DE3726455A1 - Flugkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Flugkörper und insbesondere auf Flugkörper mit aerodynamischen Flügeln bzw. Flossen zur Erzielung einer Schlingersteuerung.

Die Schlingersteuerung von Flugkörpern wird durch aero­ dynamische Flügel bzw. Flossen, die vom Rumpf des Flugkörpers ausgehen, und mit einer Steuervorrichtung zur Verschwenkung der Flügel um eine Querachse zur Erzielung von Schlinger­ steuerbewegungen bewirkt. Eine derartige Anordnung, bei der die Flügel durch Trägheitsvorrichtungen gesteuert werden, ist in der US-PS 40 29 270 beschrieben.

Für Flugkörper, bei denen Flügel nur für Stabilitätszwecke vorgesehen sind, wurde vorgeschlagen, die Flügel zum Verstauen entweder in oder an den Rumpf des Flugkörpers zu falten, und eine Vorrichtung vorzusehen, um die Flügel selbsttätig zu entfalten, wenn der Flugkörper gestartet wird. Aufgrund der Schwierigkeit, die Faltbewegung mit der Quer­ schwenksteuerbewegung, die für die Schlingersteuerflügel erforderlich ist, zu kombinieren, werden die einziehbaren Flügel üblicherweise aerodynamisch festgelegt; Beispiele für derartige Vorrichtungen ergeben sich aus der GB-PS 21 21 147 und US-PS 43 23 208.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein vereinfachtes Schlingersteuersystem für einen Flugkörper vorzuschlagen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein vereinfachtes Schlingersteuersystem zu schaffen, bei dem die Schlinger­ steuerung durch Flügel erzielt wird, die auch zum Zurück­ ziehen in den Rumpf und zum automatischen Ausfahren während des Startens des Flugkörpers geeignet sind.

Gemäß der Erfindung ist ein Flugkörper der gattungsgemäßen Art gekennzeichnet durch ein Paar diametral gegenüber­ liegender Flügel, die von einem Flugkörperrumpf so vorstehen, daß sie entgegengesetzte Schlingerbewegungen um eine Längs­ achse des Flugkörpers ergeben, und durch eine Betätigungs­ vorrichtung zum selektiven Verändern des freigelegten Bereiches der einzelnen Flügel für die Schlingersteuerung des Flugkörpers.

Vorzugsweise ist die Betätigungsvorrichtung so ausgelegt, daß komplementäre Bewegungen der einzelnen Flügel erzielt werden, wobei dann, wenn der freigelegte Bereich eines Flügels vergrößert wird, der freigelegte Bereich des anderen Flügels entsprechend verkleinert wird, damit eine im wesentlichen konstante freigelegte Gesamtfläche aufrechterhalten wird.

Die Flügel können einen voreingestellten Steigungswinkel haben und können um seitliche Schwenkachsen befestigt sein, die in der Lage sind, in der Ebene wirkende Schwenkbewegungen auszuführen, wodurch die Änderung der freigelegten Fläche der einzelnen Flügel erreicht wird. Zweckmäßigerweise können die Flügel durch Federn in die vorstehende Position vorgespannt sein und können um die Schwenkachsen durch in der Rumpf­ wandung des Flugkörpers ausgebildete Schlitze in Stau­ positionen innerhalb des Flugkörperrumpfes bewegt werden.

Die Betätigungsvorrichtung kann ein elektrisch betätigtes, doppelt wirkendes Solenoid aufweisen. Zweckmäßigerweise ist das Solenoid quer zum Flugkörperrumpf angeordnet und weist eine Betätigungsstange auf, die von beiden Enden ausgeht; die Stange ist in Längsrichtung von den Schwenkachsen im Abstand versetzt und ihre Enden sind in Kontakt mit einer Innenfläche der entsprechenden Flügel angeordnet, wenn sie ihre frei­ gelegten Positionen einnimmt, so daß die gesamte freigelegte Fläche der Flügel erzielt wird.

Das Solenoid kann so angeordnet sein, daß es die komple­ mentäre Schwenkbewegung der Flügel zwischen voreingestellten minimalen und maximalen Positionen des freigelegten Bereiches ergibt.

Die Abfühlvorrichtung kann so ausgelegt sein, daß sie Schlingerbewegungen des Flugkörperrumpfes um seine Längsachse und einen Steuervorgang der Betätigungsvorrichtung ergibt.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeich­ nung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teil-Seitenschnittansicht eines Flugkörpers nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Teil-Schnittansicht längs der Linie A-A der Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles B der Fig. 2.

Ein Flugkörper 10 besitzt einen etwa kreisförmigen Rumpf 11, der konzentrisch zu einer Längsachse 12 ausgebildet und während des Flugbetriebes in Richtung des Pfeiles C ange­ ordnet ist.

