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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abwurf eines Lenkflugkörpers von einer Plattform, bei dem der Lenkflugkörper von der fliegenden Plattform abgeworfen wird und mithilfe zumindest eines beweglichen Ruders eine Rollbewegung um seine Längsachse steuert.
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Beim Abwurf eines Lenkflugkörpers von einer fliegenden Plattform, wie einem Hubschrauber oder einem Flugzeug, besteht die Gefahr, dass der Lenkflugkörper beim Abwurf durch unkontrollierte Bewegungen mit der Plattform kollidiert und diese beschädigt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein sicheres Verfahren zum Abwerfen eines Lenkflugkörpers anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei der erfindungsgemäß das Ruder vor Abwurf von einem mechanischen Blockierelement blockiert ist, das Ruder im Verlauf eines Abwurfprozesses durch eine Bewegung des Blockierelements teilentriegelt wird, sodass das Ruder nur über einen Teil seines Ruderausschlagbereichs beweglich ist und das Blockierelement nach Erreichen einer vorgegebenen Flugphase des Lenkflugkörpers das Ruder vollständig entriegelt, sodass es über seinen gesamten Ruderausschlagsbereich beweglich ist.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass im Moment des Abwurfs des Lenkflugkörpers komplexe aerodynamische Verhältnisse um den Lenkflugkörper herrschen. Während des Tragflugs wird die fliegende Plattform von Luft umströmt, sodass insbesondere unter dem Pylon, an dem der Lenkflugkörper hängt, starke Seitenwinde auftreten können. Die Konfiguration dieser Winde ist auch abhängig vom momentanen Flugmanöver der fliegenden Plattform.
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Der Lenkflugkörper umfasst Lenkflügel, die mit beweglichen Rudern zur Beeinflussung der Fluglage versehen sind. Die Ruder sind mit einem Antrieb verbunden, sodass eine Steuereinheit durch Steuerung des oder der Antriebe die Fluglage des Lenkflugkörpers steuern kann. Gerade bei den komplexen aerodynamischen Verhältnissen beim Abwurf kann es vorkommen, dass ein Steuerungsfehler dazu führt, dass der gerade abgeworfene und beispielsweise noch nicht angetriebene Lenkflugkörper eine Flugbahn einnimmt, die ihn auf Kollisionskurs mit der abwerfenden Plattform bringt. Durch ein Anstoßen des Lenkflugkörpers an die Plattform können beide Einheiten ernsthaft beschädigt werden.
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Eine Lösung dieses Problems besteht darin, dass der Lenkflugkörper bei Abwurf bis zum Erreichen einer sicheren Entfernung von der Plattform keine Lenkautorität über die Ruder erhält. Diese können durch ein Blockierelement blockiert werden, sodass das fehlerhafte Steuern von einem kollisionsbegründenden Flugmanöver mechanisch unterbunden wird.
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Hierbei besteht jedoch das Problem, dass der derart passivierte Lenkflugkörper direkt nach Abwurf dennoch an der beweglichen Plattform anstoßen kann. Dies liegt darin begründet, dass die Umströmung eines den Lenkflugkörper tragenden Flügels der fliegenden Plattform eine unter dem Flügel befindliche Querströmung bewirken kann, die auf den Lenkflugkörper wirkt. Eine solche Querströmung kann durch den Pylon derart gestört werden, dass sich ein Strömungsfeld ausbildet, welches den Lenkflugkörper unsymmetrisch anströmt. Hierdurch wird ein Rollmoment auf den Lenkflugkörper ausgeübt, durch das der Lenkflugkörper in seiner noch an der Plattform befestigten Position mit einem Drehmoment vorgespannt ist. Direkt nach dem Ausklinken kann nun die strömungsbedingte Rollrate derart zunehmen, dass ein Flügel beziehungsweise Ruder des Lenkflugkörpers an den Pylon anschlägt. Der Lenkflugkörper kann beschädigt werden und gegebenenfalls nicht mehr manövrierfähig sein.
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Der Erfindung geht von der weiteren Überlegung aus, dass die Ruder über einen Mischer angesteuert werden können, um Nick-, Gier- und Rollmomente zur Umsetzung von Flugregelungsvorgaben zu erzeugen. Diese hat die jeweiligen Flugkommandos als Eingang und erzeugt daraus die herzustellenden Ruder-Auslenkungen. Es ergibt sich daraus die Gesetzmäßigkeit, dass für die Nick- und Giermomente differenzielle, also nicht einheitliche beziehungsweise gegenläufige Auslenkungen der Ruder notwendig sind. Demgegenüber führen ausschließlich gleichsinnige Auslenkungen zu einer reinen Rollbewegung. Daraus resultiert, dass für eine reine Rollbewegung erheblich kleinere Ruderauslenkungen notwendig sind, als für ein ähnlich starkes Nick- oder Giermanöver. Zudem hat sein Lenkflugkörper aufgrund seiner typischen Form stark differierende Trägheitsmomente. Das Trägheitsmoment um die Rollachse ist erheblich kleiner als die Trägheitsmomente um die Nick- und Gierachse.
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Daraus resultiert, dass eine Rollrate mit erheblich kleineren Momenten auf- oder abgebaut werden können als Raten um die anderen Achsen. Um ein Rollen des Lenkflugkörpers zu steuern, sind daher erheblich kleinere Ruderauslenkungen notwendig, als bei einer gleich starken Steuerung einer Nick- oder Gierbewegung. Bei einem Abwurf reicht es daher aus, wenn die Ruder zur Kompensation der aerodynamisch bewirkten Rollkräfte nur leicht auslenken. Werden die Ruder auf eine solche Auslenkung begrenzt, so kann einem Anstoßen durch ein Rollen ausreichend entgegengewirkt werden und ein unerwünschter Kollisionskurs zur Plattform durch ein fehlerhaftes Nickmanöver des Lenkflugkörpers bei Abwurf wirksam verhindert werden.
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Durch das erfindungsgemäße Blockierelement kann das Ruder teilentriegelt werden, sodass das Ruder nur über einen Teil seines Ruderausschlags beweglich ist. Hierdurch kann eine unerwünschte Nickbewegung wirksam unterbunden werden. Nach Erreichen der vorgegebenen Flugphase, beispielsweise bei Erreichen eines vorgegebenen Abstands des Lenkflugkörpers zur Plattform, wird das Ruder vollständig freigegeben, sodass der Lenkflugkörper frei steuerbar auf sein vorgegebenes Ziel zu gesteuert werden kann. Durch eine einfache mechanische Maßnahme kann hierdurch sowohl eine Kollision wegen Fehlsteuerung als auch wegen einer querströmungsbedingten Rollbewegung nach Abwurf vermieden werden.
