DE1950930A1

DE1950930A1 - Verfahren zur Stabilisierung der Flugbahn eines rueckstossgetriebenen Flugkoerpers

Info

Publication number: DE1950930A1
Application number: DE19691950930
Authority: DE
Inventors: Guenther Karpa; Helmut Schmidt
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1969-10-09
Filing date: 1969-10-09
Publication date: 1971-04-22
Also published as: FR2112578A5; CH532771A; GB1322950A; US3753537A

Description

Verfahren zur Stabilisierung der Flugbahn eines rückstoßgetrie- ¹QeTiGr₁ Flugkörpers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung, der Flugbahn eines rllcksto.^getriebenen Flugkörpers durch am Flugkörperheck angreifende Zugkräfte,

Bei einer bekannten Ausführung werden die einen startenden Flugkörper in der gewünschten Flugrichtung stabilisierenden Zugkräfte durch eine mechanische Seilführung aufgebracht, bei der auf einer Trommel vier Seile aufgewickelt sind» Die Seile laufen Über vier Umlenkrollen, die an den Enden eines auf dem Erdboden verankerten Kreuzes montiert sind, zu vier am Hepk des senkrecht zu startenden Flugkörpers befestigten, ebenfalls kreuzweise angeordneten Armen. Beim Start dea Plugkörpers rollen die Seile sioh So von der Trommel ab, daß sie alle um gleiche Stücke länger we^tn, Duroh

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BAÖ

die immer gespannt bleibenden Seile ist die Achslage des
Plugkörpers und somit auch die Schub- und Beschleunigungsrichtung bestimmt. Nach Erreichen einer Flugstrecke von ungefähr 50 Metern ist eine eine stabile Flugbahn gewährleistende Geschwindigkeit erreicht und die Arme mit ihren Seilen werden vom Flugkörper abgesprengt; vgl, Jahrbuch 1959
der WGL, Seite 328 "Veronique".

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Stabilisierungsverfahren zu vereinfachen und gleichzeitig für waagerecht und senkrecht startende rückstoßgetriebene Flugkörper nutzbar zu machen.

Bei waagerecht startenden Flugkörpern sind, insbesondere
wenn sie aus sog. Abschußrohren starten, die einen Gasgenerator zur Erzeugung eines den Flugkörper beschleunigenden
Gasdruckes aufweisen, verhältnismäßig große Bewegungen des das Abschußrohr verlassenden Flugkörpers in Nick- und Gierebene um seinen Schwerpunkt zu beobachten» Dies führt zu ungewollten BodenberUhrungen des Flugkörpers unmittelbar nach Verlassen des Abschußrohres und - wenn es· sich um halbautomatisch gelenkte Flugkörper handelt - zum Verlassen des Flug körpers aus dem Auffaßbereich seines Ortungsgerätes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu
schaffen durch einfache weder den Flugkörper noch seine Abschußanlage in ungünstiger Weise beeinflussende Mittel.

Ausgehend von dem bekannten Stabilisierungsverfahren für
senkrecht startende Flugkörper ist diese Aufgabe bei waagerecht startenden Flugkörpern dadurch gelöst, daß die den
Flugkörper stabilisierenden Seilkräfte mit Hilfe eines einzi gen Zugorgans aufgebracht werden, dessen Zugkraft bei von
Null verschiedenen Flugkörperanstellwinkeln Momente erzeugt, die den Flugkörper um seinen Schwerpunkt zurückdrehen.

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Die a u diese Weise erzeugten Zugkräfte wirken als rückfmi-cade Momente auf den Plugkörper, wenn dieser infolge Str-rtatörungen beim Verlassen des Abschußrohres Beschleuni-K Ingen Hin seinen Schwerpunkt in der iJick- und/oder Gierebene erfährt, drehen ihn .also in die gewünschte ursprüngliche Flugrichtung zurück und verkleinern dadurch die dabei auftretenden Anstellwinkelschwingungen in der Nick- oder Gierebene. Die rückführenden Momente sind dann vorzeichenunaba'iiigit,, wenn entweder der Flugkörper um seine Längsachse rouiopt oder das Zugorgan konzentrisch zur Längsachse des Flugkörpers aufgespult ist bzw. das Zugorgan am Heck des Flug-ΛΟ.. pers zentrisch angreift.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgernäßen Verfahrens ist darin zu sehen, da3 auch die gerade während der ersten Flugphase unerwünschten Wirkungen von unterschiedlichen Schubvektoren bei gleicher Eintauchtiefe und/oder Dauer eines in Jt;ii Triebwerkstrahl eintauchenden Strahlspoilers infolge unterschiedlich großer Brennkammerdrücke mit Hilfe dieser Z-irkräfte kompensiert werden können. Hierzu sind die Zugkräfte so zu bemessen, da^ die unerwünscht großen Steuermomeute durch die durch die Zugkräfte erzeugten rückführenden Momente auf das gewünschte Maß reduziert werden. Handelt es sieh um einen um seine Längsachse rotierenden Flugkörper, so werden auch mitrotierende Störmomente infolge Bauungenauigkeiten in ihren unerwünschten Wirkungen gemindert.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Zugkraft nach Dauer und Größe in Abhängigkeit der Frequenz und der Amplitude der ungedämpften Anstellwinke!schwingungen des Flugkörpers derart gewählt, da,'; die Erzeugung des gewünschten rückführenden konientes im Maximum eines Schwingungsbauches der .Anstellwinkelschwingung beendet ist, um diese Schwingungsenergie aas dem System zu entfernen.