Ein Paar diametral gegenüberliegender aerodynamischer Flügel bzw. Flossen 13 und 14 steht in radialer Richtung durch Schlitze 15 in der Wandung des Rumpfes 11 vor und ist mit einem voreingestellten Steigungswinkel a ausgebildet, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Flügel 13 und 14 sind über seitliche Schwenkachsen 13 a und 14 a für in der Ebene erfolgende Schwenkbewegungen befestigt und sind gegen die vorstehenden Positionen durch Federn 16 (Fig. 2) vorgespannt. Wie durch die gestrichelte Umrißlinie 13 b in Fig. 1 dargestellt, können die Flügel 13 und 14 um die entsprechenden Achsen 13 a und 14 a durch den Schlitz 15 hindurch in eine verstaute Position innerhalb des Rumpfes 11 gefaltet werden.

Quer zum Körper 11 ist ein doppelt wirkendes, elektrisch angetriebenes Solenoid 17 angeordnet, das eine Betätigungs­ stange 18 besitzt, die an beiden Enden vorsteht. Die Stange 18 ist in Längsrichtung im Abstand von einer Linie durch die Achsen 13 a und 14 a versetzt, und ihre Enden 18 a und 18 b stehen in Kontakt mit inneren Oberflächen 19 der ent­ sprechenden Flügel 13 und 14.

Im Betrieb auftretende Schwenkbewegungen der Flügel 13 und 14 werden durch das Solenoid 17 auf eine Bogenbewegung zwischen einer minimalen freigelegten Fläche, z.B. einer minimalen Hubposition, die mit 14 b in Fig. 1 angezeigt ist, und einer maximalen freigelegten Fläche, z.B. einer maximalen Hub­ position, die durch die gezeigte Position des Flügels 13 in Fig. 1 dargestellt ist, begrenzt. Das Solenoid 17 ist so ausgelegt, daß es in einer Bezugs- oder Startposition beide Flügel 13 und 14 in einer mittleren Hubposition zwischen den minimalen und maximalen Hubpositionen hält, wie mit 14 c in bezug auf den Flügel 14 in Fig. 1 angezeigt.

Die mittleren Hubpositionen der Flügel 13 und 14 ergeben eine freigelegte Gesamtfläche oder Arbeitsfläche, die im Betrieb eine Gesamthubkraft ergibt.

Eine nicht dargestellte Abfühlvorrichtung fühlt die Schlin­ gerbewegung des Rumpfes 11 um die Längsachse 12 ab und steuert entsprechend das Solenoid 17.

Wenn der Flugkörper nach der Erfindung ein in einem Startrohr befestigter Flugkörper ist, werden im Betrieb die Flügel 13 und 14 in der mit 13 b gezeigten Stauposition gehalten. Hat der Flugkörper 10 sein Startrohr verlassen, werden die Flügel 13 und 14 selbsttätig durch die Schlitze 15 nach außen soweit geschwenkt, daß die inneren Flächen 19 in Kontakt mit den Enden 18 a und 18 b der Betätigungsstange 18 kommen, um die Flügel 13 und 14 in ihren entsprechenden mittleren Hub­ positionen 14 c in Fig. 1 zu positionieren, damit aufgrund des voreingestellten Steigungswinkels a eine Gesamtbetriebs­ hubkraft erzielt wird.

Diese Gesamthubkraft wird aufgrund der Orientierung der Flügel 13 und 14 in gleiche große und entgegengesetzte Schlingermomente umgesetzt, die um die Längsachse 12 wirksam werden, und die, wenn die Flügel ihre entsprechenden mitt­ leren Hubpositionen 14 c einnehmen, einander im wesentlichen aufheben, so daß ein effektives Null-Schlingermoment auf­ tritt.

Jede Tendenz des Flugkörpers 10, um die Längsachse 12 zu schlingern, wird durch die Abfühlvorrichtung (nicht dar­ gestellt) festgestellt, die ein Signal an das Solenoid 17 gibt, um die Betätigungsstange 18 zu bewegen, wodurch eine entsprechende komplementäre Schwenkbewegung der entsprechen­ den Flügel 13 und 14 um die Achsen 13 a und 14 a entsteht. Hierzu ist zu bemerken, daß die Verlängerung eines Endes des Stabes 18, z.B. das Ende 18 a, Hand in Hand mit einer gleich großen Zurückziehung des anderen Stabendes 18 b geht; dies hat zur Folge, daß bei einer Vergrößerung der freigelegten Fläche eines Flügels die freigelegte Fläche des anderen Flügels entsprechend verkleinert wird. Die vorerwähnte freigelegte Gesamtfläche der Flügel 13 und 14 bleibt somit über die gesamten Schwenkbewegungen der Flügel im wesentlichen konstant, so daß eine im wesentlichen konstante Hubkraft auf den Flugkörper 10 einwirkt.