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Die fliegende Plattform ist beispielsweise ein Flugzeug oder ein Drehflügler, unter dessen Flügel der Lenkflugkörper während eines Tragflugs hängt. Der Lenkflugkörper weist zweckmäßigerweise vier Flügel in X-Stellung auf, wobei während eines Tragflugs insbesondere zwei der Flügel schräg nach unten und zwei schräg nach oben gerichtet sind.
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Der Lenkflugkörper kann einen Antriebsmotor aufweisen, der ein Raketentriebwerk oder ein Luft atmender Motor, wie beispielsweise eine Turbine, umfasst. Der Abwurf kann ein Ausklinken und nach unten Abwerten des Lenkflugkörpers sein oder ein Starten an einer Rampe nach vorne. Der Abwurfprozess umfasst zweckmäßigerweise den gesamten mit einem Abwurf verbundenen Prozess, wie eine Abwurfvorbereitung und den Abwurf an sich, und insbesondere auch eine durch den Abwurf bedingte Flugsteuerungsphase in unmittelbarer Nähe zur Plattform. Die Abwurfvorbereitung kann beispielsweise durch einen Bediener der fliegenden Plattform eingeleitet werden, der den Lenkflugkörper zum Abwurf freigibt. Das Steuern einer Rollbewegung nach Abwurf umfasst zweckmäßigerweise auch das Gegensteuern gegen ein von außen aufgebrachtes Rollmoment, sodass die Resultierende eine zumindest im Wesentlichen verschwindende Rollrate ist.
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Das mechanische Blockierelement blockiert das Ruder vor dem Abflug des Lenkflugkörpers. Das Ruder ist hierdurch zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen unbeweglich, also zum Rumpf des Lenkflugkörpers fixiert. Bei der Teilentriegelung ist das Ruder über einen Teil seines Ruderausschlagsbereichs beweglich. Der Ruderausschlagsbereich umfasst zweckmäßigerweise den Ausschlagsbereich, der bei einem regulären Steuerbetrieb des Lenkflugkörpers durch die Lenksteuerung erreicht werden kann. Bei der Teilentriegelung ist der Bereich zweckmäßigerweise auf weniger als 30% des gesamten Ruderausschlagsbereichs begrenzt, insbesondere auf maximal 20%.
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Hat der Lenkflugkörper den Nahbereich zur fliegenden Plattform verlassen, so tritt er in die vorgegebene Flugphase ein, in der das Ruder vollständig entriegelt wird. Die vorgegebene Flugphase kann beginnen, wenn der Lenkflugkörper beispielsweise einen Mindestabstand von der Plattform oder eine Mindestzeit nach dem Abwurf beziehungsweise Ausklinken geflogen beziehungsweise gefallen ist.
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Generell ist das Blockierelement zweckmäßigerweise mit einem Antrieb verbunden, der es entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt. Die Bewegung des Blockierelements wird zweckmäßigerweise von einer Steuereinheit gesteuert, die den Antriebt steuert.
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Zweckmäßigerweise sind alle in gleicher axialer Position des Lenkflugkörpers vorhandenen Ruder, bei einer X-Stellung also alle vier Ruder, mit einem erfindungsgemäßen Blockierelement ausgestattet, sodass bei allen Rudern eine erfindungsgemäße Teilfreigabe ermöglicht ist. Die Teilfreigabe kann für alle Ruder gleichwirkend sein, sodass der momentan mögliche Ruderausschlagsbereich für alle Ruder einer Gruppe, also alle Ruder in gleicher axialer Position am Lenkflugkörper, gleich ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung greift das Blockierelement in das Ruder ein und wird zum Entriegeln aus dem Ruder herausbewegt. Anstelle oder zusätzlich zu einem Eingreifen kann das Blockierelement von außen an das Ruder angelegt werden, beispielsweise an einer Hinterkante des Ruders. Zum teilweisen oder vollständigen Entriegeln kann das Blockierelement nach radial innen, in Tangentialrichtung, in Axialrichtung oder in einer Kombination von zwei oder mehr Richtungskomponenten vom Ruder entfernt werden. Ebenfalls ist es möglich, dass das Blockierelement um die Hinterkante des Ruders herumgeführt ist und zur Entriegelung nach hinten, also in Axialrichtung des Lenkflugkörpers von der Hinterkante entfernt wird. Bei einem Entfernen des Blockierelements vom Ruder entfernt sich zumindest ein Teil des Blockierelements vom Ruder, das Blockierelement fährt beispielsweise ganz oder teilweise aus dem Ruder heraus.
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Wenn das Blockierelement in das Ruder eingreift, um dieses ganz oder teilweise zu blockieren, besteht die Möglichkeit, dass es von radial innen eingreift, also in Radialrichtung des Lenkflugkörpers von innen nach außen. Zum Entriegeln kann das Blockierelement nun zumindest überwiegend in Radialrichtung nach innen aus dem Ruder herausbewegt werden. Je nach Anwendung kann es auch vorteilhaft sein, dass das Blockierelement zum Entriegeln zumindest überwiegend in Axialrichtung aus dem Ruder herausbewegt wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine Formschlusskulisse von Blockierelement und Ruder zueinander zumindest zweifach gestuft ist. Die Stufe kann durch eine Stufe im Blockierelement und/oder durch eine Stufe im Ruder gebildet sein. Das Blockierelement wird nun zweckmäßigerweise diskret von einer Blockierstellung in eine teilentriegelte Stellung bewegt und von dort in eine Freigabestellung. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das Blockierelement in der teilentriegelten Stellung ruhend verharrt bis es dann, zweckmäßigerweise sprunghaft, in die Freigabestellung bewegt wird. Hierdurch kann definiert eine Teilfreigabe, also eine Freigabe eines definierten Teils des gesamten Ruderausschlagsbereichs, erfolgen. Eine Bewegung von einer Stufe zur nächsten dauert hierbei zweckmäßigerweise weniger als ein Drittel der Zeit, in der das Blockierelement in der teilentriegelten Stellung ruhend verharrt. Die Bewegung des Blockierelements von Stellung zu Stellung geschieht insofern zweckmäßigerweise schnell, beispielsweise jeweils innerhalb von weniger als 0,5 Sekunden.
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Bei einer schnellen Bewegung des Blockierelements besteht die Möglichkeit, dass das Blockierelement durch eine Fehlsteuerung zu schnell in seine Freigabestellung bewegt wird. Das Ruder ist vollständig entriegelt und Fehlsteuerungen, beispielsweise auf einen Kollisionskurs mit der abwertenden Plattform, sind möglich. Um dies zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb des Blockierelements so ausgeführt ist, dass er das Blockierelement nur langsam von der blockierenden Stellung über die teilentriegelte Stellung zur Freigabestellung bewegt, beispielsweise insgesamt über einen Zeitraum von mindestens zwei Sekunden, insbesondere zumindest fünf Sekunden. Der Antrieb ist jeweils zweckmäßigerweise so konstruiert, dass eine schnellere Entriegelungsbewegung nicht möglich ist. Eine zu schnelle Entriegelung und damit die Gefahr eines Kollisionskurses wird somit unterbunden.
