimmen zwischen "Kran" und "Brigg" erfordert eine gewisse Zeitspanne, die durch Zeitschalter sichergestellt werden muss. Über die beiden Zündauslösemöglichkeiten mittels A.M., bzw. durch Funkkommando wurde bereits im Abschnitt "Zündung" weiter oben im Bericht hingewiesen. Nach erfolgtem Treffer, bzw. nach einem Fehlschuss einige Sekunden später wird vom Lenkschützen eine Taste betätigt, welche den Wahlschalter in der BBS zum nächsten Schuss freigibt.

 

Video

Video Startsequenz

 

 

 

 

 

 

VI. Dokumente

 

 

Unterlüss Bericht

Bericht Nr. 89 Unterlüss pdf. Datei Grösse 2 MB

 

 

 

Sprengversuche

Versuchsprogramm Nr. 380 vom 23.01.1945 pdf. Datei Grösse 2 MB

 

 

 

 

 

 

VII. Bilder

 

 

Rheintochter R I

Bild: Rheintochter R I

 

Rheintochter R III

Bild: Rheintochter R III

 

 

R I Ansicht von hinten

Bild: Rheintochter R I bereit in der Feuerstellung

 

 

R I beim Start

Bild: Rheintochter R I nach dem Start

 

Abtrennung

Bild: R I Abtrennung der ersten Stufe nach dem Start

 

 

Rheintochter R I im Museum

 

Rheintochter
R I

 

Holzflügel

 

 

Flügel

 

Triebwerk

Düsen

 

Nutzlast

 

 

 

 

 

Museum R I

Bild: Rheintochter R I im Museum

 

 

 

 

 

 

 

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