DE2952181A1 - DEVICE FOR CONTROLLING FLIGHT BODIES OR THE LIKE, IN PARTICULAR FOR ROLLING CONTROL - Google Patents
DEVICE FOR CONTROLLING FLIGHT BODIES OR THE LIKE, IN PARTICULAR FOR ROLLING CONTROLInfo
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Description
DORNIER GMBHDORNIER GMBH
7990 Friedrichshafen7990 Friedrichshafen
Reg. 2474Reg. 2474
Einrichtung zum Steuern von Flugkörpern o·. dgl., insbesondere zur Rollsteuerung Device for controlling missiles o ·. Like., In particular for roll control
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern von Flugkörpern,
Raketen, Raumfahrzeugen und ähnlichen Fluggeräten,
insbesondere zur Rollsteuerung mit Mitteln zur Strömungsbeeinflussung.
The invention relates to a device for controlling missiles, rockets, spacecraft and similar aircraft,
especially for roll control with means for influencing the flow.
Bei Flugkörpern der genannten Art, arbeitet die Rollsteuerung entweder getrennt oder in Verbindung mit einer Kurs- und bzw. oder Lageregelung.In the case of missiles of the type mentioned, the roll control works either separately or in conjunction with a course and resp. or position control.
Es ist für die Rollsteuerung derartiger Flugkörper, und zwar
auch solche mit mindestens zwei einander diametral gegenüberliegenden Strahlaustritten bzw. Antriebsanlagen, bezogen auf
die Rollachse bzw. die Längsachse des Fluggerätes bekannt,
Schubrichtungsänderungen zur Erzeugung von Rollmomenten mittels allseitig schwenkbarer Strahlaustrittsdüsen zu bewirken.
Eine solche Schwenkbarkeit der Strahlaustrittsdüsen erfordert Lager- und Abdichtungsmittel zwischen den Düsen und den feststehenden
Teilen der Antriebsanlage, wobei erhebliche bauliche Schwierigkeiten bestehen. Zudem ist die Anordnung von Stell-It is for the roll control of such missiles, namely
also those with at least two diametrically opposed jet outlets or drive systems, based on
the roll axis or the longitudinal axis of the aircraft is known,
To effect changes in the thrust direction to generate rolling moments by means of jet outlet nozzles that can be swiveled in all directions. Such a pivotability of the jet outlet nozzles requires bearing and sealing means between the nozzles and the fixed parts of the drive system, with considerable structural difficulties. In addition, the arrangement of
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antrieben mit räumlich weit voneinander getrennt liegenden Stellgliedern für die einzelnen Strahlaustrittsdüsen erforderlich. Durch die notwendige Koppelung der Stellantriebe für die zusammenwirkenden Strahlaustrittsdüsen, ergibt sich ein aufwendiger Aufbauynohem Gewicht. Ferner ist die Ansteuerung der einzelnen Stellantriebe eine mögliche Fehlerquelle bei der Steuerung, insbesondere bezüglich der Stellungsrückführung für die einzelnen Steuerausschlage der schwenkbaren Strahlaustrittsdüsen. Spiel zwischen den Teilen der Stellantriebe kann ebenfalls noch zu Steuerfehlen bzw. Steuerungenauigkeiten führen, die unerwünschte Abweichungen von vorgegebenen Werten nach sich ziehen.Drives with actuators that are spatially separated from one another are required for the individual jet outlet nozzles. The necessary coupling of the actuators for the interacting jet outlet nozzles results in a more complex one Constructive weight. Furthermore, the control of the individual actuators a possible source of errors in the control, especially with regard to the position feedback for the individual control deflections of the swiveling jet outlet nozzles. Play between the parts of the actuators can also lead to control errors or control inaccuracies, which result in undesirable deviations from specified values.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, insbesondere eine Rollsteuerung für Fluggeräte zu schaffen, die mit einem gegenüber den bekannten Systemen wesentlich vereinfachten Aufbau, erheblicher Gewichtseinsparung und größerer Sicherheit der Wirkungsweise arbeitet.The object of the present invention is, in particular, to create a roll control for aircraft that has an opposite the known systems significantly simplified structure, considerable weight savings and greater security of the Mode of action works.