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Insbesondere bei einer kontinuierlichen Bewegung des Blockierelements ist es von Vorteil, wenn das Blockierelement das Ruder durch ein Entfernen vom Ruder kontinuierlich von der blockierten Stellung zur vollständigen Stellung wieder freigibt. Der Teil des Ruderausschlagsbereichs, über den das Ruder beweglich ist, wird somit über die Zeit kontinuierlich größer, zumindest im Wesentlichen linear kontinuierlich größer. Um dies zu erreichen, ist zweckmäßigerweise eine kontinuierliche Formschlusskulisse von Blockierelement und Ruder zueinander vorhanden.
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Im Tragflug und im Moment des Abwurfs wird der Lenkflugkörper in der Regel asymmetrisch von der Seite angeströmt, sodass auf ihn ein Rollmoment wirkt. Auch wenn dieses Rollmoment abhängig sein kann von einem momentan von der fliegenden Plattform geflogenen Flugmanöver, also in seiner Größe variabel ist, wird es im Regelfall nur in eine Richtung gerichtet sein. Es ist daher in vielen Fällen bei einem Abwurf ausreichend, dem Rollmoment nur in eine Richtung entgegenzuwirken. Um dies zu erreichen ist es vorteilhaft, wenn das Ruder in der teilentriegelten Stellung asymmetrisch freigegeben ist, sodass der maximale freigegebene Ruderausschlag in eine Richtung größer ist als in die andere Richtung. Richtungsbezogen kann der Ruderausschlag ausgehend von einer Mittenstellung betrachtet werden.
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Die Erfindung ist außerdem gerichtet auf ein Verfahren zum Steuern eines Lenkflugkörpers, bei dem ein Ruder des Lenkflugkörpers durch eine Steuermechanik lenkend bewegt wird und der Flug des Lenkflugkörpers hierdurch gesteuert wird.
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Zweckmäßigerweise wird das Ruder in eine Ruderhartlage gebracht, in der das Ruder also in einer maximalen Auslenkung ausgerichtet ist, beispielsweise an einem Anschlag anliegt. Dort kann das Ruder nun verharren. Eine Ruderhartlage kann dann sinnvoll sein, wenn der Lenkflugkörper stark abgebremst werden soll oder definiert zum Absturz gebracht werden soll, beispielsweise bei einem Manöverabbruch.
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Bei einem Flug eines Lenkflugkörpers kann es vorkommen, dass der Flug des Lenkflugkörpers abgebrochen oder stark abgebremst werden soll. Beispielsweise soll der Lenkflugkörper bei einem Testschuss nicht eine vorgegebene Sicherheitszone verlassen. Oder eine Signalverbindung zwischen fliegender Plattform und Lenkflugkörper bricht ab oder ist gestört, sodass eine Fehlleitung des Lenkflugkörpers zu befürchten ist. Oder der Lenkflugkörper ist auf ein falsches Ziel aufgeschaltet und ein Angriff soll schnellstmöglich abgebrochen werden. Im Prinzip kann ein solcher Manöverabbruch auch von der Steuereinheit eingeleitet werden, die den regulären Flug des Lenkflugkörpers steuert. Es kann jedoch vorkommen, dass die Steuereinheit defekt, nicht erreichbar oder nicht schnell genug handlungsfähig ist, beispielsweise wenn der Lenkflugkörper auf ein falsches Ziel aufgeschaltet ist und eine Weile brauchen würde, um dies zu „verstehen”. Es ist daher vorteilhaft, ein System zur Verfügung zu haben, mit dem ein Flugabbruch mit einfachen Mitteln erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern eines Lenkflugkörpers wie oben beschrieben gelöst, bei dem erfindungsgemäß das Ruder durch ein zur Steuermechanik zusätzliches Blockierelement in die Ruderhartlage gedrückt und/oder in der Ruderhartlage gehalten wird. Hierdurch kann eine reguläre Steuerung durch die Steuereinheit unter Umständen übersteuert werden, sodass das Ruder in seiner Ruderhartlage verbleibt. Je nach Kräftewirksamkeit und Steueralgorithmen kann zudem ein Manöverabbruch auch entgegen den Kommandos der regulären Steuereinheit erwirkt werden.
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Das Blockierelement kann vorteilhafterweise eine Doppelfunktion innehaben: Es kann das Ruder im Abwurfprozess entriegeln, wobei eine Teilentriegelung als Zwischenschritt durchlaufen wird, und es kann das Ruder in die Ruderhartlage bringen und/oder dort halten. Insofern können vorteilhafterweise sämtliche Details des Verfahrens zum Abwurf eines Lenkflugkörpers von einer fliegenden Plattform auch mit dem Verfahren zum Steuern eines Lenkflugkörpers kombiniert werden und vice versa.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bewegt das Blockierelement durch seine Bewegung in eine Hartlagenposition das Ruder in eine Ruderhartlage hinein. Hierdurch kann beispielsweise ein Steuerungsvorgang der regulären Steuereinheit übersteuert werden und ein zuverlässiges Abbremsen oder Abstürzen des Lenkflugkörpers erreicht werden. Vorteilhafterweise wird die Bewegung des Blockierelements in seine Hartlagenposition mit einem Algorithmus gesteuert, der zusätzlich zu einem Algorithmus zur regulären Lenksteuerung des Lenkflugkörpers vorhanden ist. Die Bewegung des Blockierelements in seine Hartlagenposition kann durch ein Sondersignal getriggert werden, beispielsweise ein Signalabbruch von oder zu einem übergeordneten Steuersystem, wie der fliegenden Plattform. Das Sondersignal kann jedoch auch gezielt gesendet werden, um einen schnellen Manöverabbruch zu erreichen.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Blockierelement bei seiner Bewegung in eine Hartlagenposition eine Kulisse durchläuft, durch die die Bewegung des Blockierelements in eine Ruderbewegung in die Ruderhartlage des Ruders umgesetzt wird. Die Ruderhartlage kann auf diese Weise auf einfachen mechanischen Mitteln zuverlässig erreicht werden.
