DE2027371C3 - Flugkörper mit Stabilisierungsflügeln und einem Festreibstoff-Triebwerk mit zwei gesonderten Treibsätzen - Google Patents
Flugkörper mit Stabilisierungsflügeln und einem Festreibstoff-Triebwerk mit zwei gesonderten TreibsätzenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flugkörper mit Stabilisierungsflügeln und einem F?sttreibstoff-Triebwerk
mit zwei gesonderten Treibsätzen, die mit axialem Abstand voneinander in dem Flugkörper angeordnet
sind und deren Verbrennungsgase Strahldüsen zugeführt sind, die in einem im der Nähe des Schwerpunktes
angeordneten Ringteü vorgesehen sind, der den äußeren Mantel des Flugkörpers zwischen den beiden
Treibsätzen bildet
Wenn ein Flugkörper einen stabilen Flug haben soll und auch leicht lenkbar sein soll, muß das aerodynamische
Druckzentrum hinter dem Schwerpunkt des Flugkörpers und vergleichsweise nahe diesem Schwerpunkt
liegen. Das bedeutet, das die Stabilisierungsflügel nahe dem Schwerpunkt des Flugkörpers liegen sollten.
Damit sieh der Schwerpunkt des Flugkörpers nicht verschiebt, Wenn dar Treibstoff des Flugkörpers
verbraucht wird, sollte auch der Treibstoffvorrat des Triebwerks derart in dem Flugkörper angeordnet sein,
daß sein Schwerpunkt nahe dem Gesamtschwerpunkt des Flugkörpers oder mit diesem zusammenfällt Diese
gleichzeitig auftretenden Erfordernisse ergeben, daß die Stabilisierungsflügel des Flugkörpers und die Treibstoffladung
des Triebwerks in demselben Teil des Flugkörpers angeordnet sein sollten. Dies verursacht schwierige
Raumprobleme. Der äußere Mantel des Flugkörpers wird gewöhnlich so dünn als möglich gemacht, damit
man ein geringes Gewicht und einen geringen gesamten Außendurchmesser des Flugkörpers erhält Die an dem
Mantel des Flugkörpers angebrachten Stabilisierungsflügel sind erheblichen Kräften ausgesetzt, weshalb die
Befestigungseinrichtungen für diese Stabilisierungsflügel und der die Befestigungseinrichtungen tragende Teil
des Flugkörpermantels so dimensioniert werden müssen, daß sie erhebliche Stärke besitzen. Wenn die
Stabilisierungsflügel an dem Teil des Flugkörpers angebracht werden sollen, wo auch die Treibstoffladung
angeordnet ist, müssen die Befestigungseinrichtungen für die Flügel folglich entweder in den Innenraum des
Flugkörpers hineinragen, wo der Treibstoff untergebracht werden soll, oder es muß der gesamte äußere
Durchmesser des Flugkörpers vergrößert werden, damit ausreichender Platz für die Befestigungseinrichtungen
für die Flügel zur Verfugung steht. Die letztere
Alternative ist höchst unerwünscht, da sie die aerodyna-
!0 mischen Eigenschaften des Flugkörpers stark beeinträchtigt
und außerdem zu einer Vergrößerung des äußeren Maximaldurchmessers des Flugkörpers führt,
was wiederum zur Folge hat, daß ein Abschußrohr für den Flugkörper einen entsprechend großen Durchmesser
haben muß. Der für die Befestigungseinrichtungen für die Stabilisierungsflügel erforderliche radiale Platzbedarf
ist besonders groß, wenn wie in den meisten Fällen, die Möglichkeit bestehen soll, die Flügel nahe an
die Außenfläche der Flugkörper heranzuklappen, um den für die Lagerung und den Transport der Flugkörper
erforderlichen Platzbedarf zu senken und um den
ermöglichen.