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung zur Erzeugung von Rollsteuermomenten um die Flugkörperroll- bzw. Längsachse Mittel zur Beeinflussung der Treibstrahlen sämtlicher Strahlaustritte enthält, wobei die Mittel zur gleichzeitigen und gleich großen Strahlbeeinflussung gemeinsam an einem über einen Stellantrieb bewegbaren Trägerteil befestigt sind. Eine so ausgebildete Einrichtung ermöglicht es, die Treibgasstrahlen sämtlicher Strahlaus-The object set is achieved according to the invention in that the device for generating roll control torques around the Missile roll or longitudinal axis contains means for influencing the propulsion beams of all beam exits, the Means for simultaneous and equally large beam influencing jointly on one that can be moved via an actuator Support part are attached. A device designed in this way enables the propellant gas jets of all jet
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trittsdüsen um eine gleichen Betrag und gleichzeitig aus ihrer Austrittsrichtung abzulenken. Dafür ist nur ein einziges, mittels eines Stellantriebes bewegbares Teil erforderlich. Es ergibt sich daraus ein äußerst einfacher Aufbau der Steuereinrichtung und eine wesentliche Gewichtseinsparung.to deflect step nozzles by the same amount and at the same time from their exit direction. There is only one, by means of an actuator moving part required. This results in an extremely simple construction of the control device and a substantial weight saving.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Strahlablenkmittel durch eine um die Roll- bzw. Fluggerätelängsachse drehbare Spoilerscheibe mit einer der Anzahl der Strahlaustrittsöffnungen der Strahlreaktionsdüsen entsprechenden Anzahl von Durchlaßöffnungen und entsprechenden Zwischenwandabschnitten gebildet sind. Die Durchtrittsöffnungen der Spoilerscheibe stellen in Neutrallage der Spoilerscheibe, d.h. ohne Ablenkung der Treibgasstrahlen, eine Fortsetzung der Strahlaustrittsdüsen dar. Durch Drehung der Spoilerscheibe greifen in die Treibgasstrahlen die Zwischenwandabschnitte der Scheibe ein und bewirken eine Ablenkung der Treibgasstrahlen im Sinne der Erzeugung eines Rollmomentes am Flugkörper. Infolge dessen, daß die Drehachse der Spoilerscheibe mit der Rollachse des Fluggerätes zusammenfällt, überdecken die Zwischenwandabschnitte die Strahlaustrittsöffnungen der Strahldüsen so, daß die Ablenkung der Treibgasstrahlen tangentiale Schubkomponenten erzeugt, wobei davon ausgegangen wird, daß die Strahlachsen der Treibgasstrahlen auf einem gemeinsamen, zur Rollachse konzentrischen Kreis, bezogen auf die Umfangsrichtung, in gleichen Abständen voneinander liegen.In a further embodiment of the invention it is provided that the beam deflection means by a roll or aircraft longitudinal axis rotatable spoiler disk with one of the number of jet outlet openings of the jet reaction nozzles corresponding Number of passage openings and corresponding intermediate wall sections are formed. The passage openings of the In the neutral position of the spoiler screen, i.e. without deflecting the propellant gas jets, the spoiler screen is a continuation of the Jet outlet nozzles. By rotating the spoiler disc, the propellant gas jets engage the partition wall sections of the Disc and cause a deflection of the propellant gas jets in the sense of generating a roll moment on the missile. As a result that the axis of rotation of the spoiler disc coincides with the roll axis of the aircraft, cover the partition wall sections the jet outlet openings of the jet nozzles so that the deflection of the propellant gas jets is tangential Thrust components generated, it being assumed that the jet axes of the propellant gas jets on a common, Circle concentric to the roll axis, related to the circumferential direction, are equidistant from each other.