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Ein Manöverabbruch erfolgt zweckmäßigerweise erst nach einem gewissen Eigenflug des Lenkflugkörpers. Es ist insofern vorteilhaft, wenn das Blockierelement von seiner Freigabestellung in seine Hartlagenposition bewegt wird und dort das Ruder in der Ruderhartlage hält. Hierbei kann das Blockierelement beim Bewegen von der Freigabestellung in die Hartlagenposition die Blockierstellung durchlaufen, die also zwischen der Freigabestellung und der Hartlagenposition liegt. Ebenfalls ist es möglich, dass die Hartlagenposition des Blockierelements in Bezug auf eine Freigabestellung entgegen einer Blockierstellung liegt. Hierbei würde also die Freigabestellung zwischen einer Blockierstellung und einer Hartlagenposition liegen.
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Es kann sein, dass das Ruder zum Zeitpunkt eines Manöverabbruchs bereits weit ausgeschlagen ist. Gegebenenfalls ist dann eine Kulissensteuerung des Ruders in seine Hartlagenposition nicht möglich. Insofern ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn das Blockierelement beim Bewegen in die Hartlagenposition das Ruder von außen in die Ruderhartlage drückt.
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Weiter ist die Erfindung gerichtet auf eine Ruderlage für einen Abwurf-Lenkflugkörper, die ein statisches System zur Fixierung im Lenkflugkörper und ein zum statischen System bewegliches Ruder umfasst.
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Es wird vorgeschlagen, dass das statische System erfindungsgemäß ein Blockierelement und einen Antrieb zum Bewegen des Blockierelements aufweist, wobei das Blockierelement und das Ruder so zueinander angeordnet sind, dass das Blockierelement das Ruder mechanisch fixiert und das Ruder nach einem Bewegen des Blockierelements durch den Antrieb teilentriegelt ist und nur über einen Teil seines Ruderausschlagsbereichs beweglich ist.
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Zweckmäßig ist es, wenn das Ruder nach einer weiteren Bewegung des Blockierelements vollständig entriegelt ist, sodass es über seinen gesamten Ruderausschlagsbereich beweglich ist. Ein Abwurf-Lenkflugkörper kann hierbei ein Lenkflugkörper sein, der von einer fliegenden Plattform abgeworfen wird, beispielsweise nach unten oder bei einem selbständigen Start nach vorne.
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Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die teilweise in einigen abhängigen Ansprüchen zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Die Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden, insbesondere bei Rückbezügen von Ansprüchen, sodass ein einzelnes Merkmal eines abhängigen Anspruchs mit einem einzelnen, mehreren oder allen Merkmalen eines anderen abhängigen Anspruchs kombinierbar ist. Außerdem sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination sowohl mit den erfindungsgemäßen Verfahren als auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaften der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und funktionale Vorrichtungsmerkmale auch als entsprechende Verfahrensmerkmale.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und/oder mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
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Es zeigen:
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1 einen Lenkflugkörper unter einem Flügel einer fliegenden Plattform,
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2 den Lenkflugkörper in einer schematischen Ansicht von vorne,
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3 einen Flügel des Lenkflugkörpers mit einem Ruder,
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4 die Hinterkante eines Ruders mit einem dahinter und um die Ruderkante angeordneten Blockierelement,
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5 ein schematisch angedeutetes Ruder mit einem von radial innen in das Ruder eingreifenden Blockierelement,
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6 ein hinsichtlich der ermöglichten Ruderausschläge asymmetrisches Blockierelement,
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7 ein gestuftes Blockierelement,
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8 ein Blockierelement in einer gestuften Ausnehmung eines Ruders,
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9 ein asymmetrisch einseitig gestuftes Blockierelement,
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10 die Hinterkante eines Ruders eines Lenkflugkörpers mit einer Kulisse, in die ein Blockierelement von radial innen eingreift,
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11 das Ruder in einer Ruderhartlage, durch die es vom Blockierelement in der Kulisse gedrückt wird,
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12 das Ruder mit einem Ruderausschlag, der es vom Blockierelement weg bewegt,
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13 das Ruder, das vom außerhalb des Ruders abgeordneten Blockierelement in seiner Ruderhartlage gedrückt wird,
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14 ein Ruder mit einer Kulisse, in der eine Hartlagenposition eines Blockierelements gegenüber einer Blockierstellung des Blockierelements liegt,
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15 das Ruder in seiner Hartlagenposition,
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16 ein Ruder, das von einem Blockierelement wie aus 4 von außen in eine Ruderhartlage gedrückt wird, und
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17 ein Ruder, das von einem Blockierelement ähnlich zu 5 von außen in eine Ruderhartlage gedrückt wird.
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1 zeigt einen Lenkflugkörper 2, der unter einem Flügel einer fliegenden Plattform 4 während eines Tragflugs der fliegenden Plattform 4 hängt. Der Lenkflugkörper 2 ist mit einer Koppeleinheit 6 an einem Pylon 8 der fliegenden Plattform 4 befestigt und kann durch Lösen der Koppeleinheit 6 abgeworfen werden. Bei Abwurf des Lenkflugkörpers 2 fällt dieser nach unten, startet ein eigenes Triebwerk 10 und fliegt – durch Ruder 12 gesteuert – auf ein anvisiertes Ziel zu. Die Ruder 12 sind an Lenkflügeln 14 befestigt und können durch eine entsprechende Bewegung eine Rollbewegung, eine Nickbewegung und/oder eine Gierbewegung auf den Lenkflugkörper 2 ausüben. Alternativ zu einem Abwurf nach unten kann der Lenkflugkörper 2 in einer anderen Ausführungsform nach vorne starten, indem sein Triebwerk 10 Vorschub verschafft und die Koppeleinheit 6 in einer Schiene des Pylons 8 nach vorne geführt wird, so lange bis der Lenkflugkörper 2 den Pylon 8 verlässt. Bei einem Abwurf nach unten kann das Triebwerk 10 ein Luft atmendes Triebwerk sein, beispielsweise in Form einer Turbine, bei Abwurf nach vorne ist es zweckmäßigerweise ein Raketentriebwerk.
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2 zeigt den Lenkflugkörper 2 hängend am Pylon 8 der fliegenden Plattform 4 in einer schematischen Darstellung von vorne. Zu sehen sind seine vier Lenkflügel 14, die in X-Stellung im Tragflug unter Plattform 4 angeordnet sind. Während des Tragflugs wird der Lenkflugkörper 2 nicht nur von vorne von Luft angeströmt. Durch den Rumpf der fliegenden Plattform 4, die beispielsweise ein Flugzeug oder ein Drehflügler ist, entstehen durch den Rumpf der Plattform 4 Querströmungen 16, die in 2 durch mehrere gerade gestrichelte Pfeile angedeutet sind. Durch Luftwiderstände in der Nähe des Flügels nehmen diese Querwinde mit wachsendem Abstand vom Flügel nach unten zu, wie in 2 durch die Länge der geraden Pfeile angedeutet ist. Hierdurch wird auf den Lenkflugkörper 2 ein Rollmoment 18 aufgebracht, das in 2 durch den gekrümmten Pfeil angedeutet ist. Dieses Rollmoment 18 entsteht insbesondere durch das Angreifen der Querströmung 16 an den Lenkflügeln 14, jedoch auch an vorderen Flügeln 20 und am Rumpf 22 des Lenkflugkörpers 2. Hierdurch hängt der Lenkflugkörper 2 bereits während des Tragflugs vorgespannt am Pylon B.
