DE3612175C1 - Schnellfliegender Flugkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen schnellfliegenden Flugkörper, insbesondere eine mit Überschallgeschwin­ digkeit fliegende Granate gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Flugkörper können dadurch stabilisiert werden, daß man aerodynamisch wirksame Strukturteile, z. B. Finnen, Ruder, einen Heckkonus oder dergleichen so auslegt, daß der Druckpunkt von der Flugkörperspitze aus betrachtet hinter dem Flugkörperschwerpunkt zu liegen kommt. Derartige Maßnahmen können den Anwendungs­ bereich eines Flugkörpers, insbesondere einer mit Über­ schallgeschwindigkeit fliegenden Granate einschränken oder erfordern gegebenenfalls relativ komplizierte mechanische Lösungen, insbesondere dann, wenn der Flug­ körper aus einem Rohr verschossen werden muß. Hier müssen entweder Sonderkonstruktionen am Abschußrohr vorgesehen werden oder die aerodynamisch wirksamen Strukturteile müssen während des Abschusses in die Kontur des Flugkörpers eingeschwenkt werden können.

Eine weitere Möglichkeit ist eine Drallstabilisierung von Granaten. Dies setzt einen hohen Konstruktionsauf­ wand für das Abschußrohr mit Drallzügen voraus, wobei beim Abschuß sowohl das Abschußrohr als auch der Flug­ körper stark mechanisch belastet werden. Außerdem verrin­ gert sich durch eine Drallstabilisierung die Reichweite des Flugkörpers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruk­ tiv einfache aerodynamische Stabilisiervorrichtung anzugeben, ohne das Kaliber des ohne Drall abzuschießenden Flugkörpers zu vergrößern.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruchs angegebe­ nen Merkmale gelöst.

Demnach dient als Stabilisiervorrichtung eine rotationssym­ metrische allseitig frei bewegbare Spitzenhülle des Flugkörpers, deren Schwerpunkt im wesentlichen mit dem Lagerpunkt zusammenfällt. Deren Druckpunkt liegt hinter dem Lagerpunkt, um die Spitzenhülle aerodynamisch stabil zu halten. Aufgrund der Druckverteilung richtet sich die Spitzenhülle während des Fluges in den Wind, d. h. in die Anströmvorrichtung und erzeugt somit keine wesentlichen Momente um die Flugkörperachse. Hierdurch wird der Flugkörper stabilisiert und in den Wind gezogen, da durch die Druckverteilung hinter der Spitzenhülle ein stabilisierendes Moment erzeugt wird und die Störmomente auf die Spitzenhülle - die weitgehend bedingt sind vom Ge­ schehen hinter und in ihr - gering sind.

Konstruktion und Lagerung der Spitzenhülle sind relativ einfach, auf jeden Fall wird durch die Spitzenhülle das Ka­ liber des Flugkörpers nicht vergrößert, so daß dieser als schnellfliegende Granate ohne Drall aus einem Abschußrohr ein­ fach abgeschossen werden kann. Die Spitzenhülle ist gemäß Anspruch 2 vorteilhaft am vorderen Ende eines Teleskopzylinders gelagert, der erst gewisse Zeit nach dem Abschuß des Flugkörpers ausgefahren wird, wenn die Anströmverhältnisse an der Spitzenhülle auf diese nicht mehr destabilisierend wirken.

Der Teleskopzylinder kann mechanisch oder pyrotechnisch gemäß Anspruch 5 ausfahrbar sein.

Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1a bis c zeigen jeweils einen Schnitt durch eine Granatenspitze mit einer Spitzenhülle die mit Hilfe eines Teleskopzylinders aus einer Ruheposition gemäß Fig. 1a über eine Zwischenposition gemäß Fig. 1b in die Wirk­ stellung gemäß Fig. 1c gebracht wird, in der sie zum Stabilisieren der Granate dient.

Eine mit Überschallgeschwindigkeit fliegende Granate 1 weist ein in den Figuren nur teilweise angedeutetes zylindrisches Gehäuse 2 mit einer Längsachse 3 auf, an das sich als Flugkörperspitze eine dünnwandige kege­ lige Spitzenhülle 4 anschließt. In der Längsachse 3 der Granate ist ein Wuchtkern 5 gelegen, der das Ziel beim Aufschlag durchdringt. Das zylindrische Granatenge­ häuse 2 ist zur Spitzenhülle 4 durch eine Trennwand 6 abgeschlossen, die einen in Art eines Kegelstumpfes ausgebildeten, in die Spitzenhülle 4 hineinragenden Führungskörper 7 trägt. Der die Trennwand 6 durchdrin­ gende Wuchtkern 5 ist über einen Teil seiner Länge mit einer Führungshülse 8 umgeben. Zwischen dieser feststehenden Führungshülse und dem Kegelstumpf-Füh­ rungskörper 7 gleitet ein erstes Teleskoprohr 9, welches am hinteren, der Trennwand 6 zugewandten Ende einen Anschlag 10 trägt, dem im Abstand ein korrespondieren­ der Anschlag 11 an dem Führungskörper 7 zugeordnet ist. In dem ersten ausfahrbaren Teleskoprohr 9 ist ein zweites ausfahrbares Teleskoprohr 12 gelagert.

