DE4117009C2 - Aerodynamischer Körper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Stabilisierung aerodynami­ scher Körper und ist insbesondere anwendbar für solche Körper, die von einem Flugzeug geschleppt werden.

Es hat sich gezeigt, daß Körper, die von Flugzeugen geschleppt werden, Störungen unterworfen sind, die von der Nachströmungs­ turbulenz des Flugzeuges herrühren. In schwerwiegenden Fällen kann die hieraus folgende Längsneigungsbewegung des geschlepp­ ten Körpers zu einem Reißen des Schleppseiles führen.

Die US 4 426 048 betrifft ein System zur Stabilisierung einer Plattform relativ zu einem Flugkörper. Der Flugkörper kann ein rotierendes ballistisches Geschoß sein, bei dem der Nasenkonus eine Plattform aufweist, die ein Zielsuchgerät aufweist und die deshalb im Flug stabilisiert werden muß. Diese Stabilisie­ rung geschieht dadurch, daß die Drehzahl des Geschoßkörpers gegenüber einem festen Bezugspunkt, beispielsweise durch einen Schwerkraftsensor, gemessen wird und mittels eines Motors der Nasenkonus derart um die Längsachse des Flugkörpers gedreht wird, daß der vom Nasenkonus getragene Zielsuchdetektor stabi­ lisiert wird, d. h. keine Drehung im Raum durchführt.

Die US 3 603 533 beschreibt ein Geschoß oder eine Rakete ohne innere Steuermittel. Das Geschoß weist einen hinteren, fest mit ihm verbundenen Mantelring und einen vorderen Mantelring auf, der gegenüber dem Geschoß drehbar ist. Wenn das Geschoß das Abschußrohr durchläuft, dann wird dem vorderen Mantelring durch schraubenlinienförmige Züge des Abschußrohres ein Drall aufgeprägt, der durch Kreiselwirkung das Geschoß stabilisieren soll, damit die Flugbahn des Geschosses aufrechterhalten wird, auch wenn Windkräfte das Geschoß von seiner Flugbahn abzu­ drängen suchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unkontrollierte Neigungsbewegungen eines geschleppten Körpers zu verhindern und diesen Körper im Flug zu stabilisieren.

Gelöst wird die gestellten Aufgabe durch die Gesamtheit der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.

Die Erfindung benutzt demgemäß das Prinzip der Kreiselwirkung, um den geschleppten Körper im Flug zu stabilisieren.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß sie billig und einfach herzustellen ist, keinen Antrieb benötigt und ohne Wartung langzeitig wirksam ist.

Da der Körper mit zwei Mantelrippen versehen ist, die sich im Gegensinn drehen, heben sich Kreisel-Präzessionswirkungen einander auf.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Schaufeln an den Wänden der Mantelringe angeordnet, und diese sind so angestellt, daß sich die Mantelringe im Gegensinn drehen, wenn der Körper in Bewegung befindlich ist.

Vorzugsweise sind die Schaufeln auf dem Mantelring, der vorn am Körper gelagert ist, auf der Innenwand des Mantelringes angeordnet, und die Schaufeln des Mantelringes, der hinten am Flugkörper angeordnet ist, liegen auf der Außenwand des Mantel­ ringes. Dadurch wird gewährleistet, daß der rückwärtige Mantel­ ring mit etwa der gleichen Drehzahl umläuft wie der vordere Mantelring, indem frei strömende Luft zum Antrieb benutzt wird, und nicht Luft, der bereits Energie entzogen wurde, nachdem der vordere Schaufelring angetrieben wurde.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform können vorderer und hinterer Mantelring (von denen jeder eine Gruppe von Leit­ schaufeln trägt) miteinander über eines oder mehrere Räder gekoppelt werden. Das Vorhandensein der Räder gewährleistet, daß sich die Mantelringe zwangsläufig mit der gleichen Dreh­ zahl drehen, unabhängig von den auf sie wirkenden aerodynami­ schen Kräften.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines geschleppten Körpers mit erfindungsgemäß angeordneten Mantelringen;