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Bei einem Abwurf des Lenkflugkörpers 2 von der fliegenden Plattform 4 bewirkt das Rollmoment 18 eine Rollbeschleunigung auf den Lenkflugkörper 2, die dazu führen kann, dass der Lenkflugkörper 2 am Pylon 8 anschlägt, insbesondere mit einem Lenkflügel 14, wobei insbesondere eine Beschädigung eines Ruders 12 und damit eine Beeinträchtigung der Manövrierfähigkeit des Lenkflugkörpers 2 droht. Um einer solchen Beschädigung entgegenzuwirken, vollführt der Lenkflugkörper 2 zweckmäßigerweise bereits während des Abwurfprozesses vor dem Abwurf beziehungsweise Ausklinken aus dem Pylon 8 eine Lenkbewegung mit seinen Rudern 12, die dem Rollmoment 18 entgegenwirken.
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Ist eine Steuerung der Ruderstellungen des Lenkflugkörpers 2 bei Abwurf durch irgendeinen Vorgang beeinträchtigt, so würde ein fehlerhaft aufgebrachtes Nickmoment auf den Lenkflugkörper 2 nach oben zu dessen Kollision mit der Plattform 4 führen. Um einer solchen Fehlsteuerung entgegenzuwirken, ist jedem Ruder 12 ein Blockierelement 24 (3) zugeordnet, das einen starken Lenkausschlag des Ruders 12 blockiert.
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3 zeigt das Blockierelement 24 am Ruder 12 eines der Lenkflügel 14 des Lenkflugkörpers 2. In 3 ist das Blockierelement 24 nur schematisch angedeutet und nur um eines besseren Verständnisses Willen in einer Bolzenform gezeigt. Es kommen viele unterschiedliche Formen und Positionen des Blockierelements 24 infrage, von denen einige in den folgenden Figuren beispielhaft dargestellt sind.
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In den Ausführungsbeispielen sind im Wesentlichen gleichbleibende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zum einfacheren Verständnis sind außerdem gleiche Bauteile in verschiedenen Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugsziffern und anderen Bezugsbuchstaben bezeichnet, wobei sie identisch zueinander oder mit geringfügigen Unterschieden zueinander sein können, zum Beispiel in Abmessung, Form, Position und/oder Funktion. Wird die Bezugsziffer alleine ohne einen Bezugsbuchstaben erwähnt, so sind die entsprechenden Bauteile aller Ausführungsbeispiele angesprochen.
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In 3 ist ein Rudersystem 26 des Lenkflugkörpers 2 angedeutet, das neben den vier Lenkflügeln 14 mit den zugehörigen Rudern 12 Aktuatoren 30 und eine Steuereinheit 28 zur Ausgabe von Steuersignalen an Aktuatoren 30 der Ruder 12 aufweist. Die Steuereinheit 28 umfasst einen nicht dargestellten Mischer, der Lenksignale in Ruderausschläge umrechnet und entsprechende Steuersignale an die vier Aktuatoren 30 der vier Ruder 12 ausgibt. Weiter vorhanden ist für jedes Ruder 12 ein Blockierelement 24 mit einem zugehörigen Antrieb 32, mit dem sich das Blockierelement 24 in Radialrichtung 34 nach innen oder außen, wie durch den Doppelpfeil angedeutet ist, oder in Axialrichtung 36 nach vorne oder hinten, wie durch die beiden waagerechten Pfeile in 3 angedeutet ist, bewegen lässt. Auch eine tangentiale Bewegungskomponente ist denkbar. Der Antrieb 32 wird ebenfalls durch die Steuereinheit 28 mit den entsprechenden Steuersignalen angesteuert. Die Steuereinheit 28 ist mit dem Antrieb 32 und dem Blockierelement 24 Teil eines statischen Systems 38, das am beziehungsweise im Rumpf 22 des Lenkflugkörpers 2 fixiert ist. Das Blockierelement 24 und Teile des Aktuators 30 sind hierbei selbstverständlich relativ zum Rumpf 22 beweglich.
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4 zeigt eine Ausführungsform 24a des Blockierelements 24, das von außen die Hinterkante 40 des Ruders 12 umgreift. Dargestellt ist ein Schnitt durch das Ruder 12, wobei die Blickrichtung in Radialrichtung zum Lenkflugkörper 2 gerichtet ist. Der Blick fällt von außen auf das Blockierelement 24a, das als ein Blech in der Nähe des Rumpfs 22 liegt und in Axialrichtung 36 des Rumpfs 22 beweglich ist. Es umgreift das Ruder 12 gabelförmig von hinten, sodass dieses – wie in der linken Darstellung aus 4 zu sehen ist – in seiner Ruderbewegung blockiert ist. Die linke Stellung des Blockierelements 24a zeigt die Blockierstellung, in der das Blockierelement 24a während des Tragflugs und vor Abwurf des Lenkflugkörpers 2 von der Plattform 4 positioniert ist. Eine Ruderbewegung des Ruders 12 ist vollständig unterbunden, wodurch der Vorteil erzielt wird, dass während des Tragflugs auf das Ruder 12 wirkende aerodynamische Kräfte auf das Blockierelement 24a wirken und der Aktuator 30 mechanisch geschont wird.
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Vor, während oder nach dem Abwurf, also dem Ausklinken des Lenkflugkörpers vom Pylon 8, zweckmäßigerweise während eines Abwurfprozesses und insbesondere noch vor Abwurf, bewegt der Antrieb 32 das Blockierelement 24a axial nach hinten in eine Abwurfstellung, die in der mittleren Darstellung von 4 gezeigt ist. In dieser Abwurfstellung ist das Ruder 12 teilentriegelt, sodass es über einen Teil 42 seines gesamten Ruderausschlagbereichs 44 beweglich ist, beispielsweise 15%. Die Beweglichkeit wird durch einen Anschlag des Ruders 12 am Blockierelement 24a gestoppt beziehungsweise begrenzt. Hierdurch besteht eine gewisse Steuerfähigkeit des Lenkflugkörpers 2, die jedoch auf schwache Lenkbewegungen begrenzt ist. Eine starke Nickbewegung nach oben durch eine Fehlsteuerung ist nicht möglich. Möglich ist jedoch durch einen gleichsinnigen Ruderausschlag aller vier Ruder 12 ein Rollmoment, durch das das vorherrschende Rollmoment 18 ausgeglichen wird, sodass der Lenkflugkörper 2 schadlos abgeworfen werden kann.