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Mach einer bevorzugten Ausführungsformder Erfindung ist zur Erzeugung der Zugkräfte ein konzentrisch zur FlugkÖrperiängsachse aufgespultes Zugorgan vorgesehen, das nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das der Lenksignalübertragung dienende Kabel sein kann. Hierzu ist das der Lenksignalübertragüng dienende Kabel an seinem Anfang verstärkt und mit seinen ersteh Windungen fester als die darauffolgenden Windungen verklebt. Es kann aber auch eine Seilbremse für das vom Flugkörper■abspulende Kabel am Flugkörper vorgesehen sein, die in Abhängigkeit der seit dem Start vergangenen Zeit ausschaltbar ist. Zweckmäßigerweise ist dann mit dem Kabel ein weiteres Zugorgan zu·verbinden, das die aufzubringenden Kräfte zwischen Seilbremse und Flugkörper Überträgt,

Um mit Hilfe eines einzigen Zugorganes sowohl die eingangs erwähnten Startstreuungen als auch die unerwünschten Schubvektoränderungen bei gleicher Eintauchdauer des Strahlruders zu kompensieren* ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Zugorgan in zwei gegenüber der Normalverklebung unterschiedlichen Stufen verklebt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Zeichnung beschrieben. ,

Es zeigen:

Figur 1 eine sehematische Darstellung eines seine Starteinrichtung verlassenden Flugkörpers,

Figur 2 ein Diagramm in der Nickebene liegender durch Startstreuungen unterschiedlich beeinflußter Flugbahnen, ■": aufgetragen über der Zeit, ohne am Flugkörperheck angreifende Zugkräfte und entsprechende Flugbahnen eines Flugkörpers mit. einer am Heck angreifenden Zugkraft. _v ^: V . .

BAD ORIGINAL

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Ein rücketo"getriebener Plugkörper 1 ist über ein auf einer hier nicht/abgestellten Spule/im Flugkörper aufgewickeltes Kabel 2 mit einer auf dem Erdboden 2 stehenden Leitstelle 4 verbunden, die ein Abschußrohr 5 aufweist, aus dem der Plugkörper z.B. mit Hilfe eines ebenfalls nicht dargestellten, im Abschußrohr angeordneten Gasgenerators gestartet wird. Das Kabel dient der Übertragung von Lenksignalen auf den Plugkörper, die in der Leitstelle in Abhängigkeit der durch ein Ortungsgerät 6 selbsttätig wahrgenommenen Ablage des Flugkörpers von der Zieldeckungsgeraden erzeugt werden. Etwa die ersten dreißig Meter dieses Kabels sind auf der nur angedeuteten Spule 7 fester verklebt als die verbleibenden Windungen; auch ist dieser Teil des Kabels stärker als das übrige Kabel ausgebildet, um die erforderlichen Zugkräfte übertragen zu können.

Anstelle dieser festeren Verklebung kann aber auch eine z.B. über eine Verzögerungsschaltung ausschaltbare Seilbremse vorgesehen sein, um den erhöhten Anfangsaug zu erzeugen. Hierzu ist das Kabel 2 mit einem zusätzlichen Zugorgan zu versehen, um die Kräfte ohne Schädigung des Kabels aufbringen zu können»

Die beim Verlassen des Abschußrohres auftretenden Störungen verursachen sowohl in der in Fig« I dargestellten Nickebene als auch in der nicht dargestellten Gierebene einen positiven oder negativen Anstellwinkel 04 des Flugkörpers um seinen Schwerpunkt S infolge des Störmoßientes M₁«, Proportional au dieaetfi Anstellwinkel v/erden Luftkräfte eraeugt^ die von der Sollflugbahn P abweichende Flugbahnen P₁ hervorrufen₀ Die maximal zulässigen Grenzen dieser abweichenden Flugbahnen F- sind durch die Bodenfreiheit und den Äuffaßbereioh A de_fs Ortungsgeräts gegeben.