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Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß die TvOllsteuereinrichtung,in dem zwischen den Antriebsanlagen vorhandenen zentralen Raum/ angeordnet ist. Eine solche Unterbringung ist durch die für sämtliche Strahlaustritte vorgesehene Spoilerscheibe mit ihrer Drehachse in der Rollachse des Flugkörpers in Verbindung mit dem ohnehin vorhandenen Zwischenraum erzielbar. According to the invention it is further provided that the TvOllsteueinrichtung, in the central space / between the drive systems. Such placement is by the spoiler disc provided for all beam exits with its axis of rotation in the roll axis of the missile achievable in connection with the space that is already present.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Pig. 1 schematisiert den hinteren Teil eines Flugkörpers inPig. 1 schematically shows the rear part of a missile in FIG
Seitenansicht, teilweise längsgeschnitten dargestellt, Fig. 2 eine Ansicht des Flugkörpers von hinten, gemäß Fig. 1Side view, shown partially in longitudinal section, FIG. 2 a view of the missile from behind, according to FIG. 1
und
Fig. 3 in einem Blockschaltbild Einzelheiten des Aufbaues der elektronischen Ansteuerung für die Strahlablenkmittel.and
3 shows, in a block diagram, details of the structure of the electronic control for the beam deflection means.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist der Flugkörper insgesamt mit 1 und dessen Antriebsanlage mit 2 bezeichnet. Die Antriebsanlage 2 enthält in gebündelter Anordnung Strahlreaktionsantriebe 3a u^d 3b bzw. 3c und 3d, welche innerhalb der äußeren Ummantelung 4 des Flugkörpers 1 untergebracht sind.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 shown in the drawing, the missile is a total of 1 and its propulsion system denoted by 2. The drive system 2 contains jet reaction drives 3a and 3b and 3b in a bundled arrangement. 3c and 3d, which are housed within the outer casing 4 of the missile 1.
Innerhalb der Strahlreaktionsantriebe ist die hier automatisch arbeitende Lage- bzw. Kursregeleinrichtung angeordnet, dieThe position or course control device, which works automatically here, is arranged within the jet reaction drives
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auch die Rollsteuereinrichtung 5 mit der elektronischen Ansteuerung 6 und den zugehörigen Stellantrieb 7 für eine in unterschiedliche Arbeitsstellungen bewegbare Spoilerscheibe 8 enthält. Die Strahlreaktionsantriebe 3a bis 3d sind dabei so angeordnet/ daß ihre Strahlachsen X1 auf einem zur Flugkörperrollachse X konzentrischen Kreis mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen liegen.also contains the roll control device 5 with the electronic control 6 and the associated actuator 7 for a spoiler disc 8 which can be moved into different working positions. The jet reaction drives 3a to 3d are arranged in such a way that their jet axes X 1 lie on a circle concentric to the missile roll axis X with equal distances in the circumferential direction.
Im einzelnen weisen die Strahlreaktionsantriebe einen Treibstoff behälter , die Brennkammer und die Zündeinrichtung, sowie den Strahlaustritt in allgemein bekanntem Aufbau auf. Die mit 10 bezeichnete Strahlreaktionsdüse jedes der Antriebe 3a bis 3d enthält für die Führung des Gasstrahles, die sich in Richtung zur Austrittsöffnung 11 erweiternde Strahlführungswandflache 12, sowie die stirnseitige Abschlußfläche 14. Im zentralen, durch die Strahlreaktonsantriebe 3a bis 3d gebildeten Raum 15 ist die bereits genannte Rollsteuereinrichtung 5, bestehend aus der elektronischen Ansteuerung 6 und dem Stellantrieb 7, untergebracht. In Fig. 3 sind die zur elektronischen Ansteuerung 6 gehörigen Komponenten durch eine strichpunktierte Linie eingeschlossen dargestellt.In detail, the jet reaction drives have a fuel container, the combustion chamber and the ignition device, as well as the jet outlet in a well-known structure. The jet reaction nozzle labeled 10 contains each of the drives 3a to 3d for guiding the gas jet, which is located in Beam guiding wall surface widening towards the outlet opening 11 12, as well as the end face 14. In the central, formed by the jet reactor drives 3a to 3d Room 15 is the aforementioned roll control device 5, consisting of the electronic control 6 and the actuator 7, housed. In FIG. 3, the components belonging to the electronic control 6 are indicated by a dash-dotted line Line shown included.