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Bei der mittleren Darstellung aus 4 ist zu sehen, dass der zur Verfügung stehende Teil 42 des gesamten Ruderausschlagbereichs in seiner Größe abhängig von der Position des Blockierelements 24a ist. Je weiter das Blockierelement 24a von der Hinterkante 40 des Ruders 12 entfernt ist, umso größer ist der durchfahrbare Teil 42 des gesamten Ruderausschlagbereichs 44 des Ruders 12. Beispielweise umfasst der durchfahrbare Teil 42 maximal 25% des gesamten Ruderausschlagsbereichs.
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Zur Steuerung der Stellungen des Blockierelements 24 bestehen generell verschiedene Möglichkeiten.
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In einer ersten Möglichkeit wird das Blockierelement 24 in eine Abwurfstellung bewegt, die einen ausreichenden Ruderausschlag freigibt, um einen kollisionsfreien Abwurf des Lenkflugkörpers 2 zu garantieren. Während des Abwurfs und einer hernach folgenden Abwurfphase verbleibt das Blockierelement 24 in dieser Abwurfstellung. Hat der Lenkflugkörper 2 eine vorgegebene Flugphase erreicht, beispielsweise einen ausreichenden Abstand von der Plattform 4, so wird durch eine weitere Bewegung des Blockierelements 24 das Ruder 12 vollständig freigegeben, wie beispielhaft in der rechten Abbildung von 4 dargestellt ist. In dieser Freigabestellung ist das Blockierelement 24 so angeordnet, dass das Ruder 12 bei beidseitigem vollen Ruderausschlag das Blockierelement 24 nicht mehr berührt. Abwurfstellung und Freigabestellung werden hierbei zweckmäßigerweise diskret angefahren. Das Blockierelement 24 ruht in der Abwurfstellung, bis der Lenkflugkörper 2 die vorgegebene Flugphase erreicht hat.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der Ruderausschlag kontinuierlich freigegeben wird. Während des Abwurfprozesses des Lenkflugkörpers wächst insofern der Teil 42 kontinuierlich an. Dies kann durch eine kontinuierliche Bewegung des Blockierelements 24 geschehen, das hierdurch einen stetig wachsenden Teil 42 freigibt, wie beispielhaft aus der mittleren Darstellung aus 4 zu entnehmen ist. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass ein langsamer Antrieb 32 verwendet werden kann, sodass eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Blockierelements 24 insofern unterbunden ist. Eine vollständige Freigabe des Ruders 12 noch in zu großer Nähe des Lenkflugkörpers 2 von der Plattform 4 wird hierdurch auch bei einem Steuerungsfehler der Steuereinheit 28 an den Antrieb 32 zuverlässig vermieden. Hierdurch kann eine größere Sicherheit gegen Kollision des Lenkflugkörpers 2 an der Plattform 4 erreicht werden.
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Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ruder 12 in einer Schnittdarstellung gezeigt, in der die Schnittebene senkrecht zur Tangentialrichtung des Lenkflugkörpers 2 ausgerichtet ist. Zu sehen ist die Drehachse 46, um die das Ruder 12 drehbar ist. Aus dem Rumpf 22 ragt ein Blockierelement 24b radial nach außen und dringt von innen in eine Ausnehmung 48 des Ruders 12 ein. Bei der linken Darstellung aus 5 ist das Blockierelement 24b in seiner Blockierstellung gezeigt, in der eine Ruderausschlagsbewegung des Ruders 12 vollständig blockiert ist. In der mittleren Darstellung ist die Abwurfstellung des Blockierelements 24b gezeigt, in der nur ein Teil des Ruderausschlagbereichs 44 freigegeben ist. Auch hier ist wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel eine sich kontinuierlich vergrößernde Teilfreigabe beziehungsweise Teilentriegelung des Ruders 12 durch eine kontinuierliche Bewegung des Blockierelements 24b möglich. Die rechte Darstellung aus 5 zeigt das Blockierelement 24b in seiner Freigabestellung, in der das Ruder 12 über seinen gesamten Ruderausschlagsbereich 44 freigegeben beziehungsweise vollständig entriegelt ist.
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Das Ausführungsbeispiel aus 6 ist ähnlich zu dem aus 5 mit dem Unterschied, dass das Blockierelement 24c in der Form asymmetrisch ist, dass es das Ruder 12 in der teilentriegelten Stellung hinsichtlich des möglichen Ruderausschlagteilbereichs 42 asymmetrisch freigibt. Ausgehend von der in der linken Abbildung gezeigten Blockierstellung ist das Ruder 12 in der teilentriegelten Stellung, die in der mittleren Abbildung dargestellt ist, nur in eine Richtung beweglich. Alternativ ist es möglich, einen größeren Ausschlag in eine Richtung als in die andere Richtung zuzulassen. Die Asymmetrie des Blockierelements 24c wäre entsprechend auszugestalten. Auf diese Weise kann dem Rollmoment 18 in ausreichendem Maße entgegengewirkt werden, ohne das Ruder 12 in großem Maße freizugeben.
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Bei den Ausführungsbeispielen der 7 bis 9 sind drei verschiedene Formschlusskulissen 50a–c gezeigt, die von jeweils einer Ausnehmung des Ruders 12 und dem darin befindlichen Blockierelement 24d–f gebildet sind. Die Formschlusskulissen 50a–c sind jeweils zweifach gestuft, um das gestufte Prinzip zu zeigen. In gleicher Weise sind auch mehr Stufen möglich.
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Bei dem Ausführungsbeispiel aus 7 werden die beiden Stufen vom Blockierelement 24d gebildet, das einen gestuften Körper aufweist. 7 zeigt die teilentriegelte Stellung des Blockierelements 24d. Ist das Blockierelement 24d etwas weiter ausgefahren, so befindet es sich in seiner Blockierstellung, im dem der radial innere und dickere Teil des Blockierelements 24d eine Blockierstufe bildet, die das Ruder 12 blockiert. Der radial äußere und dünnere Teil des Blockierelements 24d hält das Ruder 12 in der teilblockierten Stufe, in der es teilentriegelt ist. Durch die gestufte Formschlusskulisse 50a kann sowohl die Blockierstellung als auch die teilentriegelte Stellung des Blockierelements 24d auch bei einem weniger genauen Positionieren des Blockierelements 24d genau eingestellt werden, ohne dass hierdurch der freigegebene Teil des Ruderausschlagbereichs beeinflusst wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel aus 8 wird die Formschlusskulisse 50b durch eine Stufung in der Ausnehmung im Ruder 12 gebildet. Der engere Teil der Ausnehmung bildet hier die Blockierstufe, die in Verbindung mit dem eingeführten Blockierelement 24e das Ruder 12 blockiert. Der in Ruderausschlagsrichtung breitere Teil der Ausnehmung bildet zusammen mit dem Blockierelement 24e einen teilentriegelten Bereich, in dem der Ruderausschlag des Ruders 12 teilweise freigegeben ist.