ter kompliziert, wenn aus irgendeinem Grunde die Strahl- oder Schubdüsen des Triebwtrks nicht am
hinteren Ende des Flugkörpers vorgesehen werden können. In einem solchen Fall muß das Triebwerk mit
einer Vielzahl von Strahldüsen versehen werden, die mit gleichmäßigem Abstand um den Flugkörper verteilt
sind, so daß ihre Öffnungen in der Umfangsfläche des
Flugkörpers befinden und schräg nach hinten im Verhältnis zu der beabsichtigten Flugrichtung des
Flugkörpers zeigen. Wenn diese Düsen gleich große
3s Schübe erzeugen, fällt der resultierende Schub mit der
Symmetrieachse des Flugkörpers zusammen und verläuft seine Wirkungslinie durch den Schwerpunkt
des Flugkörpers, so daß das Triebwerk keine Momente erzeugt die den Flugkörper abs seiner Bahn abzulenken
trachten und die von den Lenkeinrichtungen kompensiert werden müssen. Es ist jedoch schwierig zu
gewährleisten, daß alle Düsen stets den gleichen Schi* erzeugen. Deshalb sollten die Düsen des Flugkörpers
vorzugsweise verhältnismäßig nahe dem Schwerpunkt des Flugkörpers liegen, wodurch das auf den Flugkörper
ausgeübte, ablenkende Moment vergleichsweise klein wird, falls die Düsen nicht gleiche Schübe erzeugen
sollten. Gleichzeitig müssen die Düsen so angeordnet
sein, daß die von den Düsen ausgestoßenden Verbrennungsgase keine aerodynamisch störenden oder in
anderer Weise schädlichen Einflüsse auf den Flugkörper ausüben. Deshalb sollen beispielsweise die Düsenöffnungen
nicht vor den Stabilisierungsflügeln angeordnet sein. Diese Erfordernisse bedeuten, daß auch die Düsen
des Triebwerks im wesentlichen an derselben Stelle des Flugkörpers angeordnet sein sollten, an der, wie oben
ausgeführt auch noch die Stabilisierungsflügel und die Treibstoffladung des Triebwerks vorgesehen werden
sollen. Offensichtlich wird dadurch die Konstruktion des
6Q Flugkörpers auf die Unterbringung der Stabilisierungsflügeln, der Treibstoffladung und der Strahldüsen des
Triebwerks noch weiter erschwert.
Es ist ein ungelenkter Flugkörper mit einem mit Festkörpertreibstoff getriebenen Triebwerk bekannt
(FR-PS 8 39 861), bei dem der Treibstoff in zwei Ladungssätze geteilt ist, die mit axialem Abstand
angeordnet sind und deren Verbrennungsgase den in einem Ringteü angeordneten Düsen zugeführt sind, der
den äußeren Mantel des Flugkörpers zwischen den beiden Treibsätzen bildet. Bei diesem bekannten
Flugkörper ist man bestrebt, die Spreng- oder
Nutzladung des Flugkörpers so anzuordnen, daß ihr Schwerpunkt nahe dem Gesamtschwerpunkt des
Flugkörpers liegt Zu diesem Zweck ist die Nutzladung zwischen den beiden Treibsätzen des Triebwerks
angeordnet, so daß sie im wesentlichen das ganze Innere des Flugkörpers zwischen den beiden Treibsätzen füllt.
Dies hat den großen Nachteil, daß der Strömungsweg der Verbrennungsgase von den Treibsätzen zu den
Düsen sehr eng wird und daß nur vergleichsweise kleine
Düsen verwendet werden können. Die bekannte Anordnung kann deshalb nicht für Flugkörper mit
hohen Geschwindigkeiten benutzt werden. Außerdem strömen die heißen Treibgase sehr nahe bei der
Nutzladung, die als Folge davon eine unzulässige hohe Temperatur annehmen kann. Aus Platzgründen ist es
auch unmöglich, die Stabilisierungsflügel nahe dem Schwerpunkt des Flugkörpers anzuordnen; diese
müssen vielmehr am hinteren Ende des Flugkörpers angebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; einen gegebenenfalls lenkbaren Flugkörper der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei dem sowohl die Flügel als
auch die Düsen und der Treibstoff in demselben schwerpunktnahen Bereich angeordnet sind, ohne daß
das Gewicht und der Durchmesser des Flugkörpers durch nach außen ragende Befestigungsteile für die
Flügel vergrößert und die aerodynamische Wirksamkeit der Flügel durch davor angeordnete Schubdüsen
beeinträchtigt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die beiden Treibsätze im Verhältnis zueinander in an sich
bekannter Weise eine solche Größe haben und so gelegen sind, daß ihr gemeinsamer Schwerpunkt im
wesentlichen mit dem Schwerpunkt des gesamten Flugkörpers zusammenfällt, daß der von dem Ringteil
umgebende Teil des Inneren des Flugkörpers ein leerer Raum ist, in den die Verbrennungsgase der beiden
Treibstoffladungen gemeinsam geführt sind, und daß die
Stabilisierungsflügel an dem Ringteil in Unifangsrichtung zwischen den Düsen angebracht sind.
Es ist zwar bekannt (DE-PS 73 840), die beiden Treibsätze so zum Schwerpunkt anzuordnen, daß der
untere Treibsatz dem oberen das Gleichgewicht hält, damit der Flugkörper nicht umkippt Dabei handelt es
sich aber um einen gleitflächenlosen Flugkörper, bei dem der hintere, den unteren Treibsatz aufnehmende
Flugkörperteil in der Art eines Stabes dünner und länger ausgeführt ist als der vordere Flugkörperteil.