Die elektronische Ansteuerung 6 enthält, wie weiter aus Fig. im einzelnen zu erkennen ist, eine die Meßwerte eines Wendekreisels 18 in elektrische Signale umwandelnde Komponente 19, ein von einem hier nicht näher beschriebenen Autopiloten 34 und vom Wendekreisel 18 angesteuertes Vergleichsglied 21 und einen weiteren, an den ersten Vergleicher 21 und die elektrischeAs can also be seen in detail from FIG. 1, the electronic control 6 contains the measured values of a rate gyro 18 into electrical signals converting component 19, an autopilot 34 not described in detail here and comparator 21 controlled by the rate gyro 18 and another to the first comparator 21 and the electrical
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Rückführung 22 angeschlossenen Vergleicher 23. Αλ Ausgang des Vergleichsgliedes 23 liegt ein Verstärker 24, über den Stellsignale an einen Stellmotor 26 gegeben werden. Der StellmotorFeedback 22 connected comparator 23. Αλ output of the Comparator 23 is an amplifier 24, via which control signals are given to a servomotor 26. The servomotor
26 ist über ein mechanisches Untersetzungsgetriebe 27 an die Spoilerscheibe 8 angeschlossen. Die Spoilerscheibe 8 ist dabei fest auf die Ausgangswelle 28 des Untersetzungsgetriebes26 is connected to the spoiler disk 8 via a mechanical reduction gear 27. The spoiler disc 8 is included firmly on the output shaft 28 of the reduction gear
27 aufgesetzt, wobei die Achse der Getriebeausgangswelle 28 mit der Rollachse X des Flugkörpers 1, d. h. der für sämtliche Strahlachsen X1 zentralen Achse identisch ist. Mit 34 ist in Fig. 3 ferner noch die Kurs- bzw. Lageregelung bezeichnet. 27 placed, the axis of the transmission output shaft 28 being identical to the roll axis X of the missile 1, ie the axis central to all beam axes X 1. With 34 in Fig. 3, the course or position control is also referred to.
Wie die Fig. 1 weiter erkennen läßt, weist die Spoilerscheibe 8 eine der Anzahl der Strahlreaktionsdüsen 10 entsprechende Anzahl von Durchtrittsöffnungen 30 auf, wobei jede dieser Öffnungen 30 einer der Austrittsöffnungen 11 der Strahlreaktionsdüsen 10 zugeordnet ist. Die Öffnungen 30 der Spoilerscheibe 8 sind so gestaltet, daß ihre Wandfläche 31 eine Fortsetzung der Strahlführungswandfläche 12 der zugeordneten Strahlreaktionsdüse 10 mit Erweiterung in Strahlaustrittsrichtung bildet. Durch die einander benachbarten Durchtrittsöffnungen 30 der Spoilerscheibe 8 sind Zwischenwandabschnitte 35 belassen, die zur teilweisen Abdeckung der Strahlaustrittsöffnunc^n 11 der Strahldüsen 10 dienen. In Neutralstellung, d. h. ohne Ablenkung der Treibgasstrahlen steht die Spoilerscheibe 8 in einer Stellung, bei der sich die Durchtrittsöffnungen 30 mit den Strahlaustrittsöffnungen 11 der Strahlreaktionsdüsen 10 über-As FIG. 1 further shows, the spoiler disk 8 has a number of jet reaction nozzles 10 corresponding to it Number of passage openings 30, each of these openings 30 is assigned to one of the outlet openings 11 of the jet reaction nozzles 10. The openings 30 of the spoiler screen 8 are designed so that their wall surface 31 is a continuation of the jet guide wall surface 12 of the associated jet reaction nozzle 10 forms with expansion in the beam exit direction. Through the adjacent through openings 30 of Spoiler pane 8 intermediate wall sections 35 are left, which are used to partially cover the jet outlet openings 11 of the Jet nozzles 10 are used. In neutral position, i.e. H. without deflection of the propellant gas jets, the spoiler screen 8 is in a Position in which the passage openings 30 overlap with the jet outlet openings 11 of the jet reaction nozzles 10.
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decken, so daß ein freier Durchtritt der Treibgasstrahlen durch die öffnungen 30 erfolgt.cover so that a free passage of the propellant gas jets through the openings 30 takes place.