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Das Ausführungsbeispiel aus 9 ist ähnlich dem aus 7, wobei jedoch die Formschlusskulisse 50c das Ruder in gestufter Weise nur in eine Richtung freigibt, sodass eine asymmetrische Teilentriegelung des Ruders 12 erreicht wird. Die Stufung kann vom Blockierelement 24f geformt sein oder von einer Ausnehmung im Ruder 12 analog zum Beispiel aus 8.
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Bei den Ausführungsbeispielen der 5 bis 9 wird das Ruder 12 entriegelt, indem das betreffende Blockierelement 24b–f beispielsweise in Radialrichtung 34 aus dem Ruder 12 herausfährt. Bei dem Ausführungsbeispiel aus 10 wird die Freigabeposition des Blockierelements 24g durch seine Bewegung erreicht, die im Wesentlichen senkrecht zur Radialrichtung 34 ist. Wie in 5 ist das Ruder 12 senkrecht zur Radialrichtung 34 geschnitten knapp innerhalb seines radial inneren Endes, also nahe am Rumpf 22. Zu sehen ist, dass die dem Rumpf 22 zugewandte Seite des Ruders 12 mit einer Kulisse 52a versehen ist. Diese bildet eine Aussparung, in die das Blockierelement 24g eingreift.
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10 zeigt das Blockierelement 24g in drei Positionen: einer in 10 oben liegenden Blockierstellung, einer mittleren teilentriegelnden Stellung und einer in 10 unten dargestellten Freigabestellung. Strichpunktiert ist die Bewegungsachse des Blockierelements 24g gezeigt, die geradlinig zwischen diesen drei Stellungen verläuft. Die Bewegungsachse verläuft beispielsweise in Axialrichtung des Lenkflugkörpers 2 oder allgemeiner: parallel zum Rumpf 22 des Lenkflugkörpers 2.
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Die Kulisse 52 ist zur Blockierstellung hin verengend ausgeführt, sodass das Blockierelement 24g beim Hineinführen in das Ruder 12 dieses immer weiter blockiert. Die Kulisse 52 bildet einen inneren Kanal 54, der in seinen Abmessungen so ausgeführt ist, dass das Blockierelement 24g im Kanal befindlich das Ruder 12 vollständig blockiert. Nach hinten hin, also in Richtung zur Hinterkante 40 des Ruders 12, weitet sich der Kanal 54 auf, sodass in der mittleren, teilentriegelten Stellung das Ruder 12 über einen Teil 42 des gesamten Ruderausschlagsbereichs 44 beweglich ist. In der Freigabestellung kann das Ruder 12 in beide Ruderausschlagsrichtungen vollständig über das Blockierelement 24g hinweg fahren, sodass dieses, auch wenn es noch aus dem Rumpf 22 herausragt, das Ruder 12 nicht mehr blockiert sondern dieses vollständig entriegelt ist.
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Vom Prinzip her kann der Kanal 54 dort enden, wo das Blockierelement 24g seine Blockierstellung einnimmt. Bei dem Beispiel aus 10 ist der Kanal jedoch weiter geführt. Hierdurch kann das Ruder 12 durch eine Bewegung des Blockierelements 24g in eine Ruderhartlage gedrückt werden, wie in 11 dargestellt ist.
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Bei dem in 11 dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Blockierelement 24g über seine Blockierstellung weiter hinaus bewegt werden. Es bewegt sich hierdurch durch den Kanal 54 der Kulisse 52. Durch die Führung des Kanals 54 wird das Ruder 12 durch die Bewegung des Blockierelements, beispielsweise in Axialrichtung des Lenkflugkörpers 2, zwangsweise ausgelenkt, beispielsweise in seine Ruderhartlage, die in 11 gezeigt ist. Durch eine rückwärts gerichtete Bewegung des Blockiermittels 24g wird das Ruder 12 wieder in seine neutrale Ausgangsposition gebracht und bei weiterer Bewegung des Blockierelements 24g erst teilentriegelt und dann vollständig entriegelt, wie durch die drei unteren Positionen des Blockierelements 24g in 11 angedeutet ist.
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Es kann sein, dass es sinnvoll ist, das Ruder 12 während des Flugs des Lenkflugkörpers 2 in seine Ruderhartlage zu bringen, beispielsweise um den Lenkflugkörper 2 schnellstmöglich abzubremsen oder ihn zum Absturz zu bringen. Dies kann erreicht werden, indem das Blockierelement 24g den Kanal 54 bis zu dessen Ende beziehungsweise bis zur Hartlagenposition des Blockierelements 24g durchfährt. Bei dem Ausführungsbeispiel aus 11 ist jedoch sichtbar, dass dies nur dann funktioniert, wenn sich das Blockierelement 24g innerhalb der Kulisse 52 befindet. Dies muss jedoch nicht der Fall sein.
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Dieses Beispiel ist in 12 verdeutlicht. Das Ruder 12 hat einen gewissen Ruderausschlag und soll durch das Blockierelement 24g in Ruderhartlage gebracht werden. Hierfür könnte das Ruder 12 in seine neutrale Stellung gebracht werden, die in 10 gezeigt ist, und das Blockierelement kann in die Hartlagenstellung gefahren werden, wie in 11 dargestellt ist. Ist jedoch eine Steuerung des Ruders 12 in diese neutrale Stellung nicht möglich, beispielsweise weil die Steuereinheit 28 defekt ist oder ein Signal zwischen einer Kontrollstation und dem Lenkflugkörper 2 abgerissen ist, so sollte das Ruder 12 dennoch in Ruderhartlage zu bringen sein. Dies ist möglich, wie in den beiden Darstellungen aus den 12 und 13 dargestellt ist. Das Blockierelement 24g wird in Richtung seiner Blockierstellung bewegt, wie in 12 durch den Pfeil angedeutet ist. Es wird außen am Ruder 12 anschlagen und dieses nun von außen in die Ruderhartlage drücken, wie in 13 dargestellt ist. Die Ruderhartlage des Ruders 12 wird hierbei schon dann erreicht, wenn das Blockierelement 24g noch nicht in seiner Blockierstellung ist, wie in 13 gezeigt ist. Anstelle dessen wird eine äußere Blockierstellung erreicht, in der das Ruder 12 seine maximale Auslenkung in eine Richtung, also seine Ruderhartlage, erreicht hat. Dies ist in 13 dargestellt, in der das Blockierelement 24g seine äußere Blockierstellung eingenommen hat. Anhand der Formgebung der Kulisse 52 kann das Ruder 12 mithin unabhängig von seiner Ausgangsstellung vom Blockierelement 24g in seine Ruderhartlage gedrückt werden.