Die Ausfahrlänge dieses Teleskoprohres 12 ist durch zwei Anschläge 13 und 14 an den beiden Teleskoprohren 12 bzw. 9 begrenzt. Das Teleskoprohr 12 trägt an seinem vorderen Ende eine auf der Längsachse 3 gelegene Spitze 15, der in einem vorderen Einsatzteil der Spitzenhülle 4 eine im Querschnitt dreieckförmige Ausnehmung 16 gegenüberliegt.

In der Ruheposition der Spitzenhülle 4 gemäß Fig. 1a wird die Spitzenhülle 4 einmal durch den Führungs­ körper 7 im Bereich der Trennwand und zum anderen auf einer äußeren vorderen Schulter 17 am Teleskoprohr 9 abgestützt. Die Spitze 15 und die Ausnehmung 26 grei­ fen nicht ineinander.

In dem Führungskörper 7 ist benachbart zu der Trennwand 6 ein kreisringförmiger Gasgenerator 18 gelegen, dessen pyrotechnische Treibladung durch einen Massenring 19 gezündet werden kann. Der Gasgenerator steht über mehre­ re Kanäle 20 mit dem aus Führungskörper 7 , Führungs­ hülse 8 und den beiden Teleskoprohren 9 und 12 gebilde­ ten Teleskopzylinder in Verbindung, wobei die Kanäle 20 hinter dem Anschlag 10 des Teleskoprohres 9 in den Teleskopzylinder münden. Außerdem gehen vom Gasgenera­ tor 18 noch weitere Kanäle 21 aus, die in dem Zwischen­ raum zwischen Führungskörper 7 und Spitzenhülle 4 münden.

Beim Abschuß der Granate aus dem nicht gezeigten Ab­ schußrohr, wird der Massering 19 aufgrund seiner Träg­ heit in Richtung auf die pyrotechnische Ladung des Gasgeneators beschleunigt und zündet diese. Über die Kanäle 20 strömt jetzt Gas in den Teleskopzylinder und drückt auf den Anschlag 10 des ersten Teleskoproh­ res 9. Dieses wird nach vorn geschoben, bis der Anschlag 10 auf den Anschlag 11 am Führungskörper 7 aufläuft.

Während dieser Ausfahrbewegung wird die Spitzenhülle 7 weiterhin auf der Schulter 17 des Teleskoprohres abgestützt. Die Spitzenhülle 4 wird außerdem durch das aus den Kanälen 21 austretende Gas stabilisiert. Dieser Zwischenzustand ist in Fig. 1b gezeigt.

In diesen Zwischenzustand wird ein Ringschlitz 22 zwi­ schen dem Anschlag 10 des Teleskoprohres 9 und der Führungshülse 7 freigegeben, so daß jetzt auch das Gas des Gasgenerators in das Innere des Teleskoprohres 9 strömen kann und dabei das zweite ausfahrbare Teles­ koprohr 12 nach vorne schiebt. Zunächst läuft dessen Spitze 15 in die Ausnehmung 16 der Spitzenhülle, so daß diese in Art eines Spitzenlagers am Berührungspunkt, d. h. am Lagerpunkt 23 abgestützt wird. Beim weiteren Ausfahren des inneren Teleskoprohres 12 löst sich die formschlüssige Verbindung der Spitzenhülle 4 an der Schulter 17 des ersten Teleskoprohres. Wenn die Anschlä­ ge 13 und 14 am inneren und äußeren Teleskoprohr in Kontakt kommen, hat die Spitzenhülle 4 eine Lage gemäß Fig. 1c erreicht, in der sie um den Lagerpunkt 23 in allen Richtungen frei schwenkbar ist. Um die Spitzen­ hülle aerodynamisch zu stabilisieren, ist der Lagerpunkt 23 so gewählt, daß er vor dem aerodynamischen Druckpunkt liegt. Die Spitzenhülle 4 kann sich in dem in Fig. 1c gezeigten Zustand in den anströmenden Wind richten.