Ferner ist es bekannt (US-PS 3013494), einen
Düsensatz, der mit einem vorderen Treibstoffvorrat in
Verbindung steht, im Bereich der Stabilisierungsflügel anzuordnen, während ein zweiter Treibstoffvorrat auf
eine am Ende des Flugkörpers vorgesehene Düse wirkt. Bei dieser Anordnung ist eine aerodynamische Störung
der Stabilisierungsflügel nicht ausgeschlossen, und es müssen die Treibgase von dem zweiten Treibstoffvorrat
durch eine verhältnismäßig lange Leitung zu der zugeordneten Düse geführt werden.
Im Gegensatz zu den bekannten Lösungen führt die Erfindung zu einer optimalen Anordnung der beteiligten
Komponenten. Da der feste Treibstoff so angeordnet ist, daß sein Schwerpunkt mit dem Gesamtschwerpunkt
des Flugkörpers zusammenfällt, tritt keine Verschiebung des Gesamtschwerpunktes des Flugkörpers
während des Fluges auf. Zwischen den beiden Treibsätzen befindet sich ein leerer Raum, so daß große
Strömungsquerscbnitte für die Verbrennungsgase auf ihrem Weg von den Treibsätzen zu den Strahldüsen zur
Verfugung stehen. Es is/t auch möglich, dem Ringteil, der
die Düsen enthält, derartige Abmessungen zu geben, daß die Stabilisierungsflügel an diesem Teil ohne
Vergrößerung des äußeren Durchmessers des Flugkörpers angebracht werden können,
im folgenden wird die Erfindung näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flugkörpers zeigt Die Zeichnung zeigt in einem Axialschnitt lediglich denjenigen Teil des Flugkörpers, der das Triebwerk des Flugkörpers, die Stabilisierungsflügel und die Strahldüsen des Triebwerks umfaßt Die Axialschnitte in der oberen und der unteren Hälft der Abbildung liegen dabei in derart unterschiedlichen Ebenen, daß die obere Hälfte einen Axialschnitt durch eine Strahldüse des Raketenmotors und die untere Hälfte einen die Stabilisierungsflug'.-' des Flugkörpers umfassenden Axialschnitt zeigen.
im folgenden wird die Erfindung näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flugkörpers zeigt Die Zeichnung zeigt in einem Axialschnitt lediglich denjenigen Teil des Flugkörpers, der das Triebwerk des Flugkörpers, die Stabilisierungsflügel und die Strahldüsen des Triebwerks umfaßt Die Axialschnitte in der oberen und der unteren Hälft der Abbildung liegen dabei in derart unterschiedlichen Ebenen, daß die obere Hälfte einen Axialschnitt durch eine Strahldüse des Raketenmotors und die untere Hälfte einen die Stabilisierungsflug'.-' des Flugkörpers umfassenden Axialschnitt zeigen.
Der als Beispiel in der Zeichnung dargestellte Flugkörper hat die durch den Pfeil 1 angedeutete
Flugrichtung und besitzt ein Festtreibstoff-Triebwerk, dessen Festtreibstoff aufgeteilt ist in zwei getrennte
Treibsätze 2 und 3. Diese zwei Treibsätze sind mit axialem Abstand in dem Flugkörper derart angeordnet
daß sich zwischen ihnen ein Raum 4 befindet der innerhalb des Flugkörpers liegt und von dessen
äußerem Mantel umgeben ist Die beiden Treibsätze 2 und 3 geben ihre Verbrennungsgase an diesen Raum ab
und haben in bekannter Weise konische Ausnehmungen oder Bohrungen 2a und 3a, die zu dem Raum 4
hingewendet sind.
J5 Der den leeren Raum 4 umgebende äußere Mantel
des Flugkörpers besteht aus einem Ringteil 5. Wie man der Zeichnung ohne weiteres entnehmen kann, können
dem Ringteil S, ohne daß man deshalb in den für die Treibsätze 2 und 3 vorgesehenen Raum eindringen
müßte und ohne Vergrößerung des gesamten Außendurchmessers
des Flugkörpers, solche Abmessungen und solche Stärke gegeben werden, daß er nicht nur die
Strahldüsen 7 des Triebwerks (von denen nu>* eine in der Zeichnung gezeigt ist) sondern auch die Stabifisierungs-
41; flügel 6 des Flugkörpers (von denen gleichfalls nur einer
in der Zeichnung erscheint) halten kann.