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Das Ausführungsbeispiel aus den 14 und 15 zeigt eine alternative Kulisse 52b, bei der die Blockierstellung des Blockierelements 24g gegenüber einer Hartlagenstellung liegt, die in 15 gezeigt ist. 14 zeigt das Blockierelement 24g in einer hinteren Blockierstellung, in der es der Hinterkante 40 am nächsten ist. Weiter nach vorne ist das Blockierelement 24g in einer teilentriegelnden Stellung und noch weiter nach vorne in seiner Freigabestellung gezeigt, in der das Ruder 12, ohne an das Blockierelement 24g anzustoßen, über diesem hinweg bewegt werden kann über seinen vollen Ruderausschlagsbereich. Weiter nach vorne schließt sich der Kanal 54 an, der zur Hartlagenstellung des Blockierelements 24g führt.
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15 zeigt das Blockierelement 24g in fünf möglichen Stellungen. Die oberste Stellung beziehungsweise aus Sicht des Lenkflugkörpers 2 vorderste Stellung zeigt das Blockierelement 24g in seiner Hartlagenstellung im Kanal 54. Wird das Ruder 12 vom Blockierelement 24g von außen in seine Ruderhartlage gedrückt, so liegt die ebenfalls eingezeichnete Hartlagenstellung des Blockierelements 24g etwas weiter hinten. Außerdem sind die weiter hinteren Positionen der Freigabestellung, der teilentriegelnden Stellung und der Blockierstellung entlang der strichpunktierten Bewegungsachse gezeigt. Das Ausführungsbeispiel aus den 14 und 15 hat den Vorteil, dass das Blockierelement 24g etwas schneller in seine Hartlagenstellung gefahren werden kann, da es die Blockierstellung nicht durchlaufen muss. Hierdurch kann die Verengung von der Freigabestellung in den Kanal 54 schneller erfolgen beziehungsweise die Verengung von der Freigabestellung bis zum Punkt der Blockierstellung kann unabhängig vom Kanal 54 gestaltet werden.
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16 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem anhand des Blockierelements 24a aus 4 gezeigt ist, dass auch dieses das Ruder 12 in eine Ruderhartlage drücken kann. Hierfür ist es allerdings notwendig, dass sich das Ruder 12 bereits in einem relativ weit aus der Mitte herausbewegten Zustand befindet. Eine gewisse Steuerung des Ruders 12 durch die Steuereinheit 28 ist daher noch notwendig. Der Vorteil bei dem Blockierelement 24a besteht hauptsächlich darin, dass das Ruder 12 in seiner Ruderhartlage gehalten werden kann, auch wenn hernach die Steuereinheit 28 beziehungsweise Steuerung des Ruders 12 ausfällt.
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Ähnlich ist es bei dem Ausführungsbeispiel aus 17. Dieses ähnelt dem Ausführungsbeispiel aus 5, wobei wird ein Schnitt mit einer Sichtrichtung von hinten gezeigt ist. Die vordere Spitze des Blockierelements 24g ist jedoch gerundet ausgeführt, um das Ruder 12 von außen reibungsfreier in die Ruderhartlage zu drücken, die in 17 gezeigt ist. Im Unterschied zu 5 ist das Ruder 12 nicht von der Seite sondern von hinten betrachtet, sodass der Ruderausschlag entsprechend des Doppelpfeils verläuft. Neben der Ausnehmung 56, in der das Blockierelement 24h in seiner Blockierstellung und teilentriegelnden Stellung befindlich ist, ist das Ruder 12 mit tangential nach außen offenen Ausnehmungen 58 versehen, an denen die Spitze des Blockierelements 24h entlangfährt.
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Anhand der Ruderbreite und des Ruderausschlags ist ersichtlich, dass das Blockierelement 24h beziehungsweise die Ausnehmungen 56, 58 relativ weit vorne, also nahe der Ruderdrehachse 46 liegen sollten, in der die Außenkante des Ruders 12 in Hartlagenstellung nicht weit von der Symmetrieebene des Ruders 12 in seiner Mittenstellung entfernt sein sollte. Auch hier drückt das Blockierelement 24h das Ruder 12 bei einem Ausfahren in Richtung zur Blockierstellung in seine Ruderhartlage. Bei dem in 17 dargestellten Ausführungsbeispiel bewegt sich das Blockierelement 24h über seine Blockierstellung hinaus. Auch hier ist ein Drücken des Ruders 12 in seine Ruderhartlage nur möglich, wenn das Blockierelement 24h seitlich neben seiner Ausnehmung 56 zu liegen kommt, in der es in seiner Blockierstellung eingefahren ist. Auch hier liegt der Vorteil insofern darin, dass das Blockierelement 24h das Ruder 12 in dessen Ruderhartlage halten kann, ohne dass es hierzu weiter der Steuereinheit 28 bedarf.
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Bei den Ausführungsbeispielen der 10 bis 17 nimmt das Blockierelement 24g, 24h eine Doppelfunktion ein. Es blockiert das Ruder 12 in seinem Ruderausschlag vollständig, beispielsweise während eines Tragflugs. Außerdem gibt es das Ruder 12 in einer teilentriegelnden Stellung teilweise und in der Freigabestellung vollständig frei. Zudem kann es das Ruder 12 in seine Ruderhartlage drücken und in dieser halten. Hierbei sind die Funktionen des Blockierens, Teilentriegelns und Freigebens einerseits und das Drücken in die Ruderhartlage und das Halten dort andererseits unabhängig voneinander. Es ist daher möglich, das Blockierelement 24g, 24h nur in einer Funktion zu haben, beispielsweise zum Drücken beziehungsweise Halten des Ruders 12 in der Hartlage, wobei auf die Entriegelung mit der Teilentriegelung verzichtet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Lenkflugkörper
- 4
- Plattform
- 6
- Koppeleinheit
- 8
- Pylon
- 10
- Triebwerk
- 12
- Ruder
- 14
- Lenkflügel
- 16
- Querströmung
- 18
- Rollmoment
- 20
- Flügel
- 22
- Rumpf
- 24a–h
- Blockierelement
- 26
- Rudersystem
- 28
- Steuereinheit
- 30
- Aktuator
- 32
- Antrieb
- 34
- Radialrichtung
- 36
- Axialrichtung
- 38
- statisches System
- 40
- Hinterkante
- 42
- Teil
- 44
- Ruderausschlagsbereich
- 46
- Drehachse
- 48
- Ausnehmung
- 50a–c
- Formschlusskulisse
- 52a–b
- Kulisse
- 54
- Kanal
- 56
- Ausnehmung
- 58
- Ausnehmung