Die geschilderte verzögerte Freigabe der Spitzenhülle 4 erfolgt erst, nachdem ein genügend großer Abstand zwischen deren Hinterkante 24 und der Trennwand 6 er­ reicht ist, so daß unsymmetrische Saugeffekte aus dem Inneren der Spitzenhülle bzw. Rückstauunsymmetrien im Bereich der Hinterkante 24, die durch eingezogene Luftströmungen verursacht werden könnten, auf ein Min­ destmaß beschränkt bleiben. Diese Störungen werden auch durch das Einblasen von Gas in die Spitzenhülle über die Kanäle 21 gering gehalten. Wenn die beim Ablö­ sen der Hinterkante 24 von der Auflage an dem Stützkör­ per 7 auftretenden Störungen nur gering sind, kann die Spitzenhülle 4 auch durch gemeinsames Ausfahren der beiden Teleskoprohre 9 und 12 nach vorne gescho­ ben werden. In einem solchen Fall ist es z. B. möglich, den Teleskopzylinder mit Hilfe einer mechanischen Feder auszufahren.

Wird die Granate 1 in der in Fig. 1c gezeigten Lage der Spitzenhülle während des Fluges achsparallel ange­ strömt, so verbleibt sie in dem idealen Flugzustand, in dem Flugrichtung und Richtung der Längsachse 3 zusammenfallen. Ändert sich jedoch diese Anströmung durch eine Pendelung der Granate, so richtet sich die frei bewegliche Spitzenhülle 4 in den Wind, so daß die Spitzenhüllenachse nicht mehr mit der Längsachse 3 der Granate 1 zusammenfällt. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Strömungsverhältnisse an entgegenge­ setzten Seiten im Bereich des Granatengehäuses 2, so daß dieses sozusagen in den Wind gezogen wird. Der Pendelung der Granate wird hierdurch entgegengewirkt, die Granate stabilisiert.

Es wäre im übrigen auch möglich, über die Kanäle 21 gesteuert Gas in den Innenraum der Spitzenhülle 4 zu blasen, um diese gewollt aus der mit dem Granatengehäuse 2 koaxialen Lage zu zwingen. Auch hierdurch ändern sich dann die Anströmverhältnisse im Bereich des Grana­ tengehäuses 2. Auf diese Möglichkeit wäre in gewissen Grenzen eine Steuerung der Granate möglich.

Das Spitzenlager zwischen innerem Teleskoprohr 12 und Spitzenhülle 4 kann selbstverständlich durch andere Lager, z. B. durch eine Kugelführung der Spitzenhülle auf dem Teleskoprohr ersetzt werden.

Claims (6)

1. Schnellfliegender Flugkörper, insbesondere mit Über­ schallgeschwindigkeit fliegende Granate, mit einer Vor­ richtung zum Stabilisieren des Flugkörpers und zur Ver­ minderung von dessen Pendelung, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugkörper (1) als Stabilisiervorrichtung im Be­ reich der Flugkörperspitze eine rotationssymmetrische, im wesentlichen kegelige Spitzenhülle (4) aufweist, die um einen auf der Flugkörper-Längsachse (3) gelegenen im wesentlichen mit ihrem Schwerpunkt zusammenfallenden Lagerpunkt (23) allseitig frei schwenkbar gelagert ist.

2. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenhülle am vorderen Ende (15) eines in Richtung der Flugkörperlängsachse (3) ausfahr­ baren Teleskopzylinders (7, 8, 9, 12) gelagert ist, der auf seiner anderen Seite mit dem Gehäuse (2) des Flugkörpers verbunden ist.

3. Flugkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teleskopzylinder (7, 8, 9, 12) ein mit dem Flugkörpergehäuse (2) fest verbundenes (7, 8) und zwei nacheinander ausfahrbare Teleskoprohre (9, 12) aufweist, daß die Spitzenhülle (4) während des Ausfahrens des in dem feststehenden Teleskoprohr (7, 8) gleitenden, zuerst ausfahrbaren Teleskoproh­ res (9) auf einer vorderen Schulter (17) dieses Teleskoprohres (9) formschlüssig gehalten ist, und daß der Lagerpunkt (23) für die Spitzenhülle (4) an dem vorderen Ende (15 ) des zweiten anschließend unter Freigeben der formschlüssigen Verbindung zwi­ schen Schulter (17) und Spitzenhülle (4) ausfahrbaren Teleskoprohres (12) vorgesehen ist.

4. Flugkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzei­ chnet, daß der Teleskopzylinder (7, 8, 9, 12) pneu­ matisch betätigbar ist.

5. Flugkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betätigung des Teleskopzylinders (7, 8, 9, 12) ein Gasgenerator (18) vorgesehen ist.

6. Flugkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (18) zusätzlich mit Ausblas­ öffnungen (21) kommuniziert, die zwischen Teleskop­ zylinder und Innenwand der Spitzenhülle (7) rota­ tionssymmetrisch um die Flugkörperlängsachse (3) angeordnet sind.