Der als Beispiel in der Zeichnung dargestellte Flugkörper ist mit vier Stabilisieningsflügeln 6, die mit
gleichmäßigem Abstand am Umfang des Flugkörpers
ΐο verteilt sind, und mit vier Strahldüsen 7 für das
Triebwerk versehen, die gleichfalls gleichmäßig am Umfang verteilt sind. Die Stabilisierungsflügel 6 und die
Treibdüsen 7 sind abwechselnd in Umfangsrichtung um den Flugkörper herum vorgesehen.
v» Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist dcf Ringteil 5,
der die Stabilisierungsflügel 6 und die Triebwerksdüsen 7 trägt, vorzugsweise mit Ausnehmungen oder Einbuchtungen
8 ausgeformt, in denen die Triebwerksdüsen 7 und die HalteeinriOhtungen 9 für die Stabilisierungsflü-
*>o gel 6 untergebracht sind, so daß kein Teil der Düsen
oder der Halteeinrichtungen für die Stabilisierungsflügel
über den Außenumfang des Flugkörpers hinausragt Dies ist, wie man sieht selbst dann möglich, wenn — wie
in dem dargestellten Beispiel — die Halteeinrichtungen für die Stabilisierungsflügel so ausgebildet sind, daß
diese an die Außenfläche des Flugkörpers herangeklappt werden können, und deshalb erheblichen
Platzbedarf haben, zumal in radialer Richtung. Der
Mittelteil Aa des Raumes 4, in den die Verbrennungsgase von den Treibsätzen 2 und 3 geführt werden, muß nur
ausreichend groß sein, damit ein genügender Strömungsquerschnitt für die Verbrennungsgase von dem
Treibsatz 3 zu den Düsen 7 vorhanden ist.
Die Einbuchtungen 8 in dem Ringteil S können aus einer gesonderten Einbuchtung für jede Triebwerksdüse
7 und für jede Flügelhalterung 9 bestehen; sie können aber auch von einer einheitlichen, sich durchgehend
umfänglich um den Teil 5 erstreckenden Einbuchtung gebildet sein, die sämtliche Triebwerksdüsen 7 und
Flügelhalterungen 9 aufnimmt. Die Erfindung ermöglicht es, ohne Vergrößerung des größten Außendurchmessers
des Flugkörpers sowohl die Stabilisierungsflügel 6 als auch dieTriebwerksdüsen 7 in der gewünschten
Nähe des Schwerpunkts des Flugkörpers unterzubringen und gleichzeitig den Schwerpunkt des Festtreibstoffs
des Triebwerks, d. h. den gemeinsamen Schwer-
•j punkt beider Treibsätze 2 und 3, in eine solche Lage zu
bringen, daß er mit dem Gesamtschwerpunkt des Flugkörpers zusammenfällt oder ihm sehr nahe liegt.
Obwohl die Stabilisierungsflügel 6 und die Triebwerksdüsen 7 sehr nahe beieinander in raumsparender Weise
angeordnet s;nd, können die von den Düsen ausgehenden Gasstrahlen die Stabilisierungsflügel nicht treffen
und folglich diese auch nicht beschädigen oder irgendwelche aerodynamisch störenden Einflüsse auf
den Flugkörper ausüben.
Claims (2)
- Patentansprüche;1, Flugkörper mit Stabilisierungsflügeln und einem Festtreibstoff-Triebwerk mit zwei gesonderten Treibsätzen, die mit axialem Abstand voneinander in dem Flugkörper angeordnet sind und deren Verbrennungsgase Strahldüsen zugeführt sind, die in einem in der Nähe des Schwerpunktes angeordneten Ringteil vorgesehen sind, der den äußeren Mantel des Flugkörpers zwischen den beiden Treibsätzen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Treibsätze (2,3) im Verhältnis zueinander in an sich bekannter Weise eine solche Größe haben und so gelegen sind, daß ihr gemeinsamer Schwerpunkt im wesentlichen mit dem Schwerpunkt des gesamten Flugkörpers zusammenfällt, daß der von dem Ringteü (5) umgebende Teil des Inneren des Flugkörpers ein .leerer Raum (4) ist, in den die Verbrennungsgase der beiden Treibstoffladungen gemeinsam geführt sind, und daß die Stabilisierungsflügel (6) an dem Ringteil (5) in Umfangsrichtung zwischen den Düsen (7) angebracht sind.
- 2. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil mit Ausnehmungen (8) versehen ist, die in den leeren Raum (4) zurückspringen, und daß die Düsen (7) und Halteeinrichtungen (9) für die Stabilisierungsflügel (6) in diesen Ausnehmungen angebracht sind
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