Nimmt man an, daß die Abfühlvorrichtung eine Tendenz des Flugkörpers 10 zur Drehung im Uhrzeigersinn, d.h. in Richtung des Pfeiles D (Fig. 2) feststellt, wird dem Solenoid 17 signalisiert, den Flügel 13 gegen die maximale Hubposition und den Flügel 14 gegen die minimale Hubposition zu bewegen, wodurch entsprechend die Hubkraft, die von dem Flügel 13 aufgebracht wird, erhöht, und die von dem Flügel 14 auf­ gebrachte Hubkraft verringert wird, so daß ein resultierendes Schlingermoment erzielt wird, das in einer Gegenuhrzeiger­ richtung wirksam wird, um der Tendenz eines Schlingern in Uhrzeigerrichtung entgegenzuwirken und den Flugkörper 10 zu stabilisieren.

Vorstehend wurde eine Ausführungsform der Erfindung be­ schrieben und dargestellt; die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Wenn beispielsweise der Flugkörper nicht von einem Rohr aus gestartet wird, kann auf das Merkmal des Faltens der Flügel 13 und 14 in eine verstaute Position verzichtet werden. Auch können einzelne Solenoide verwendet werden, um die entsprechenden Flügel zu betätigen, und es kann eine beliebige andere, geeignete Betätigungsvorrichtung anstelle elektrisch betätigter Solenoide verwendet werden. Ferner können die Flügel 13 und 14 auch für eine Querbewegung zwischen maximalen und minimalen Hubpositionen befestigt sein, anstatt daß sie schwenkbar befestigt sind.

Claims (10)

1. Flugkörper, gekennzeichnet durch ein Paar von diametral entgegengesetzt angeordneten Flügeln (13, 14), die von einem Rumpf (11) des Flugkörpers (10) so vorstehen, daß entgegengesetzt gerichtete Schlingerbewegungen um eine Längsachse (12) des Flugkörpers erzeugt werden, und eine Betätigungsvorrichtung (17, 18) zum selektiven Verändern der freigelegten Fläche der individuellen Flügel für eine Schlingersteuerung des Flugkörpers.

2. Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (17, 18) so ausgelegt ist, daß sie komplementäre Bewegungen der individuellen Flügel (13, 14) ergibt, wobei bei einer Vergrößerung der freigelegten Fläche eines Flügels die freigelegte Fläche des anderen Flügels verkleinert wird, um eine im wesentlichen kon­ stante freigelegte Gesamtfläche aufrechtzuerhalten.

3. Flugkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (13, 14) einen voreingestellten Steigungs­ winkel haben.

4. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (13, 14) um seitliche Schwenkachsen (13 a, 14 a) befestigt sind, so daß in der Ebene auftretende Schwenkbewegungen ermöglicht werden, wodurch die Änderung der freigelegten Fläche der einzelnen Flügel erzielt wird.

5. Flugkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (13, 14) in die vorstehenden Positionen federvorgespannt sind.

6. Flugkörper nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (13, 14) um die Schwenkachsen durch Schlitze (15) in der Bodenwand des Rumpfes hindurch in Verstaupositionen im wesentlichen innerhalb des Rumpfes (11) des Flugkörpers bewegbar sind.

7. Flugkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (17, 18) ein elektrisch betätigtes, doppelt wirkendes Solenoid (17) aufweist.

8. Flugkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Solenoid (17) quer zum Rumpf (11) des Flugkörpers angeordnet ist und eine Betätigungsstange (18) aufweist, die von beiden Enden ausgeht, die in Längsrichtung von den Schwenkachsen (13 a, 14 a) im Abstand versetzt ist und die mit ihren Enden (18 a, 18 b) in Kontakt mit einer Innen­ fläche (19) der entsprechenden Flügel (13, 14) kommt, wenn diese ihre freigelegten Positionen einnehmen, so daß die freigelegte Gesamtfläche der Flügel erzielt wird.

9. Flugkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb das Solenoid so ausgelegt ist, daß die komple­ mentäre Schwenkbewegung der Flügel zwischen voreinge­ stellten Positionen minimaler (14 b) und maximaler (13) freigelegter Fläche auftritt.

10. Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn­ zeichnet, durch eine Abfühlvorrichtung, die die Schlin­ gerbewegung des Rumpfes des Flugkörpers um seine Längs­ achse und den Steuerbetrieb der Betätigungsvorrichtung feststellt.