Fig. 2 und 3 zeigen Seitenansichten abgewandel­ ter Ausführungsformen eines stabilisierten aero­ dynamischen Körpers;

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie A-A' gemäß Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen aerodynamischen Körper 1, der mittels eines Schleppseils 2 an ein nicht dargestelltes Flugzeug angehängt werden kann. Ein vorderer Mantelring 3 und ein hinterer Mantel­ ring 4, die beide Rohrform haben, umhüllen teilweise den Kör­ per 1. Jeder Mantelring 3, 4 kann sich frei um die Längsachse des Körpers 1 drehen. Eine Gruppe von Schaufeln 5 ist an der Innenwand des vorderen Mantelringes 3 angeordnet. Die Außen­ wand des hinteren Mantelringes 4 trägt eine weitere Gruppe von Schaufeln 6. Die Schaufeln 5 und 6 sind so angestellt, daß bei in Bewegung befindlichem Körper 1 die Mantelringe 3 und 4 im Gegensinn umlaufen.

Im folgenden wird auf die Fig. 2, 3 und 4 Bezug genommen, die ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel zeigen. Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Teil eines geschleppten Körpers 7, der an ein Schleppseil 8 angeschlossen ist und einen vorderen Mantel­ ring 9 bzw. einen hinteren Mantelring 10 trägt. Die Mantel­ ringe 9 und 10 drehen sich in Lagern 11 und jeder Mantelring trägt eine entsprechende Gruppe von Schaufeln 12, 13 an seiner Innenwand.

Zwei Räder 14, 15 sind diametral gegenüberliegend an dem geschleppten Körper 7 gelagert, und diese koppeln die beiden Mantelringe 9, 10 miteinander. Die Räder gewährleisten, daß dann, bei Drehung eines Mantelringes, der andere Mantelring gezwungen wird, sich mit der gleichen Drehzahl, aber in ent­ gegengesetztem Sinne zu drehen, und zwar unabhängig von den darauf einwirkenden aerodynamischen Kräften.

Bei beiden Ausführungsbeispielen übt, wenn beim Schleppen des Körpers 1 eine Störung durch die Nachlaufturbulenz auftritt, die Kreiselwirkung, die durch das schnelle Drehen von vorde­ rem und hinterem Mantelring zustandekommt, einen Dämpfungs­ effekt auf den geschleppten Körper 1 aus und stabilisiert diesen.

Claims (4)

1. Aerodynamischer Körper (1) allgemein zylindrischer Form, der einen vorderen und einen hinteren rohrförmigen Mantelring (3, 4) aufweist, welche Mantelringe um die Längs­ achse des Körpers (1) drehbar sind, wobei Mittel (5, 6) vor­ gesehen sind, um die Mantelringe (3, 4) im Gegensinn zu dre­ hen, wenn der Körper in Richtung seiner Längsachse fliegt.

2. Aerodynamischer Körper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur gegensinnigen Drehung der Mantelringe als Schaufeln (5, 6) ausgebildet sind, die an den Wänden jedes Mantelringes (3, 4) angeord­ net und angestellt sind.

3. Aerodynamischer Körper (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (5) am vorderen Mantelring (3) auf der Innenwand angeordnet sind und die Schaufeln (6) des hinteren Mantelringes (4) auf der Außen­ wand.

4. Aerodynamischer Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur gegensinnigen Drehung der Mantelringe als Schaufeln (12, 13) ausgebildet sind, die an den Wänden jedes Mantelringes (9, 10) angeordnet sind und daß die Mantelringe (9, 10) über wenigstens ein Rad (14) gekoppelt sind, welches gewährleistet, daß sich die Man­ telringe (9, 10) mit der gleichen Drehzahl im Gegensinn drehen.