Der Zwischenraum zwischen der stirnseitigen Abschlußfläche 14 der Strahlreaktionsdüsen 10 und der Stirnfläche 33 der Spoilerscheibe 8 ist so gering als möglich gehalten, um Strömungsverluste beim freien Austritt der Treibgasstrahlen zu vermeiden. The space between the end face 14 the jet reaction nozzles 10 and the end face 33 of the spoiler disk 8 are kept as small as possible in order to avoid flow losses when the propellant gas jets freely exit.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführung der Rollsteuerung des Flugkörpers ist wie folgt:The mode of operation of the described embodiment of the roll control of the missile is as follows:
Die Rollage des Flugkörpers 1 kann für sich allein, oder aber auch in Abhängigkeit von der Lage- bzw. Kurssteuerung 34 beeinflußt werden.The roll position of the missile 1 can be influenced on its own or as a function of the position or course control 34 will.
In der Ausgangs- bzw. Neutrallage der Einrichtung befindet sich die Spoilerscheibe 8 in einer Drehstellung, in der sich die Austrittsöffnungen 11 der Strahlreaktionsdüsen 10 mit den Durchtrittsöffnungen 30 der Spoilerscheibe 8 überdecken, so daß die Treibgasstrahlen der Strahlreaktionsantriebe 3a bis 3d unbeeinflußt sind und frei nach hinten für die Erzeugung von Vorwärtsschub austreten können.In the starting or neutral position of the device, the spoiler disc 8 is in a rotational position in which the Cover outlet openings 11 of the jet reaction nozzles 10 with the passage openings 30 of the spoiler disc 8, so that the propellant gas jets of the jet reaction drives 3a to 3d are unaffected and free to the rear for the generation of Forward thrust can escape.
Wird der Stellmotor 26, ausgehend von den vom Wendekreis 18 gemessenen Größen bzw. in Abhängigkeit von der Kurssteuerung 34 über die elektronische Ansteuerung 6, bestehend aus den Komponenten 19, 21, 22, 23 bzw. 24, angesteuert, so erfolgt über das Untersetzungsgetriebe 27 und dessen Ausgangswelle 28 eine Drehung der Spoilerscheibe 8 um die Fluggeräterollachse X, und zwar entsprechend dem erzeugten Signal in der einenIf the servomotor 26 is based on the variables measured by the turning circle 18 or as a function of the course control 34 is controlled via the electronic control 6, consisting of the components 19, 21, 22, 23 and 24, respectively A rotation of the spoiler disk 8 about the aircraft roll axis via the reduction gear 27 and its output shaft 28 X, according to the generated signal in one
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oder anderen Drehrichtung. Damit treten die Zwischenwandabschnitte 35 zwischen den Öffnungen 30 der Spoilerscheibe 8 in die austretenden Treibgasstrahlen der Strahlreaktionsdüsen 10 ein und lenken die Treibgasstrahlen so ab, daß sich die Schubresultierende der Treibgasstrahlen jeder der Antriebsanlagen 3a bis 3d aus einer Vorwärtsschubkomponente und einer in Umfangsrichtung des Plugkörpers wirkenden, etwa tangentialen Schubkomponente zusammensetzt. Sämtliche tangentialen Schubkomponenten besitzen dabei die gleiche Wirkrichtung. Die überdeckung der Zwischenwandabschnitte 35 der Spoilerscheibe 8 mit den Strahlaustrittsöffnungen 11 der Strahlreaktionsdüsen 10 in der einen oder anderen Drehrichtung, soll dabei einen Wert von maximal 50 % nicht überschreiten.or other direction of rotation. So that the partition wall sections occur 35 between the openings 30 of the spoiler disc 8 in the exiting propellant gas jets of the jet reaction nozzles 10 and deflect the propellant gas jets so that the thrust resultant of the propellant gas jets of each of the propulsion systems 3a to 3d from a forward thrust component and an approximately tangential one acting in the circumferential direction of the plug body Composed of thrust component. All tangential thrust components have the same effective direction. the overlap of the partition wall sections 35 of the spoiler screen 8 with the jet outlet openings 11 of the jet reaction nozzles 10 in one or the other direction of rotation, is supposed to be a Do not exceed a value of a maximum of 50%.
Mittels der beschriebenen Ausführungen,sind mit Hilfe nur des einen Steuerteiles 8 die Treibgasstrahlen sämtlicher Antriebsanlagen, sowohl in Bezug auf die Rollrichtung als auch die Schubstärke beeinflußbar.By means of the descriptions described, only the a control part 8, the propellant gas jets of all drive systems, both in relation to the rolling direction and the Thrust strength can be influenced.
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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