Der verstärkte Kabelzug auf den Flugkörper, der über den Hebelarm u auf den Schwerpunkt wirkt, erzeugt ein rückdrehendes Moment i/U um den Schwerpunkt, so daß die Plugbahn des Flugkörpern viol weniger ausschlägt, wie dies die Kurven Fp In der koaxial zur Längsachse des Flugkörpers angeordneten "5"

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Figur 2 zeigen. Die durch das Zugorgan aufzubringende Zugkraft ist nach Dauer und Größe in Abhängigkeit der Frequenz und der Amplitude der ungedämpften Anstellwinkelschwingungen des Flugkörpers zu wählen, wobei darauf zu achten ist, daß die Erzeugung des gewünschten rückführenden Momentes im Maximum eines Schwingungsbauches der Anstellwinkelschwingung beendet ist. Bei Flugkörpern mit Dualtriebwerken, d.h. Triebwerken mit je einem Beschleunigungs-und einem Marschtriebwerk in einer Brennkammer wird bei Verwendung von Strahlrudern ein unerwünschter unterschiedlicher. Querschub bei gleicher Eintauchtiefe und Eintauchzeit auf Grund des unterschiedlichen Brennkammerdruckes in den beiden Abbrandphasen erzeugt. Bisher wird der notwendige Ausgleich- durch eine Korrektur der Lenkkommandos,, nämlich durch veränderte Eintauchzeiten_? oder aber durch strömungsmechanische Mittel, wie z,B, veränderte Eintauchtiefen oder Korrekturstrahlruder, ersielt₀ Durch Anpassung des verstärkten Kabelzuges an den seitlichen Verlauf des Brennkammerdruckes kann eine gleichbleibende Steuerwirksamkeit über der Zeit erreicht werden«,

Um beide Aufgaben mit einem einzigen Zugorgan lösen zu ist das Saugorgan in zwei gegenüber der Normalverklebung un terschiedlichen Stufen verklebte

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Claims

Patentansprüche

j 1, verfahren'zur Stabilisierung der Flugbahn eines rückstoß-V__ygetriebenen Flugkörpers mit Hilfe am Heck angreifender Seilkräfte, dadurch gekennzeichnet , daß die Seilkräfte mit Hilfe eines einzigen Zugorganes (2) aufgebracht werden, dessen Zugkraft bei von Null verschiedenen Flugkörperanstellwinkeln («se) Momente (M₂) erzeugt, die den Flugkörper Cl) um seinen Schwerpunkt (S) zurückdrehen·

dadurch ge ke η η ζ e i c h -

, daß die Zugkraft nach Dauer und Größe in Abhängig-

2ο Verfahren nach Anspruch 1, net

keit der Frequenz und der Amplitude der ungedämpften Anstellwinkelschwingungen des Flugkörpers (1) derart gewählt sind, daß die Erzeugung des gewünschten rückführenden Momentes (Mp) im Maximum des Schwingungsbauches der Anstellwinkelschwingung beendet ist.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, g e k e η η ζ e i c h η e t durch ein konzentrisch zur Flugkörperlängsachse aufgespultes Zugorgan (2,7),

4· Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ e 1 c h net, daß das Zugorgan (2) das der Lenksignalübertragung dienende Kabel (2) istο ."".""

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5* Einrichtung nach den Ansprüchen- 3 und 4_r dadurch ge — Ic; e_ η η ζ eichnet, daß das Kabel C2J auf seinen ersten Metern einen verstärkten Querschnitt aufweist und mit seinen ersten Windungen Cetwa 3o Meter 1 fester als die darauffolgenden Windungen verklebt ist·

6» Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4,, g e k e it:n — ζ e i c h .n e t durch eine am Flugkörperheck angeordnete Seilbremse, die über eine Verzögerungsschaltung ausschaltbar ist·

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ e χ cfe-

n e t,_; daß das Kabel {2} ein zusätzliches Zugorgan auf— .. weist» ■ ■ . ,,"'■,

8· Einrichtung nach Anspruch 4_r dadurch gek & m η ζ ei ch— η e t_r daß die ersten Meter des Kabels ein größeres SewicÄt als die darauffolgenden Meter aufweisen·

9· Einrichtung nach den Ansprüche» 3 und 4_f dadurch g e fc e η m ζ e i c h η e t , daß aäs Zugorgaa in zwei gegen>über^ der Kormalverklebung unterschiedlichien Stufen verklebt ist«,

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